测量脉冲强子束能量的飞行时间测量系统及放射治疗设备的制作方法

本实用新型总体涉及一种用于测量脉冲强子束的能量的飞行时间测量系统及放射治疗设备。

背景技术：

线性加速器(linacs)在放射治疗中用于加速粒子，通常是电子、质子或包括氦或碳离子的重离子，其能量足以使它们行进到组织中的深处以辐照并向肿瘤传递能量。在电子的情况下，它们可以可选择地被引导至大原子序数的材料的目标上以产生高能x射线，然后高能x射线自身用于在深处治疗肿瘤。

通常强子和离子粒子在源(例如用于质子的电子回旋共振离子源(electroncyclotronresonanceionsource，ecris)或离子等离子体源)中产生并注入线性加速器复合体中，在那里它们被高频射频(rf)场加速到所需的能量。加速通常分阶段进行，其可能包括预加速器级，例如射频四极场(radiofrequencyquadrupole，rfq)。在实践中，适合于放射治疗或其他用途的高能量输出束的产生可能涉及多个加速器子单元，可能多达10-14个，每个加速器子单元包括一系列单独的、连接于波导的加速器腔，波导布置成耦合在驱动射频场中。典型的加速器级包括漂移管直线加速器(drifttubelinacs，dtl)，侧耦合漂移管直线加速器(sidecoupleddrifttubelinacs，scdtl)和耦合腔直线加速器(coupledcavitylinacs，ccl)。rf场通常由速调管或磁控管产生。

通常，在源和预加速器级之间是低能束流传输线(lowenergybeamtransferline，lebt)。通常中能束流传输线(mediumenergybeamtransferline，mebt)位于每个加速器子单元之间或子单元组之间。从加速器复合体的开始到结束的束路径可以是许多米长并且通常在其整个长度上被屏蔽。

在一个线性加速器方案中，质子束在质子源注入器组件形成脉冲，并且这些质子束被引入预加速器级，通常是射频四极场(或rfq)，其可将初始漂移脉冲加速高至5mev。在预加速过程中，由于脉冲中的质子开始与加速射频场相互作用，脉冲在750mhz处获得成束构造。在rfq的输出处，每个脉冲作为成聚束脉冲被馈送到第一线性加速器级的输入端，用于最终加速到医学地有用的治疗能量。在特定的实施例中，斩波器元件布置成在质子源注入器组件中产生束脉冲。斩波器元件、预加速器级和线性加速器级以高达200hz的重复率操作。在每个后续的线性加速器级，所施加的rf场耦合至每个脉冲中的聚束并将它们加速到越来越高的能量，同时保持脉冲的构造。

来自线性加速器的束的最终输出能量将取决于加速构造的数量，并且最大能量通常等于可以被加速的离子的最大可能能量。但是，也可能通过关闭直线加速器通道末端的作用单元来改变在输出处的能量。因此，输出处出射束的能量等于最后的起作用的加速单元的输出能量。

在医疗粒子加速器中，在最后的加速子单元的输出处产生的束通过高能束流传输线(highenergybeamtransferline，hebt)传输至病患。在hebt的末端是喷嘴，喷嘴通常布置成灾患者的目标处引导或扫描束，并且该喷嘴通常还包括布置成对递送该病患的剂量进行监测的剂量递送系统。

在基于同步加速器的医疗加速器中，通过在同步加速腔中和在偶极子磁场中的设置的组合实现肿瘤切片治疗所需的束能量，而在基于回旋加速器的机器中，通过在hebt中的降能器将材料插入到束中，从而可获得所需的束能量。在这两种情况下，没有必要准确地测量导向患者的束的能量，因为可以认为在机器调试或质量保证阶段获得的能量是相同的。

束轮廓、束电流和束能量(特别是在基于直线加速器的具有能量变化的质子治疗加速器中)通常被监测用于射束诊断或临床目的，并且束能量测量系统通常在医疗设备规定下是强制性的。通常，hebt在束能量方面的接受程度要比治疗要求高得多，这可能导致束具有与请求输送给患者的能量略有不同甚至更高的能量。

