束流監測

束流監測器位於粒子導管出口處、 樣品台之前。實時測量隨時間變化的入射粒子強度， 為譜儀探測器提供歸 化的參數， 從而有效地減小因粒子束入射強度變化而產生的影響。束流監測是為解決加速器功率不穩定、 以及粒子產生效率與粒子束傳輸效率， 經導管引出的粒子束的不穩定，束流強度隨時間而改變等 影響實驗測量結果的問題而設計。

基本介紹

• 中文名：束流監測
• 外文名：beam monitoring
• 拼音：shù liú  jiān cè
• 所屬類別：科技方法
• 作用：測量隨時間變化的入射粒子強度
• 套用領域：醫療 核物理

束流監測裝置

概述

重離子束治療腫瘤技術是一種新的癌症治療手段。重離子束用於放射治療既有生物學優勢,又有劑量分布優勢(Bragg峰:離子能量大部分沉積在射程的末端),在治療中表現出一系列獨特的優勢:治療位置精度高(毫米量級);劑量相對集中,照射治療時間短,療效高;對腫瘤周圍健康組織損傷小;治療時能實時監測,便於控制位置和劑量,保證治療安全和精度。由於重離子的以上優點,它被稱為面向21世紀最理想的放療用射線。美國的勞倫斯伯克利實驗室(LawrenceBerkeleyLaboratory,LBL)早在1975年就利用其高能同步重離子加速器BEVALAC開始進行重離子束放射治療臨床試驗。日本於1984年就提出在國立放射醫學綜合研究所(NIRS)建造一台重離子醫用加速器(HI-MAC),專門用於重離子治癌及放射醫學研究。

在歐洲,重離子束治癌裝置HITAG於1996年在德國重離子研究中心GSI建成。我國一些科研單位與高校也開始進行這方面的研究,中國科學院近代物理研究所首先建成了重離子治癌裝置,利用重離子加速器提供的80～100MeV/μ的C束流進行淺表層的惡性腫瘤的治療。從2006年10月份開始,中科院近代物理研究所已經進行了三次近30人次的重離子治療淺表層癌症的臨床實驗,並取得了非常顯著的療效。

治癌終端束流的控制和監測裝置

在重離子淺層腫瘤治療時,要在不同深度,不同形狀的腫瘤區域內獲得均勻穩定的束流照,這就需要對束流的狀態進行監測。我們在治療過程中,要求照射野內束流離子分布的均勻性好於90%,束流強度穩定性好於90%,而且要保證照射的劑量準確。在治癌終端配置相應的探測器可以實現對束流強度和穩定性的實時監測及照射野均勻性的監測,從而保證治療的安全性和可靠性。在治癌過程中,我們採用塑膠閃爍探測器監測束流強度的穩定性,以保證照射劑量和照射離子數之間轉換因子的準確;採用平行板雪崩計數器(PPAC)測量束流剖面的均勻性,以保證腫瘤各斷層上癌細胞均受到相同劑量的照射。

C離子束經X方向偏轉磁鐵Dx,Y方向偏轉磁鐵Dy的掃描後,形成50mm×50mm大小,具有一定均勻性的束斑。其後依次放置有:(1)塑膠閃爍體,監測束流的穩定性;(2)降能片,也叫射程調節器,通過改變其厚度來調節Bragg峰的位置;(3)脊形過濾器,將束流的Bragg峰展寬;(4)PPAC,測量束流剖面的均勻性;(5)標準電離室IC,測量Bragg峰位並刻度照射劑量和照射離子數之間轉換因子在治療前,我們先用PPAC測量束流剖面的均勻性,用IC測量束流的Bragg峰位,然後利用IC上讀到的劑量值與塑膠閃爍體探測器的總計數之比算出劑量與離子數間的轉換因子,將病人的處方劑量換算為離子數。最後利用降能片和脊形過濾器將束流的Bragg峰準確在腫瘤區域內,通過塑膠閃爍體探測器和計算機控制癌變部位的照射劑量。整個治療過程中用塑膠閃爍體探測器實時監測束流的穩定性(保證照射劑量轉換因子的準確)以及進行照射劑量的控制。

