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Nature Vol.508， エックス線はDNAの2重らせん構造の片側を切断する確率が高く、がん細胞が残る可能性がありますが、重粒子線や陽子線はDNAの2重らせん構造の両方を完全に切断する確率が高く、より確実にがん細胞を破壊します。
133-138， 放射線によるDNA傷害の違い 同じ量の放射線を照射しても線種によって効果・破壊力が異なります， 治療期間が短期間 重粒子線は、陽子線やエックス線、ガンマ線と比べて、がん細胞を殺傷する能力が2～3倍ほど高く、一回の照射で得られる効果が大きいため、治療期間を短くすることができます， 難治性がんの治療も可能 複雑な場所にあるために手術が困難ながん、心・肺・腎疾患など合併症のために手術が困難、機能欠損が大きいために手術がハイリスク、高齢の方にも治療の可能性が広がります，2014 重粒子線・陽子線・エックス線の特性評価 重粒子線陽子線エックス線 (1)線量の集中性 〇 〇 × (2)線量分布辺縁の鋭さ 〇 △ × (3)生物学的効果（倍率） 3 1.1 1 (4)低酸素がんに対する効果 〇 × × (5)放射線抵抗性がんへの効果 〇 × × (6)分割照射回数が少ない 〇 △ × ※出典元『ここまできた重粒子線がん治療』（辻井博彦、鎌田正著）産学社より改変 ，。