安装在患者之前的剂量输送系统无法测量输送给患者的脉冲的束能量。符合医疗设备规定可能要求系统应包含对输送给患者的每个束脉冲的能量测量。

测量束能量的经典方法是结合上游和下游的束位置和/或轮廓检测器的基于光谱仪的系统，该系统包括在hebt中的弯曲偶极子的应用。如果hebt是直的，则不能使用此方法。

鉴于上述情况，需要一种快速响应束能量测量系统。此外，需要一种不受束束流传输线布局影响的束能量测量系统。

技术实现要素：

因此，提供了一种用于测量脉冲强子束的能量的飞行时间(time-of-flight，tof)测量系统，其中束的每个脉冲被构造成一系列的带电粒子的聚束，所述聚束根据射频的数量级的重复率重复，所述系统包括：沿束路径布置的第一检测器，第二检测器和第三检测器，每一所述检测器配置成检测带电粒子聚束的通过，并根据检测到的聚束的相位提供输出信号，其中第二检测器与第一检测器间隔开第一距离，并且第三检测器与第二检测器间隔开第二距离，其中所述第一距离以设定为使得聚束从第一检测器到第二检测器的飞行时间等于或低于聚束的重复周期，并且其中所述第二距离设定为使得聚束从第二检测器到第三检测器的飞行时间大于聚束的重复周期的倍数；以及处理装置，其配置成a)计算检测器输出信号之间的相移，以及b)基于计算出的相移计算脉冲能量。

另外或可选择的，本实用新型提供一种用于测量脉冲强子束的能量的飞行时间(tof)测量系统，其中束的每一脉冲被构造成一系列带电粒子聚束，所述聚束根据射频的数量级的重复率重复，所述系统包括：沿束路径布置的第一检测器、第二检测器和第三检测器，每一所述检测器被配置成检测带电粒子聚束的通过，并根据检测到的聚束的相位提供输出信号，其中第二检测器通过第一距离与第一检测器间隔开，并且其中第三检测器通过第二距离与第二检测器间隔开，其中第二距离大于第一距离的两倍。在一个实施例中，第二距离大于第一距离的10倍。在一个实施例中，所述第一距离设定为使得聚束从第一检测器到第二检测器的飞行时间等于或低于聚束的重复周期，并且其中优选地所述第二距离设定为使得聚束从第二检测器到第三检测器的飞行时间大于聚束的重复周期的倍数。

根据一个实施例，提供了一种用于测量脉冲强子束的能量的飞行时间(tof)测量系统，其中，束的每一脉冲被构造成一系列带电粒子聚束，所述聚束根据射频的数量级的重复率重复，所述系统包括：沿束路径布置的第一检测器，第二检测器和第三检测器，每一所述检测器配置成检测带电粒子聚束的通过，并且根据检测到聚束的相位提供输出信号，其中第二检测器通过第一距离与第一检测器间隔开，并且其中第三检测器通过第二距离与第二检测器间隔开，其中所述第一距离设定为，对于hebt接受的最高能量和最低能量的聚束，从第一检测器到第二检测器的飞行时间之差等于或低于聚束的重复周期，并且其中所述第二距离设定为使得聚束从第二检测器到第三检测器的飞行时间大于聚束的重复周期的倍数；以及处理装置，其配置成a)计算检测器输出信号之间的相移，b)基于计算出的相移计算脉冲能量。

这些聚束可能具有非常高的重复率(高达3ghz)。信号强度通常取决于束强度和束能量，并且可以在很宽的范围内变化(例如，超过3个数量级)。作为示例，它可以在-60dbm到7dbm之间变化。该系统可以测量从最小能量(例如，5mev)到最大能量(例如230mev)的范围内的束脉冲平均能量。该系统不具有拦截性，可以与任何类型的强子一起使用。

有利地，根据本实用新型的束能量测量系统可以用于放射治疗的粒子加速器的控制系统中，通过脉冲控制允许脉冲或监测束能量；这意味着如果脉冲的能量从所请求的能量变化一定程度(例如，通过0.17％)，则下一脉冲可以被阻止或停止或者以某种方式减缓，使其不被传送到患者。

更一般地，本实用新型的系统允许比传统的系统高得多的聚束重复率。目前的系统没有达到400mhz，该系统可以在高达1ghz或更高的频率下运行。束

此外，该系统允许非常高的测量重复率(高达200hz)。并且，它具有能量检测精度，在一些实施例中可以高达0.03％，这使其可用于束传输系统。

例如，可能法律上要求医疗系统(具有230mev的最大能量)能够在最大能量(230mev)以1mm水当量的分辨率测量束e。这对于tof系统来说具有挑战性，相当于具有0.15％的束能量分辨率。由于这个原因，在一个实施例中，决定将能量分辨率要求固定为比可能的法定要求好5倍，因此在束能量范围内为0.03％。

