模糊球134的半径。在 理想的机架系统中，所有的喷嘴轨迹都将穿过单个点，该点称为等中心点。然而，在实施过 程中，由于挠曲而使得实际上不可能是这种情况。因此，等中心点可以以不同的方式限定。 给定空间中的任何点，该点和任何喷嘴轨迹之间的最短距离是将轨迹与该点连接的法向量 的长度。等中心点132是使得所有法向量的长度平方和最小的点。
[0095] 如上所述，机架的接受的性能测量是SoC。基于等中心点的上述限定，SoC是中心 处于等中心点处的包含所有前述法向量的最小球体。SoC的半径为最长法向量的长度。等 中心点的这个限定不绝对保证它是唯一的点。例如，两个平行的喷嘴轨迹对于等中心点而 言具有无数种方案。对于许多轨迹，等中心点不太可能（但是可以）具有多种方案，原因在 于方程系统是由多种因素决定的。空间分析器（SA)是可以购买到的具有API激光测距系 统的软件应用。SA提供特别的方法来估计等中心点，但不是真实的等中心点。
[0096] 图14示出了根据本发明一般性构思的实施例的等中心点I (X，y，z)的确定以及三 个不同喷嘴轨迹造成的SoC的确定。图14示出了喷嘴轨迹130、等中心点132、S〇C134和 具有长度的法线S j。如上所述，等中心点是使得从p到喷嘴轨迹的所有法向量的长度的平 方和最小的点P (X，y，z)，如以下的公式所示：
【主权项】
1. 一种用于质子治疗系统的机架设备，其包括： 质子束喷嘴，该质子束喷嘴用以将质子束发射到患者的目标区域； 机架轮，该机架轮用以支撑质子束喷嘴，以便将质子束引导到机架轮的等中心点，机架 轮的等中心点对应于目标区域的中心； 多个可调节支承件，所述多个可调节支承件沿着机架轮的外直径表面递增地间隔开； 以及 支承表面，该支承表面用以支撑可调节支承件的一部分，使得当机架轮从第一角度位 置转动到第二角度位置时，支承件的至少一部分接触支承表面以升高或降低机架轮，从而 将质子束重新对准到目标区域的中心。
2. 根据权利要求1所述的机架设备，其中可调节支承件相应地包括： 一个或多个支承辊；和 可调节构件，该可调节构件联接到一个或多个支承辊，并且设置成与机架轮的周边表 面相邻，使得一个或多个支承辊能够相对于该周边表面选择性地运动。
3. 根据权利要求2所述的机架设备，其中可调节构件被构造成能够相对于该周边表面 沿径向进行往复滑动。
4. 根据权利要求3所述的机架设备，其中可调节构件还包括一个或多个锁定构件，所 述一个或多个锁定构件用于可调节构件，以便将可调节构件固定在选择的位置中。
5. 根据权利要求2所述的机架设备，其中可调节支承件还分别包括调节构件，该调节 构件用以驱动可调节构件的运动。
6. -种制造用于质子治疗系统的机架轮设备的方法，所述方法包括： 建立机架轮的等中心点； 将多个可调节支承件沿着机架轮的外直径表面安装在递增地间隔开的位置处； 将机架轮设置在支承表面上，使得支承件的一部分接触支承表面； 调节可调节支承件，使得当机架轮转动时，等中心点不漂移；以及 在机架轮转动的同时机加工机架轮的基准表面。
7. -种用于质子治疗系统的机架设备，其包括： 质子束喷嘴，该质子束喷嘴用以将质子束发射到患者的目标区域； 机架轮，该机架轮具有偏心外表面，质子束喷嘴能够安装到机架轮，以便将质子束引导 到机架轮的等中心点，机架轮的等中心点对应于目标区域的中心； 支承表面，该支承表面用以支撑机架轮，使得当机架轮转动时，支承表面接触偏心外表 面，以升高或降低机架轮，从而保持质子束对准到目标区域的中心。
8. -种对准用于质子治疗系统的机架设备的方法，所述方法包括： 估计机架的等中心点和转动中心； 响应于液压致动器位移和转动角度的预定变化而对喷嘴轨迹的变化进行建模； 确定致动器位移和转动角度修正，以最小化每个转动角度处的喷嘴轨迹误差；以及 根据确定的致动器位移和转动角度修正来调节凸轮从动件。
