高线性能量传递射线简称为高LET (High Linearenergy transfer)射线，系指快中子、质子、负π介子以及氦、碳、氮、氧、氖等重粒子。严格说质子的LET值<10KeV/μ，RBE值≈1.0，不属于高LET射线范围，但由于质子的物理特点与负π介子相似，仍将它列于高LET射线范围之内。除快中子不带电外，其他粒子都带电，在组织中有一定射程，具有电离吸收峰型剂量曲线(图)。从下图可看出，单一照射野就可以得到较好的剂量分布，简化了射野设计，提高肿瘤治疗剂量的准确性。细胞对高LET射线与低LET射线放射敏感性不同。有两方面原因： ①高LET射线的氧增强比较低LET射线为低，即高LET射线放射敏感性对细胞中含氧程度依赖性较小;②细胞分裂周期的影响，主要是G0期细胞对高LET射线抗拒性较小。因此，高LET射线是克服放疗中乏氧细胞和G0期细胞对放射不敏感的一个重要途径。
185MeV质子及65MeVπ-介子深度剂量曲线
几种名词定义 ①LET沿次级粒子径迹单位长度上的能量转换，即LET=
，单位为keV/μ(千电子伏特/微米)，是描写射线质的一种物理量。X线、γ线、β线的LET值低，一般小于10keV/μ，称之为低LET射线;快中子、负π介子、重粒子的LET值高，一般大于10keV/μ，称之为高LET射线。②氧增强比(OxygenEnhancement Ratio，OER)描写某种射线的放射敏感性对细胞含氧状态的依赖关系的物理量。
相同生物效应低LET射线，OER值高(2.5～3.0)，高LET射线，其值低(1.0～1.8)。③相对生物效应(rela-tive biological effect，RBE)描写不同质射线对同一种细胞的生物效应大小。
可以用200kVX线或60钴γ线作为标准射线。低LET射线，RBE值低(≤1.0)，高LET射线，RBE值高(≥2.0)。
快中子 快中子是不带电粒子，在组织、水或其他介质中以指数方式衰减，不具有其他高LET射线的物理特点。快中子治疗的优点主要在生物学方面。放疗用的快中子要求能量至少为14MeV以上，因为14MeV快中子在水中深度剂量曲线和60钴γ线近似，同时要求强度在治疗的距离内达到10rad～15rad/min以上。产生快中子的设备有回旋加速器和氘-氚中子发生器(D-T gene-rator)。前者产生的中子能量、强度都能满足放射治疗的要求，缺点是设备太大。后者体积小、灵活，但中子产额低，靶寿命短，用于放疗比较困难。快中子OER值低，约为1.5～1.6，相对生物效应不仅随能量变化，而且随介质深度和分次照射而变化，比较复杂，应用时要做实际测量。快中子已在英、美等国投入临床使用，并取得较佳疗效。
质子 质子为带电粒子，具有电离吸收峰型剂量曲线。质子物理特性好，但氧增强比、相对生物效应与X线、γ线相同。
负π介子 负π介子为带电粒子，它不仅具有电离峰型吸收剂量曲线，而且在此曲线之上，叠加有因π介子行至射程末端被介质中原子核捕获产生核碎片形成的“星”分布，因此物理特性好，OER值比X线低，为1.8。负π介子集中了快中子的生物学优点和质子的物理学特点，是较好的一种放射源。国外已在研制医用负π介子加速器。
重粒子 用于放疗的重粒子主要指元素周期表上18号元素以前的，如氦、碳、氮、氧、氖等原子核离子。这些离子具有质子的物理特性和中子的生物学特点，和负π介子相似。由于原子核离子质量较大，在组织中的穿射距离比相同能量的质子小得多。据计算，约需单核能量为10亿电子伏特才适用于治疗浅部肿瘤。加速器庞大，目前只在一些高能加速器上做生物学试验，将来可能以综合利用方式，在高能重粒子加速器上进行放射治疗。
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