一个重要的问题是哪种类型的癌症的医疗优势足以激发质子治疗的更高投资和治疗成本。在本研究中选择的一种形式，即前列腺癌，通常被称为质子治疗的一个有趣目标，因为肿瘤控制概率可能在正常组织并发症概率降低的同时增加，并且患者正在接受治疗质子设施。其他三种选择的形式是诊断，其中模型研究表明正常组织并发症的概率可以降低，即幸存者并发症的长期风险可以降低。我们故意不专注于传统上用质子治疗获得明确收益的癌症，因为这项研究的目的是了解新适应症的成本效益，激励质子设施进行常规治疗和临床研究。我们选择研究以下四种肿瘤类型：

乳腺癌
　　 左侧乳腺癌是质子治疗的潜在目标，主要是因为质子可能降低辐射诱发的心脏病和放射性肺炎的风险。质子治疗对肿瘤控制的影响可能与光子或电子一样，但心脏和肺部敏感组织的剂量可能会大大减少，因此以后很可能会产生非常低的毒性。

前列腺癌
　　 有迹象表明，针对某些前列腺癌阶段的放射治疗可有效降低复发风险，但辐射也可能与正常组织的辐射损伤引起的不良反应有关。直肠和尿道并发症是放射后最常见的问题。大多数问题是短期的，但发病率也可能在辐射后持续很长时间。辐射的毒性限制了可以传递给肿瘤的辐射剂量，因此，通过使用质子治疗，可以在不超出周围组织耐受性的情况下增加肿瘤剂量。

头颈癌
　　 头颈癌是质子治疗的潜在目标，但由于这组癌症多种多样，因此有必要区分那些对质子治疗最重要的癌症和那些不能治疗的癌症。例如,喉部的癌症不会引起关注,因为它经常以小的辐射量进行治疗并且预后通常是有利的。相比之下，hypofarynx中的癌症预后差得多，因为它不能通过外科手术切除，并且通常用放射治疗更大的体积。由于鉴于副作用，通常需要比目前可能达到的更高的治疗剂量，质子治疗可能是比传统放射疗法更好的替代疗法。头颈部区域的辐射经常影响唾液腺，面部皮肤，粘膜，脊髓和大脑的颞叶。神经系统问题并不罕见，这种风险通常会限制可用于头颈部癌症放射的剂量。

胶质瘤
　　 胶质瘤是一种罕见的癌症，但仍占儿童所有中枢神经系统肿瘤的约20-25％。放射治疗是胶质瘤的常用治疗方法，但与几种不良事件的风险相关。例如，儿童对大脑的辐射特别敏感，因此，它们在辐射后具有产生神经副作用的实质风险。其他晚期不良事件也存在风险，例如甲状腺功能紊乱，心脏病和继发性肿瘤，例如肉瘤和乳腺癌。与使用光子和电子的常规辐射相比，质子治疗可能不会改善大多数患者的局部肿瘤控制，但它可以降低由于重要器官的晚期放射毒性引起的并发症的风险。