束流穩定性的測量

用於束流穩定性測量的塑膠閃爍體探測器具有高時間分辨、高計數能力、耐輻照的特點。該塑膠閃爍體探測器的結構示意圖。該探測器主要由三部分組成:塑膠閃爍薄膜、內橢球面光反射鏡和光電倍增管PMT。其內表面橢球鋁製光反射鏡的一個焦點上安放著厚度50μm的塑膠閃爍薄膜BC-408,另一個焦點處於光電倍增管的光陰極中心。當離子垂直穿過閃爍膜時,引起閃爍膜發光,其產生的光子經橢球面反射後,被聚焦到PMT的光陰極上。產生的光信號經PMT放大後讀出。所用光電倍增管為Hamamatsu公司生產的R7724。我們用計數卡和AD轉換卡相結合的方法實現對束流的實時監測。塑膠閃爍體探測器的輸出信號輸入計數卡,得出相應的離子數;AD轉換卡監測掃描磁鐵的狀態(電流值)。當掃描磁鐵工作不正常或照射離子數達到所需的劑量,兩卡片均輸出一個高電平來啟動相應裝置阻擋束流。計數卡和AD轉換為NI公司生產的6602和6133。圖3給出的是治療過程中監測到的一個時間段內典型的流強變化曲線。圖形界面是用LabView軟體編寫的,圖上方的數字為當前的束流強度,單位為pps(particlepersecond),繪有計數曲線的框圖橫坐標為時間軸(S),縱坐標為離子個數。

束流監測診斷

概述

重離子是具有高傳能線密度(LinearEnergyTrans-fer，LET)的輻射，在介質中能量沉積密集，局部劑量大，電離徑跡結構複雜。DNA是電離輻射致細胞殺傷或轉化的主要靶分子。低LET輻射作用於細胞組織中的水產生自由基，自由基再間接作用於靶分子DNA，產生DNA損傷，大部分損傷為可修復的單鏈斷裂損傷(SingleStrandBreaks，SSBs)；而具有高LET輻射的重離子更傾向於直接作用於靶分子DNA，並能在幾個納米的DNA螺旋結構內誘發多種不同類型的DNA損傷，這種複雜損傷被稱為集簇性損傷(ClusteredDNADamages)，雙鏈斷裂(DoubleStrandBreaks，DSBs)即被認為是集簇性損傷的一種，它難以修復，未修復或錯修復的DSB會導致染色體畸變、細胞死亡以及突變和細胞轉化，從而造成更嚴重的生物學後果。

硼中子俘獲治療(BoronNeutronCaptureTher-apy，BNCT)是利用腫瘤細胞內發生的核反應摧毀癌細胞的治療方法，其基本原理是向患者注入能在癌細胞中富集的B藥物，用熱中子照射靶向聚集在腫瘤部位的B，發生B(n,)Li反應，B俘獲中子後產生的重離子和Li能夠殺死癌細胞，實現治療目的。重離子Li的射程約5m，粒子的射程約9m，均小於細胞直徑(10m)，因而只對腫瘤細胞起作用，而不損傷周圍的正常組織。對於某些腫瘤(如腦膠質瘤和黑素瘤)，BNCT是非常具有套用前景的輻射治療手段，並且在臨床上也取得了較好的療效。Li離子作為BNCT中起關鍵作用的離子，開展其對癌細胞的殺傷作用的基礎研究能夠為BNCT的臨床實踐提供實驗基礎和技術指導。

輻射育種是利用輻射引起生物體遺傳基因的變異，例如染色體或核酸的某種斷裂，從而丟掉原品種的某些不良基因，達到改良品種的目的。Li離子輻照玉米種子胚後，玉米發芽率、株高和抽穗等表型特徵發生變化，在M2和M3代這些表型變化較M1代更明顯，在分子水平上檢測到玉米基因組DNA的變化，如缺失或插入等；以不同劑量的Li和C離子輻照玉米種子後，雄性不育現象僅出現在30GyLi離子處理材料的後代中，而在對照、C及其他劑量Li處理材料的後代中均未出現，根據遺傳分析，該不育性狀由隱性單基因控制，雄性不育突變體的出現與重離子輻射誘導有關，是基因突變的結果。

