Systems and methods of treating a patient, including a proton treatment system having a proton delivery unit to direct protons to a target area of a patient, the proton treatment system including a positron emission tomography (PET) system having a detector unit to scan for radiotracers introduced into a patient's body, a processing unit to generate location information corresponding to a target area of the patient based on a scanned radiotracer, a guidance unit to receive the location information from the PET system and to instruct the proton delivery unit to direct protons to the target area according to the location information.L'invention concerne des systèmes et des procédés de traitement d'un patient, comprenant un système de traitement par protons comprenant une unité d'administration de protons destinée à diriger des protons vers une zone cible d'un patient, le système de traitement par protons comprenant un système de tomographie par émission de positons (TEP) comprenant une unité de détecteur qui analyse les radiotraceurs introduits dans le corps d'un patient, une unité de traitement qui produit des informations de localisation correspondant à une zone cible du patient à partir des radiotraceurs analysés, une unité de guidage pour recevoir les informations de localisation depuis le système de TEP et donner des instructions à l'unité d'administration pour qu'elle dirige les protons vers la zone cible conformément aux informations de localisation.