A través del sincrotrón, partículas cargadas como protones e iones pesados pueden acelerarse hasta una velocidad de 210.000 kilómetros por segundo. En este momento, se puede lograr la destrucción selectiva de células tumorales mediante radiación guiada. Debido a que la radiación pasa a través del cuerpo humano muy rápidamente, no pierde demasiada energía antes de llegar a las células tumorales. Puede liberar una gran cantidad de energía en las lesiones tumorales, logrando así el propósito de matar las células cancerosas. Al mismo tiempo, debido a que este método libera menos energía durante el proceso de paso por el cuerpo humano, causa menos daño a las células normales del cuerpo humano.
En la década de 1930, un científico estadounidense llamado Ernest Lawrence desarrolló el ciclotrón, que fue la premisa de la terapia de protones e iones pesados. Siete años más tarde, otro científico estadounidense llamado Robert Wilson propuso que los rayos de partículas de alta energía podrían usarse para tratar el cáncer. En ese momento, el concepto de protones e iones pesados comenzó a aparecer en la mente de las personas. Del 65438 al 0954, los investigadores estadounidenses comenzaron a intentar utilizar rayos de protones para tratar el cáncer. En este punto, la terapia con protones e iones pesados ha entrado oficialmente en la etapa de tratamiento del cáncer.
En 1990, se estableció por primera vez el centro de terapia de protones en Loma Linda, Estados Unidos. Desde entonces, Japón, Alemania y otros países también han comenzado a introducir tecnología de terapia de protones e iones pesados. A día de hoy, Japón se ha convertido en un país con equipos de terapia de protones e iones pesados más avanzados y especializados. Desafortunadamente, actualmente hay muy poca introducción a la terapia de protones e iones pesados en China, y sólo unos pocos hospitales pueden llevar a cabo la terapia de protones e iones pesados.