此外，Li離子是輻射生物學研究中使用最廣泛的重離子射線之一，與Li離子相關的生物學基礎研究是重離子輻射生物學研究的重要內容。有研究表明，7Li離子誘導的DNA損傷比低LET輻射嚴重得多，其損傷是直接作用和間接作用的共同結果。Li(LET=60keV/m)、C(LET=295keV/m)和O(LET=625keV/m)束輻照中國倉鼠細胞V79後，細胞的存活曲線不存在肩區，三種射線中，Li的相對生物學效應(RelativeBiologicalEectiveness，RBE)值和微核形成率最高，Li離子對V79細胞的殺傷作用最明顯。Li離子輻照質粒DNA後，利用原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope，AFM)觀察到更多的DNA分子斷裂，出現DNA集簇性損傷，DSB的分布更加局部化和集中化；對低濃度的DNA溶液，Li離子誘導的SSB和DSB更加嚴重；添加自由基清除劑甘露醇後，Li離子仍可誘導DNA的形態發生變化，線性DNA仍然存在，說明Li離子與DNA分子直接作用誘發的DSB是不能被清除的。

由此可見，利用加速器產生的Li離子開展重離子輻射生物學效應研究，對於放射生物學和放射醫學具有重要的意義。北京串列加速器核物理國家實驗室是我國重要的低能核物理研究基地，擁有的HI-13串列加速器可加速產生多種不同能量的Li離子，十分適合用於輻射生物學效應基礎研究。本工作以此為出發點，對在其R20支線上新建成的生物用輻照終端引出的Li離子束流的物理特性，如照射野大小、均勻性、監測注量的準確性進行測量和評估，以期獲得滿足輻射生物學研究要求的離子束。

實驗材料與方法

1.束流條件

實驗在中國原子能科學研究院北京串列加速器核物理國家實驗室的HI-13串列加速器R20支線生物用新輻照終端進行。新終端位於串列加速器R20支管道T4靶室正後方，由一段兩端封有膜窗的短管道和一套可遠程操作的多樣品輻照移動平台組成。串列加速器引出的能量為43MeVLi離子束流經兩組四極磁透鏡和掃描磁鐵在X和Y方向均勻化展寬為照射野後，通過5.0cm5.0cm的限束光闌，從T4靶室正對束流方向的出射窗引入大氣，到達探測器或樣品表面時，能量降為24.7MeV，對應在水中的LET為97.7keV/m，射程為153.1m。

2.照射野大小和均勻性測量

線上監測：在約5.0cm5.0cm範圍內，以10mm為步長，將塑膠閃爍體探測器S1移至照射野中心軸線和四角等位置，記錄各個位置60s內計數N，按下述公片(Gafchro-micEBT2)，膠片中心與束流中心重合，並與束流方向垂直。以上游T3靶室的CsI閃爍體探測器M3監測膠片的輻照劑量。輻照後，觀察其顏色變化，利用ImageJ軟體分析膠片的顏色灰度分布，作出顏色灰度與膠片位置(X和Y信息均包含)的二維關係圖。膠片的受照劑量由D=1:610LETF/給出，D(Gy)為Li的吸收劑量，F(particles/cm)為Li注量，LET(keV/m)為Li在生物介質(以水代替)中的傳能線密度，(g/cm)為水的密度。

3.注量準確性測量

線上測量：以M3和S1線上監測離子注量的相對準確性。束流光路不變，掃描磁鐵開啟，通過改變掃描磁鐵掃描幅度獲得注量率不同的束流，同時監測M3和S1束流60s內的計數，M3和S1準直孔的面積分為0.007854和0.007936cm，根據Flux=N=t=S(N)為時間t(s)內的計數，S(cm)為探測器準直孔面積)，計算兩組探測器測得的注量率，評估二者的線性關係。注量率以S1計算值為準。離線分析：使用塑膠徑跡探測器CR39離線評估粒子注量的準確性。CR39(英國Tastrack公司)規格為1.0cm1.0cm1.1mm。輻照CR39時，以M3監測粒子注量。輻照後，以6mol/LNaOH溶液於70水浴蝕刻CR39片50min，雷射共聚焦顯微鏡(OlympusLEXTOLS4100)取圖，每片CR39至少取5幅圖像，ImageJ軟體統計徑跡數目，計算絕對注量：F(particles/cm)=N=S，N為徑跡數目平均值，S為圖像採集面積(cm)。

