徐州质子重离子医院总建筑面积约14万2千平方米，治疗床位400张，覆盖人口1.2亿。将配备日本日立公司研发生产的质子重离子一体机方案，可同时开展质子和重离子肿瘤治疗，包括1个360°旋转机架质子治疗室和3个重离子固定束治疗室。
质子重离子中心对安装精度、预埋精度、设备防辐射要求极高，施工难度极大。为保证混凝土屏蔽墙的长期稳定性，项目联合局工程研究院对砼配比进行试验、优化，对混凝土原材、长期含水率、微量元素含量等方面开展专项研究。选择密度更大、耐久性更高的玄武岩，掺入高分子吸水树脂(SAP)，应用C30高性能抗裂防辐射混凝土改善混凝土早期自收缩和开裂问题，确保材质匀质性、稳定性及耐久性。项目选择60系列盘扣作为支撑架体，并使用型钢+方钢的支撑方式。通过“扶壁柱安装+焊接连接”的方式固定，让预埋钢构更加精准。为防止辐射通过套管逃逸，项目所有穿墙套管均设置独立支架，让预埋管线屏蔽性能更强。质子重离子区筏板平均厚度3米，最深处6米，采用智感高频振捣棒提高振捣密度，避免冷缝形成。在施工缝采用“凹凸企口缝+止水钢板”的设计，保证筏板严丝合缝，提高防辐射性能。
2018年10月9日，中固医院管理(徐州)有限公司和中国建筑上海设计研究院八院签订“徐州质子重离子医院建设项目”合同;10月19日，徐州市环境保护局批准中固医院管理(徐州)有限公司按《徐州质子重离子医院(徐州中固肿瘤医院)项目环境影响报告表》进行建设;2019年5月29日，与日立签署质子重离子治疗系统采购协议;2021年6月22日，医院项目门诊大楼开工。
