[0085] 圖7為根據本發(fā)明一般性構思的示例性實施例構造的質子療法系統(tǒng)的示意圖。圖 7的質子療法系統(tǒng)的示例性實施例包括兩個機架輪32以及相應的磁體70、降解器72和能 量選擇系統(tǒng)75,每個機架輪都設置有噴嘴30,其中質子從單個回旋加速器74沿著束線路徑 被進給到噴嘴30。
[0086] 圖8為根據本發(fā)明一般性構思的示例性實施例構造的質子療法系統(tǒng)和環(huán)境的示 意圖。
[0087] 本發(fā)明一般性構思的多個實施例提供一種機架輪32,通過在任意給定時刻5-6個 凸輪從動件34接觸支承表面33而支撐該機架輪，并且凸輪從動件34可以進行調節(jié)以補 償機架系統(tǒng)的撓曲。當確定凸輪從動件34應當如何進行調節(jié)以補償該撓曲時要考慮到若 干問題。例如，因為機架輪32在物理上是大而厚重的，所以對于技術人員而言難以利用試 驗-誤差方法來調節(jié)凸輪從動件34。另外，雖然系統(tǒng)的建?？梢蕴峁τ谡{節(jié)的輔助，但 是因為沒有模型是完美的，所以可能要考慮沒有建模的撓曲的額外影響?？赡芷谕氖?，用 于補償撓曲的調節(jié)提供平滑的操作，原因是不連續(xù)可能導致噪聲、振動和不確定的定位。另 外，調節(jié)凸輪從動件的自動化方法可能是期望的，以使得在新客戶地點的安裝過程高效地 進行。
[0088] 如圖8所示，在正確取向的情況下，例如在凸輪從動件的正確調節(jié)所產生的取向 的情況下，當機架輪32轉動時，噴嘴30的軌跡應當穿過等中心點。在機架輪32轉動的不 同點處，機架輪32將會出現(xiàn)某些取決于角度的撓曲，這可能導致來自噴嘴的質子束的軌跡 中的誤差。噴嘴軌跡是軸線的取向，質子束將沿著該軸線從噴嘴中出現(xiàn)。理想的是，在正確 取向的情況下，噴嘴軌跡將穿過等中心點。凸輪從動件34可以進行調節(jié)，以盡可能地補償 撓曲。然而，同時還期望的是，凸輪從動件34盡可能均勻地支撐機架。在本發(fā)明一般性構 思的多種示例性實施例中，支架33的可能與凸輪從動件34接觸的部分可以被構造成對應 于機架輪32的圓形形狀，因此當與支架33接觸的凸輪從動件34形成相同的圓形路徑時， 可以出現(xiàn)基本上完美的支撐。如果凸輪從動件34在機架輪32轉動時改變機架輪的取向， 那么可能存在一定的過渡，在該過渡中，支架沒有完美地支撐機架輪32。顯著的過渡可能引 起噪聲、振動和磨損。如果過渡是突然的，那么機架輪32可能會以一定的角度擺動。在這 樣的不連續(xù)處，噴嘴30的定位可能是不確定的。因此，期望的是，在對凸輪從動件34進行 最小的調節(jié)的情況下，盡可能地補償撓曲。
[0089] 圖9示出了根據本發(fā)明一般性構思的實施例的機架系統(tǒng)的各種部件。圖示的從噴 嘴30延伸的箭頭示出了與圖2所示類似的機架撓曲的例子。如圖9所示，理想的是，質子束 的軌跡將跟隨實線箭頭至等中心點。然而，如起源于噴嘴30的虛線箭頭所示，松垂導致噴 嘴軌跡落到期望的線下方。撓曲可能使噴嘴軌跡平移和轉動，而不僅僅存在松垂效應。撓 曲取決于機架的轉動角度，并且由于沒有模型是完美的，所以不能夠完全通過模型來預測。 因為撓曲受轉動方向的影響，所以機架可能經歷滯后作用?？芍貜偷姆椒赡苁瞧谕?，以 估計等中心點。另外，盡管機架可以是剛性的，但是Imm的等中心點是非常小的目標，因此 任何撓曲都可以是要關注的。
[0090] 圖10示出了根據本發(fā)明一般性構思的實施例的圖9中所示的凸輪從動件34的更 詳細的視圖。如上所述，可調節(jié)支承件/凸輪從動件34可以延伸以使機架輪32運動，從而 修正松垂。在多種示例性實施例中，凸輪從動件34可以包括：固定構件101，其可以在機架 輪32的外徑附近直接聯(lián)接到機架輪32 ;可調節(jié)構件102,其可以從固定構件101延伸或者 縮回到固定構件；以及調節(jié)構件103,其用以延伸/縮回可調節(jié)構件102。每個可調節(jié)構件 102可以設有一個或多個支承輥104,以接觸支架33的表面，從而支撐機架輪32。支承輥 104可以設置有軸，該軸固定到可調節(jié)構件102,使得支承輥104在與支架33接觸期間可以 沿著支架33的表面滾動。根據多種示例性實施例，支承輥104的直徑可以大于或小于或者 基本上等于相應地與支承輥104聯(lián)接的可調節(jié)構件102的寬度。