儿童肿瘤患者中，神经系统肿瘤发病率仅次于白血病，为实体肿瘤中发病率最高的病种，是目前威胁儿童肿瘤患者生命的主要因素。手术、化疗、放疗为规范治疗中的必要组成部分。由于儿童神经系统肿瘤患者发病年龄多在15岁以下，而且儿童神经系统组织和其他组织器官均在生长发育阶段，所以如何在治疗肿瘤的同时，避免医源性颅脑神经系统及其他脏器功能损伤是一个很重要的问题。
放射治疗本身，或者由于手术或化疗的协同作用，成为了儿童神经系统肿瘤治疗后的早、晚期并发症发生的主要原因。研究表明，神经系统的成熟发育在青春期，甚至在年轻时期仍在继续，内分泌系统和心血管系统也发育不成熟，所以放射治疗可以导致儿童智力发育迟缓或智商低下、内分泌系统功能低下、心肺功能损伤等并发症。所以，尽量地避免或减少正常组织和器官的照射剂量，是避免和减少并发症发生的关键因素。
质子治疗儿童神经系统肿瘤的优势：
质子治疗技术与传统X-线放射治疗技术的不同主要是由于质子射束优越的物理特性。高能质子射束在进入人体一定深度后突然停止并释放所有的能量，形成特有的剂量高峰——“博拉格峰”，峰后没有照射剂量。不像X-线在人体内的穿透深度不可控制。我们可以精确地控制博拉格峰在人体内到达的位置，并可以准确地将博拉格峰“固定”在肿瘤的位置上。在治疗肿瘤的同时，避免或减少了肿瘤周围正常组织器官的照射，因此可以避免或减少患者并发症的发生。
　　在西方国家中进行性价比分析表明，虽然质子治疗比X-线治疗价格高，但是考虑到治疗晚期并发症还要带来更多的经济负担，所以，质子治疗的性价比更优越。
质子治疗儿童神经系统肿瘤的经验
髓母细胞瘤
常见的儿童神经系统肿瘤，占所有儿童脑肿瘤的15%-20%。肿瘤大体完整手术切除是治疗的首要步骤，然后配合化疗和放射治疗。放射治疗照射范围包括全脑全脊髓照射（上从颅顶，下到骶椎）。由于照射范围大、体积长，使用传统光子治疗时，脑组织、颅神经（如耳蜗神经），脊柱前方的甲状腺、心和肺、胃肠道、性腺、乳腺组织等等均受到了不同程度的照射，带来或多或少的早晚期并发症。质子射束所特有的、优越的“博拉格峰”特性，可以使射束完全停止在脊柱的前缘，避免照射脊柱前方组织和器官，同时可以降低颅神经和脑组织的照射剂量，避免或降低了并发症的发生。
低度恶性胶质瘤
约40%的儿童神经系统肿瘤属于低度恶性胶质瘤。现有的临床报道表明，质子治疗可以安全地提高肿瘤剂量到74Gy（传统X-线多能达到54Gy），而且肿瘤3年控制率可以达到71%-93%。
视神经通路肿瘤
占所有儿童胶质瘤的1%～5%。视交叉前神经肿瘤通常进行手术切除，导致累及眼失明；而视神经通路后部分肿瘤无法进行手术切除，所以放射治疗是视交叉胶质瘤的有效治疗手段。质子治疗可以显著降低对侧正常视神经、视交叉和脑垂体的照射剂量；对于体积较大的肿瘤质子治疗显得更有优势。目前报道的11例患者经过长期随访，肿瘤得到长期控制，而且视力均得到了有效的保护，生长发育正常。
颅咽管瘤是颅内良性肿瘤，生长在鞍上区（靠近脑垂体）。质子治疗能够显著减少脑干、颞叶和内耳的受照剂量。报道中质子治疗了5例患儿，随访时间为13.1年，5年存活率为93%。