本实用新型不依赖传输线的布局，并且因为它不包括光谱仪，因此它可以使用在直线和弯曲传输线两者中，并且可以检测两者中的快速能量变化。然而，它最有利地用于直线传输线。实际上，它可以安装在机器的任何直线扇形区中，特别是在提供聚束的预加速器或rfq之后。

本实用新型有利地位于hebt中，在其中它可用于测量质子脉冲的输出能量。

本实用新型还提供一种使用飞行时间测量系统测量脉冲强子束的能量的方法，其中，束的每一脉冲被构造成一系列带电粒子聚束，所述聚束根据射频的数量级的重复率重复，所述方法包括以下步骤：通过沿束路径布置的第一检测器、第二检测器和第三检测器的每一个检测带电粒子聚束的通过，并根据检测到的束的相位提供输出信号，其中第二检测器与第一检测器间隔开第一距离，并且其中第三检测器与第二检测器间隔开第二距离，其中所述第一距离设定为使得聚束从第一检测器到第二检测器的飞行时间大约等于或低于聚束的重复周期，并且其中所述第二距离设定为使得聚束从第二检测器到第三检测器的飞行时间大于聚束的重复周期的倍数；以及使用处理装置计算检测器输出信号之间的相移，并基于计算出的相移计算脉冲能量。

在一个实施例中，所述计算检测器输出信号之间的相移步骤，包括以下步骤：检测检测器的输出信号的频率；以及基于检测到的频率对输出信号执行i/q方法，以计算每个输出信号的振幅和相位。

在一个实施例中，所述检测器中的至少一个响应于由此通过的脉冲强子束的电场或磁场。

在一个实施例中，所述检测器中的至少一个截断脉冲强子束的一小部分。

在一个实施例中，聚束(b)的重复率包括在100mhz和3ghz之间的数量级，并且优选地包括在100mhz和1ghz之间。

此外，本实用新型提供了一种使用包括至少一个线性加速器的设备的放射治疗方法，其中，所述方法包括以下步骤：产生并加速强子束；以及使用上述束能量测量系统和/或使用上述使用飞行时间(tof)测量系统测量脉冲强子束的能量的方法来测量束能量。

在一个实施例中，所述线性加速器产生并加速质子束。

附图说明

现在将参考附图描述本实用新型的一些优选的但非限制性的实施例，其中：

图1示出了根据本实用新型的束能量测量系统的检测器布置的示意图；

图2示出了报告在e＝230mev处的能量测量中实现0.03％精度的距离和相移误差的限制的示意图；

图3示出了根据本实用新型的原型系统的硬件设计；

图4至图9示出了示例性束能量测量方法的流程图；

图10示出了本实用新型可以位于的hebt。

附图标记

1第一检测器

2第二检测器

3第三检测器

5放大器

6混合器和过滤器

7fpga

10程序步骤

20程序步骤

30程序步骤

40程序步骤

100检测步骤

101采样步骤

102计算步骤

200频率计算步骤

300i/q方法步骤

301i，q信号计算步骤

302相位和振幅计算步骤

400比较步骤

500相移计算步骤

600包裹步骤

700能量值计算步骤

701计算步骤

800平均值计算步骤。

具体实施方式

参考图1，根据本实用新型的能量测量系统包括沿束路径10(例如，沿着加速器hebt的束管)布置的第一检测器1、第二检测器2和第三检测器3。检测器1、2、3的每一个配置成检测带电粒子聚束的通过，并且根据检测到的聚束的相位提供输出信号。束聚束在图1中用b表示。聚束的每个单独队列构成脉冲。第二检测器2与第一检测器1间隔开第一距离l12。第三检测器3与第二检测器2间隔开第二距离l23。在第一检测器1和第三检测器3之间的距离用l13表示。

在一个实施例中，检测器1-3是电容性拾音器，并且在特定的实施例中，这些是相位探头。可以使用束位置监测器、束电流互感器或壁电流监测器来代替相位探头。可选择的，也可以使用谐振腔或电光晶体。通常，测量粒子束的电场或磁场的任何装置都是合适的。在一个替代实施例中，可以使用束损耗监测器或拦截束晕的部分的设备。

相位探头是电容式传感器，其可以用于采用非拦截的方式检测带电粒子聚束的通过。它们的主要部件是金属环，放置在束或束管的周围，当束聚束进入时其会产生电荷。可以收集该电荷以获得与环内电荷变化成比例的电流。

t12是粒子聚束b行进距离l12所用的时间，可用于计算粒子能量：

e＝e0·(γ-1)

