放射線治療には、通常X線という放射線を使います。レントゲン検査と呼ばれる胸部単純写真などでもX線が用いられますが、放射線治療ではよりエネルギーの高いX線を使います。

放射線治療は、放射線ががん細胞のDNAに損傷を与えることにより、抗腫瘍効果をもたらします。

放射線は，正常細胞にも損傷を来たしますが、正常細胞のほうが損傷からの回復が早いため、がん細胞により大きなダメージを与えることができます。
この正常細胞とがん細胞の放射線に対する感受性の差を利用して放射線治療を行っています。

肺がんの放射線治療は治療の目的によって、大きく2種類に分けられます。

根治照射
根治照射は肺がんを治すことを目的とした治療
※根治照射は、遠隔転移がなく、手術が適応とならない方が対象となります。

緩和照射
肺がんが骨や脳に転移することで生じる様々な症状を和らげるための治療

根治照射
具体的には、手術に耐える体力のない方や手術を希望しないⅠ期肺がん、手術ができないⅡ・Ⅲ期の局所進行肺がんが対象となります。局所進行肺がんに対する放射線治療については、化学放射線療法の項目で詳細な説明がありますので、ここではⅠ期肺がんの放射線治療について説明します。

Ⅰ期肺がんは、リンパ節転移や遠隔転移がない初期の肺がんです。Ⅰ期肺がんは、通常手術が第一選択となりますが、心臓や肺などの機能が手術に耐えられないと判断される場合や手術を希望されない方には、放射線治療で治癒を目指す治療を行っています。
放射線治療の方法としては、多方向から放射線を腫瘍に集中させる定位放射線治療という方法を用います。いわゆるピンポイント照射です。
定位放射線治療は、放射線を腫瘍に集中させて周囲の正常臓器への影響を最低限にとどめることができるため、1回に高い放射線量をあてることができます。この定位放射線治療の登場により、80-90%の高い局所制御が得られ、手術とあまり遜色のない成績となってきています。定位放射線治療の治療期間は1～2週間で、通院で治療を受けることができます。

緩和照射
肺がんが骨や脳など肺以外の臓器に転移したときにも、主に転移による症状を和らげるために放射線治療が使われます。 具体的には、骨転移による痛みがある場合や、脳転移による麻痺などの神経症状がでた場合です。また、転移による症状がない場合でも、化学療法が効きにくいと判断されるときには、放射線治療を使うことがあります。治療期間は、治療する場所や範囲によって異なりますが、通常は2～3週間です。通院できる体力があれば、通院で治療ができます。 緩和照射の特殊なケースとして、個数が少なく比較的小さな脳転移に対して定位放射線治療を行うこともあります。

最初に診察を行い、今どのような状態なのか把握します。検査結果はもちろんですが、元気さや、肺や心臓の機能はどれくらいかなどを確認し、それぞれの方に最適の治療方法を選択していきます。
選択した放射線治療の効果や副作用について説明し、同意をいただければ次に治療計画に必要なCTを撮影します。このCT画像を元にして放射線を当てる範囲や方向を決定します。最適な治療計画ができるまで, 数日から１週間程度かかります。

治療計画が出来上がるといよいよ治療がはじまります。放射線治療は、リニアックと呼ばれる治療装置を用いて行います。治療ベッドに寝た状態で、治療計画どおりに正確に照射されるように体の位置を合わせます。位置が合っていることを画像で確認した後に、実際の治療が行われます。
治療にかかる時間は15分程度ですが、体を正確な位置にあわせるためにかかる時間が大半をしめ、実際に放射線をあてている時間は数分です。

陽子線治療も放射線治療の一つであり、X線と大きく異なる治療ではありません。しかし陽子線はX線と比べて、より腫瘍の形状にあわせてビームを止めることができます。従って、腫瘍より奥にある正常組織に余計な放射線をかけずに済みます。

肺がんの治療においては、特に正常肺や心臓にあたる放射線の量や体積を減らせることが大きなメリットになります。肺機能が低い方や腫瘍の範囲が広く、X線では治療が難しいと判断された方でも陽子線治療であれば治療が可能となるケースがあります。
また、局所進行肺がんにおいては、正常組織にあたる放射線量が少ないメリットをいかし、X線での治療よりも高い放射線量をあて、治療効果を高めることを目指して陽子線治療を行っています。

このように、陽子線はX線よりも優れている点が多いのですが、現在は先進医療として治療を行っておりますので、陽子線治療にかかる費用は自己負担となります。