在圖10所示的示例性實 施例中，調節(jié)構件103被構造成螺桿類型的調節(jié)器，其延伸穿過固定構件101，并延伸到可 調節(jié)構件102的對應螺紋部分中，使得調節(jié)構件103的轉動引起可調節(jié)構件102并由此引 起支承輥104遠離或朝向機架輪32的外徑運動。支承輥104可以通過常規(guī)聯(lián)接構件聯(lián)接 到可調節(jié)構件102,以便為機架輪32提供足夠的支撐，并且沿著支架33的表面滾動。固定 構件101可以通過常規(guī)手段聯(lián)接到機架輪32,例如一個或多個圖示的螺栓105?？烧{節(jié)構 件102也可以通過諸如圖示螺栓105的常規(guī)聯(lián)接手段固定到期望位置，該螺栓可以在利用 調節(jié)構件103調節(jié)可調節(jié)構件102的位置之前由技術人員松動，然后在可調節(jié)構件102運 動到期望位置的情況下張緊。用于可調節(jié)構件102的螺栓105的遠側端部可以接納在例如 設置于機架輪32內的對應凹槽中，以便在可調節(jié)構件102延伸或縮回時沿直線引導該可調 節(jié)構件，螺栓105的螺紋與一個或多個接納凹槽的一部分相互作用。要注意的是，圖10中 所示的聯(lián)接手段（即螺栓105)僅僅只是支承件34的部件可以如何固定到機架輪32的一 個例子，在本發(fā)明一般性構思的其它各種例子中，可以提供本領域技術人員已知的任何若 干其它手段。相似地，支承輥104僅僅只是與支架33接觸的支承件的一個例子，在其它各 種示例性實施例中，可以設置多種其它可調節(jié)的構造或裝置，例如球形支承件。在其它多種 示例性實施例中，支承件34可以不設置有滾動部件，而是可以為與支架33交接的固定點。 例如，支承件34可以在潤滑劑等的幫助下直接沿著支架33的表面滑動。
[0091] 圖11示出了本發(fā)明一般性構思的實施例的涉及機架輪對準的坐標框架。要考慮 的三個框架是機架（G)、（理想的）等中心點（I)和噴嘴（N)。圖11示出了 G、I和N的xyz 坐標。如圖11所示，升高N框架可以使得Xn穿過等中心點，但是取向可能是錯誤的。因此， 凸輪從動件調節(jié)和機架轉動角度修正的組合對于補償撓曲而言可能是最佳的。沒有轉動角 度修正可能需要較大的凸輪從動件調節(jié)。由于撓曲，而使得大多數(shù)噴嘴軌跡將不會穿過理 想等中心點。當機架轉動時，撓曲引發(fā)噴嘴的定位和取向出現(xiàn)誤差。用以修正定位和取向 誤差的完美補償需要六個自由度（DoF)。通過改變能夠獲取的三個DoF可以進行最合適的 修正：一個DoF來自機架的轉動角度，另兩個DoF來自于凸輪從動件。（凸輪從動件的變化 不是完全獨立的，原因是它們還引起繞背支承件的輕微轉動。）凸輪從動件的變化可以使得 機架輪32的前部的取向產生小的變化。這種取向變化可能升高/降低機架輪32,或者使其 向右/向左運動非常小的量。
[0092] 在任何特定的轉動角度處，可以找到最佳地補償噴嘴的定位和取向誤差的凸輪從 動件的角度修正和調節(jié)。通過修正轉動角度，可以在凸輪從動件調節(jié)較小的情況下實現(xiàn)最 合適的方案。較小的凸輪從動件調節(jié)將允許更均勻地支撐機架輪32,以降低噪聲、振動、磨 損和不連續(xù)的風險。轉動角度修正可以存儲在機架的運動控制系統(tǒng)所用的查找表中。可以 通過調節(jié)凸輪從動件來進行機架輪32的前部的取向變化。
[0093] 圖12A和12B示出了根據本發(fā)明一般性構思的實施例的在轉動和沒有轉動的情況 下的機架對準.補償。如圖12A所示，在不轉動的情況下，將需要利用凸輪從動件進行較大 的修正，噴嘴軌跡的取向可能是不正確的。如圖12B所示，在轉動的情況下，能夠利用凸輪 從動件進行較小的修正，改善了噴嘴軌跡的取向。
[0094] 圖13示出了根據本發(fā)明一般性構思的實施例的用于機架系統(tǒng)的噴嘴軌跡和模糊 球。如圖13所示，在機架建模中要考慮的噴嘴軌跡130并不是完美地相交的，也不是直接穿 過轉動軸線。因此，在機架建模中，可能期望用于等中心點I(x，y，z)132的精確限定。該限 定的等中心點132應當是可重復的且唯一的，并且可以評估是否考慮滯后作用的可能性。 中心位于I (X，y，z) 132處的模糊球（SoC) 134是用于機架系統(tǒng)的接受的性能測量。更具體 地，描繪機架特征的過程可包括：估計等中心點132的位置；和確定