其中e是粒子的动能，e0是粒子的剩余能量(对于质子：e0＝938.272mev)；c是光速。

该系统设计成用于测量探头1-3的输出信号之间的相移δφ。为了能够从δφ12(即，第一检测器1的输出信号和第二检测器2的输出信号之间的相移)计算t12，两者间的关系必须是明确的。为此，第一距离l12设定为使得聚束b从第一检测器1到第二检测2的飞行时间t12等于或低于聚束b的重复周期trfq。这限制了l12的最大值。对于5mev至230mev的能量范围，此限制约为48mm。

在特定示例中，本实用新型的检测器位于hebt布局中，其具有距离l12＝255mm，且距离l13＝3595mm。这些距离为70到230mev的束提供0.03％e分辨率，如图2所示。

考虑到l12的限制，只用两个近探头(只有一个聚束穿过它们)不可能在e的测量中达到0.03％的相对误差，因为这需要精确的相移测量，这是现今无法实现的。这就是使用第三探头背后的原因。l23远大于l12，因此可以沿l23定位多于一个聚束。换句话说，聚束从第二检测器2到第三检测器3的飞行时间t23大于聚束的重复周期trfq的倍数。n13和n23分别表示在检测器1和3，2和3之间存在的整个聚束的数量。在一个实施例中，重复率trfq由线性加速器的rfq给出。请注意，仅使用两个距离探头是不足够的，因为这不允许在5mev到230mev的范围内进行明确的能量测量。这是因为仅使用两个距离探头(例如图1中的1和3)，穿过相位探头的聚束的序列(通常它们大约1000个形成束脉冲)在相同的采集窗口引起到达采集系统的信号序列(通常为1微秒)。排除聚束脉冲的尾部(受噪声影响)，在计算tof之前不可能识别出要略过的整数聚束数(图1的n13)。例如，在这种情况下，我们可以假设n13+1或n13-1，从而导致错误的能量测量。相反，如果如前所述包括图1的检测器1和3之间的额外检测器，则可以确定近似能量并因此确定n13。

换句话说，如果仅使用两个检测器，并且放置得如此紧密以至于在任何一个瞬间检测器间束线中只存在一个聚束，那么两个检测器所做的测量可以明确地解释为对相同聚束的测量。然而，由于相位差，在明确的情况下进行的测量将是不准确的。实际上，两个极其紧密间隔的检测器之间的真实tof将非常小并且相对误差将很大(来自测量误差的计算＝仪器误差/检测器之间的距离)。如果我们增加两个检测器之间的距离，使得现在可以在两个检测器之间同时适配多于一个聚束，则测量现在将导致两个彼此偏移的聚束序列的检测，并且不可能预测每列中的哪些检测的聚束应该成为能量检测的基础，或者换句话说，应该跳过多少聚束n。为了克服这个问题，即知道n的正确值，必须已经知道聚束的能量，但计算能量是测量的要点，因此我们面临一个难题。

作为一个粒子，如果束的能量是100mev并且：

l12＝225mm,

l13＝3595mm,

delta_l＝0.1mm,和

delta_phi＝0.2deg

意味着：

能量_误差_12＝0.12％,

能量_误差_13＝0.01％。

在一个可选的实施例中，如果：

l12＝40mm,

l13＝1000mm,

delta_l＝0.1mm,和

delta_phi＝0.2deg

则意味着：

能量_误差_12＝0.7％,

能量_误差_13＝0.025％。

但是，如果能量为230mev(某些系统中的的最大能量)，则会出现最坏情况，在这种情况下，相应的误差值为：

在第一种情况下，

能量_误差_12是0.21％(而不是0.12％)，

能量_误差_13仍然是0.01％；

在第二种情况下，

能量_误差_12是1.16％(而不是0.7％)，

能量_误差_13是0.05％(而不是0.025％)。

因此，我们使用来自检测器1和2的信号测量来近似束能量(允许明确但不准确的能量计算)，并使用该近似值来计算必须跳过的聚束数n，以允许检测器1和3之间的明确的测量(具有模糊性但提供更准确的能量计算)。通过这样做，我们同时减少了不准确性，同时保持了计算的明确性。因此，需要三个检测器来产生明确且准确的测量。

