碳离子试验也得到了相同结果，这为采用碳离子进行疗程短、低分割治疗方案的有效放射治疗提供了生物学原理支持。NIRS在剂量递增研究方面也已取得明显进展，仅分别需要1次和2次照射，便可完成I期肺癌与肝细胞癌的放射治疗。甚至对于前列腺癌以及骨与软组织肉瘤等，通常需要相对延长照射时间的肿瘤来说，使用碳离子束大约进行16〜20次照射便可完成治疗。在NIRS进行的碳离子放射治疗中，每位患者所需的平均放射治疗次数由6周18次减少到3周12次。
出国就医服务机构携康国际介绍到，Ogata等发现碳离子放射引起的DNA损害，可抑制肿瘤细胞的转移，从而控制体内肺部转移。他们认为这可能是因为与光子束相比，碳离子照射会造成更多的DNA双链断裂。这也许是碳离子放射治疗的另一个优点，但仍需要进一步研究来证实。NIRS的碳离子治疗设施，射频四极直线加速器产生及加速的离子能量为800keV，阿尔瓦雷兹型直线加速器则为6MeV。加速过的束流被注人双重同步加速器，然后再以大能量为800MeV/核子（nucleon）的速度加速。束流每2分钟引出1次。加速的束流被传送到3间患者治疗室及生物和物理实验室。在这3间临床治疗室中，A室有一个垂直束流端口，B室有垂直和水平束流端口，而C室有一个水平束流端口。
重离子医用加速器中心的设施靠近医院，及医用回旋加速器区域。该设备加速的碳离子束能量为290MeV、350MeV、400MeV。在水中的束流射程为15~25cm。选择与肿瘤大小相对应的合适的脊形过滤器以形成SOBP。为每位患者制作补偿器，使得SOBP的远端形态与靶区形状相同。用多叶准直器来确定靶区的边界。
重离子放射治疗的治疗计划和光子束放射治疗一样，为确保碳离子放射治疗正确实施，首先要为每位出国就医患者制作固定装置。使用计算机断层（CT）对固定在设备上的患者，进行扫描以制订治疗计划。如果患者需要呼吸同步照射，则在进行CT扫描的同时还要使用呼吸门控放射系统。然后，再将获得的CT图像数据传输到治疗计划系统。这一阶段，在勾画靶区的同时，需确定放射端口数量及射束方向等照射参数。