9. 根据权利要求8所述的方法，其还包括：识别喷嘴轨迹在机架的多个转动角度处的 定位和取向误差，以估计等中心点和转动中心。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中通过利用激光测距系统测量喷嘴上的多个点，来 确定喷嘴轨迹。
11. 根据权利要求8所述的方法，其中建模还包括：确定与模型化的变化相对应的灵敏 度函数，该灵敏度函数形成机架的线性化模型。
12. 根据权利要求8所述的方法，其中转动角度修正存储在查找表中。
13. 根据权利要求8所述的方法，其中确定致动器位移和转动角度修正选择性地包括： 与单个转动中心相对应的平滑对准，或者与当机架转动时限制转动中心的变化率的路径相 对应的优化对准。
14. 根据权利要求8所述的方法，其中调节凸轮从动件包括： 利用液压致动器升高机架以离开凸轮从动件； 移动凸轮从动件以获得最大间隙； 利用液压致动器重新定位机架； 调节凸轮从动件以支撑机架；以及 缩回液压致动器。
15. 根据权利要求8所述的方法，其还包括：响应于凸轮从动件被调节，而重新估计机 架的等中心点和转动中心。
16. -种调节用于质子治疗系统的机架设备的系统，其包括： 机架，该机架用以承载质子束喷嘴，该质子束喷嘴被构造成用以将质子束发射到机架 的等中心点； 一个或多个可调节构件，所述一个或多个可调节构件绕机架的周边间隔开，以便将机 架可转动地支撑在支撑表面上； 一个或多个位移构件，所述一个或多个位移构件使机架从支撑表面位移；以及 控制器，该控制器用以对当机架在支撑表面上转动时喷嘴轨迹中的变化进行建模，并 且用以确定各个转动角度处的机架的修正位移，以最小化每个转动角度处的喷嘴轨迹误 差。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中所述一个或多个可调节构件被致动以自动地进 行控制。
18. 根据权利要求16所述的系统，其中机架的转动中心是与系统的模糊球的中心相同 的空间中的点。
19. 根据权利要求16所述的系统，其中在机架上提供致动，以便将喷嘴轨迹移动到等 中心点。
20. 根据权利要求16所述的系统，其中经由外部测量即视觉系统或激光干涉仪的反 馈，所述一个或多个可调节构件被致动以自动地进行控制。
21. -种质子治疗系统，其包括： 粒子加速器，该粒子加速器用以产生质子束； 质子束喷嘴，该质子束喷嘴用以将质子束发射到患者的目标区域； 束线路径，该束线路径用以将质子束从粒子加速器引导到质子束喷嘴； 机架轮，该机架轮用以支撑质子束喷嘴，以便将质子束引导到机架轮的等中心点，机架 轮的等中心点对应于目标区域的中心； 多个可调节支承件，所述多个可调节支承件沿着机架轮的外直径表面递增地间隔开； 以及 支承表面，该支承表面用以支撑可调节支承件的一部分，使得当机架轮从第一角度位 置转动到第二角度位置时，支承件的至少一部分接触支承表面以升高或降低机架轮，从而 将质子束重新对准到目标区域的中心。
【专利摘要】本发明涉及一种用于质子治疗系统的机架设备，包括：质子束喷嘴，该质子束喷嘴用以将质子束发射到患者的目标区域；机架轮，该机架轮用以支撑质子束喷嘴，以便将质子束引导到机架轮的等中心点，机架轮的等中心点对应于目标区域的中心；多个可调节支承件，所述多个可调节支承件沿着机架轮的外直径表面递增地间隔开；以及支承表面，该支承表面用以支撑可调节支承件的一部分，使得当轮从第一角度位置转动到第二角度位置时，支承件的至少一部分接触支承表面以升高或降低机架轮，从而将质子束重新对准到目标区域的中心。
【IPC分类】A61N5-10
【公开号】CN104837526
【申请号】CN201380064607
【发明人】J·C·马泰奥, J·休伯, P·汉森
【申请人】普罗诺瓦解决方案有限责任公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2013年10月28日
【公告号】EP2911746A2, US8963108, US20140121442, WO2014066897A2, WO2014066897A3