这种布局大大提高了能量测量精度；考虑到在距离测量δl中和在相移测量δδφ中的精度，仅使用检测器1和2的能量测量的相对误差是

当还使用检测器3时相对误差是

这可以通过增大l13(因此也增大t13)来减小。同样的推理可以适用于相反的情况，即在他们以“相反顺序”排列的情况下，并且在这种情况下，距离l23设定为使得聚束b从第二检测器2到第三检测器3的飞行时间t23等于或低于聚束b的重复周期trfq，并且使得l12远大于l23，以便聚束从第一检测器1至第二检测器2的飞行时间t12大于聚束的重复周期trfq的倍数。在如此情况下，n23将始终为0，并且必须在其位置使用n12。

图2示出了前面公式的另一重要方面；在加速器布局的设计阶段，距离l13应当选择为使得在相位和距离两者上的测量误差仍然允许实现医疗加速器所需的束能量分辨率。δδφ是通过电子器件和基于来自加速器中的高功率源的最终干扰给出的，同时δl是加速器对准器中常用的测量仪器(如激光追踪器)的精度，(典型精度优于±50μm)结合环形电极对准关于外部参考的不确定性(典型精度±50μm)的结果。图2描绘了在l13的不同值下，在230mev处束的能量测量中用于实现0.03％精度的δl和δδφ的上限。δl和δδφ的允许组合是位于曲线下方的组合，并指出了与实际系统性能相对应的点。

图3中示出了允许测量相位探头的输出信号之间的相移的硬件设计的示例。在束通道处在检测器1、2、3上形成的信号进入限幅器，这些装置用于保护下游电子器件免受信号上不希望的尖峰的影响，并且它们连续地通过rf同轴继电器，在那里它们被引导到预放大级(在5处)，最终可以远程改变增益。然后，放大的信号从750mhz到约50mhz(在6处)混缩(mixdown)，然后沿着离开机房的同轴电缆传输，并直接进入快速adc加fpga(在7处)进行采集和处理。混缩不是必须的，它是放宽adc和处理要求的实现选择。上述同轴继电器用于在三个电子链的开始处以聚束重复率(1/trfq)的相同频率注入校准信号，从而在数据处理中获取和减去由于电缆长度和安装的电子模块(放大器、混频器等)不匹配而对三个通道间的相位偏移的固定贡献。系统的校准应该只运行一次几毫秒，并且可以在“无束”操作期间(例如在新的治疗开始之前)的任何时间重复，以便最终更新相位偏移；以这种方式，可以补偿对系统的任何类型的长期影响，如加速器室中的温度漂移。

图4-9中的示意表表示在fpga7内发生的计算的示例，其从检测器信号中提取能量信息。该算法可以在以下步骤中继续(图4和5)：

获取来自检测器1-3的信号vpp,1，vpp,2，vpp,3(步骤20)。基于系统级触发信号(告知何时将发生下一个脉冲)来计算采集应开始的准确时间(步骤10)。在另一个实施例中，它还可以基于这样的要求：获取检测信号的持续时间略短于脉冲持续时间并且略晚于脉冲开始，以便对实际脉冲的中心部分进行采样。

执行信号的飞行时间分析(步骤30)。如下所述，该分析包括：

检测信号vpp,1，vpp,2，vpp,3的确切频率fg。这是必要的，因为混缩在信号频率中引入了一些不确定性；

使用检测到的频率fg对信号执行i/q方法，得到每个信号的振幅app,1，app,2，app,3和相位

检查信号振幅app,1，app,2，app,3以查看是否正确检测到脉冲；如果没有，则停止。

使用信号相位来计算能量e，并在控制系统上广播该信息(步骤40)。

在图4-图9中，使用以下区块：

开始/停止：(子)算法流程开始或停止的位置。

输入/读取/获取：在主图中，这意味着通过硬件获取信号。在子图中，这意味着子算法需要先前由调用者设置的变量以进行工作。

输出/写入/发送：在主图中，这意味着通过算法将某种值传输到可能对该值感兴趣的某个其他处理单元。在子图中，这意味着由子算法设置的变量可供调用者使用。

计算：执行某种计算。

决定/分支(decision/branching)：算法流基于谓语可以采取不同路径的图中的点。

子图(sub-diagram)：执行指定的子图。

每个变量应在使用之前设置，或者将其设置为已知值；后者对于物理学中已知的常数和以下变量是真的：amin：显著正确检测的束脉冲所需的最小振幅；fsampling：采样频率。

为了正确解释流程图，需要进一步的说明：被黑色水平线包围的不同流程表示可以并行执行的操作。

放在并行分支顶部的标签必须被视为对该分支中出现的每个变量的附加下标，包括子图中的输入和输出变量。如果标签位于底部，则只有输出变量获得下标。

参考图5，对检测器1-3的输出信号的频率fpp,1,fpp,2,fpp,3进行检测(在100处)。

图6详细示出了这种检测程序。利用采样频率fsampling对每个检测器的输出信号vpp进行采样(在101处)。然后，在102处计算以下变量：

n＝vpp中的样本数量，

g＝vpp的快速傅里叶变换，

b在fmin和fmax之间的＝argmaxi|g(i)|，其中fmin和fmax是最小值和最大值，其可以设置为对vpp的快速傅里叶变换中的最大值的搜索进行约束。它们可以在变换中出现未知频率时使用，尽管这不应该是正常情况。

然后，每个信号的频率fpp计算如下：

然后，计算信号的频率fg(在图5中的200处)：

fg＝mean(fpp,1,fpp,2,fpp,3)。

然后，对每个输出信号vpp执行i/q方法(在300处)。i/q方法在图7中详细的示出。i和q信号在301处计算为：

其中，ts＝f^-1sampling是采样周期。

然后，在302处计算每个信号的相位和振幅app如下：

然后，将信号振幅app与amin进行比较(图5中400处)。如果这些振幅中的至少一个低于amin，则停止该过程。

否则，输出信号的的相移在500处计算，并在600处进行包裹(也见图8)。

然后，基于检测器1和3之间以及检测器2和3之间的飞行时间测量，分别计算脉冲的能量值e13和e23(在700处)。该计算在图9中详细的示出。以下变量在701处计算(这里，下标c取代下标12，同时下标f取代下标13或23，取决于是否计算e13或e23；trf对应上面提到的trfq)：

e(13or23)＝a·e0·(γ-1)，

脉冲的能量e被计算为e13和e23之间的平均值(在800处)。

根据可选择的实施例，使用e13或e23来提供束能量就足够了。e13和e23之间的平均值用于提高测量精度。使用第四检测器/相位探头或更多可以进一步提高精度，但这会增加系统的复杂性。

tof束能量测量系统允许以非常高的测量率(高达200hz)进行高精度束能量测量，并且通常在束脉冲通过后1ms内提供结果，使其不仅适合作为束诊断装置使用，还可以在束传输系统中监测已经传递给患者的每个束脉冲的平均能量。

这种高响应系统足够快以允许系统采取动作来阻止下一个束脉冲的产生。

根据本实用新型的系统对束能量可改变的速度不作任何假设，因此对能量变化率没有任何限制。这是对现有技术的改进，因为当前的束能量测量系统要么具有破坏性，要么不允许测量快速束能量变化。

图10示出了本实用新型的一个特定实施例，其示出了本实用新型所处的hebt。线性加速器(901)的最后一个加速单元发出包括脉冲的质子束，每个脉冲包括聚束，然后聚束通过第一检测器(1)、第二检测器(2)和最后第三检测器(3)，所有这些检测器都测量质子束的聚束。

在特定实施例中，最后的加速单元可以是ccl。

检测器(1，2，3)在hebt中与其他部件(902，903)共享空间，例如四极场、acct、bpm、真空泵等。实际组件存在将取决于特定的hebt布局，这将取决于关于安装的特定几何形状。

检测器之间的距离是：

l12＝255mm和

l13＝3595mm。

这些距离允许在70到230mev的束范围内实现0.03％e分辨率，如图2所示。

在通过第三检测器(3)之后，质子脉冲将沿着hebt(1000)的其余部分继续，其导致束朝向喷嘴，并且，然后最终朝向位于治疗室中的患者。

总之，本实用新型提供了一种用于测量脉冲强子束的能量的飞行时间(tof)测量系统，其中束的每个脉冲被构造成一系列带电粒子聚束(b)，所述聚束根据射频的数量级的重复率重复，所述系统包括沿束路径(10)布置的第一检测器(1)、第二检测器(2)和第三检测器(3)，每一所述检测器配置成检测带电粒子聚束(b)的通过，并根据检测到的聚束的相位提供输出信号(vpp,1，vpp,2，vpp,3)，其中第二检测器(2)通过第一距离(l12)与第一检测器(1)间隔开，并且其中第三检测器(3)通过第二距离(l23)与第二检测器(2)间隔开。第二距离大于第一距离的两倍。