結果與討論

1.照射野大小和均勻性

1.1線上測量結果

關閉掃描磁鐵，在6.0cm6.0cm範圍內，照射野均勻性統計結果如表1所列，Li離子注量率為7:010particles/cm/s。當統計區域由4.6cm4.6cm增加至5.0cm5.0cm時，均勻性由92.5%降為91.2%；擴大至5.3cm5.3cm時，均勻性為87.2%。5.0cm5.0cm範圍內，照射野均勻性好於90%

表1 束斑均勻性統計結果
區域範圍/cm	S1(計數平均標準差)	均勻性/%
4.64.6	169361273	92.5
5.05.0	166301305	91.2
5.35.3	161112062	87.2

實驗中T4靶室入口處限束光闌為5.0cm5.0cm，在這一範圍內照射野均勻性達到90%以上，當統計範圍增加至5.3cm5.3cm時，統計得到S1計數總的平均值減小而離散度增加。由於T4入口限束光闌的限制，進入T4靶室後，束流的照射野面積與限束光闌尺寸大致相同，加上離子與束線管道壁碰撞，離子能量或角度發生變化，接著束流在穿過出射膜窗進入大氣環境後，發生散射，由於膜窗和空氣的擴束作用，使得照射野面積略大於限束光闌尺寸，5.3cm5.3cm範圍內照射野均勻性變差。

重離子束照射野的均勻性是將重離子束套用於生命科學研究的重要問題。以細胞樣品為例，照射野均勻性是保證實際照射劑量與監測劑量一致的重要物理參數之一，直接影響輻照後細胞的存活率或細胞周期重新分布的結果等。若束斑均勻性太差，細胞存活率要高於均勻性良好的束流結果。實驗中膠片未經劑量標定，雖然不能將膠片顏色灰度值直接轉換成注量/劑量得出膠片受照注量/劑量分布的均勻性結果，但這一結果與線上監測的結果一致，細胞一般置於內徑為50am的平皿中培養，5.0cm5:0cm內照射野均勻性好於90%，能夠基本滿足輻照細胞時對均勻性束斑面積的要求，確保平皿內的所有單層細胞都能被輻照到，且受到的劑量基本一致。

1.2劑量膠片離線分析結果

劑量膠片的結果具有同時性，可以作為照射野均勻性結果的補充。劑量膠片不僅用於常規射線放療的臨床治療，也套用於質子和重離子放療的相關研究，如一定照射野的二維劑量分布和離子束劑量-深度曲線測定等。為2GyLi離子輻照後的劑量膠片圖像，膠片的變色區域的面積約為5.8cm5.8cm，形狀大致為正方形；膠片的幾何中心(紅色標記)與束流中心重合，進一步說明束流光路是準直的。膠片上出現了一個“田”字格線，是離子經過膜窗襯底的格線狀絲線發生散射所致，格線線的寬度大於Kevlar纖維的直徑。從膠片的顏色灰度分布圖可以看出，膠片在格線線區域的顏色灰度值略小於照射野內其他區域而遠大於照射野邊緣部分，對膠片整體劑量分布的均勻度影響較小。0:5s5:5cm範圍內的顏色灰度的平均值為42.1，標準差為2.8，均勻性為93.4%，由於膠片上紅色的標記增加了膠片顏色灰度分布的離散度，可以認為，束流中心5.0cm5.0cm範圍內膠片的顏色灰度分布的均勻性好於93.4%。

2.監測注量準確性結果

2.1探測器線上監測結果

實驗測得S1與M3注量率的關係如圖2所示。隨著掃描磁鐵掃描幅度增大，M3與S1的讀數減少，S1計算得到Li離子注量率介於4.210和1.510particles/cm/s之間，二者的注量率的變化呈線性關係，且線性擬合度好於99%，說明兩組探測器監測注量的相對準確性高；對應的劑量率範圍0.41.4Gy/min，滿足輻射生物學實驗對劑量率及劑量率變化的要求。在相同的束流條件及測量時間內，M3注量率約為S1注量率的1.52.5倍。在束流配送線上，M3位於S1上游，說明離子從M3至S1時穿過限束光闌、膜窗和空氣，離子數減少，二者的準直孔面積相差無幾，在相同時間內S1獲得的計數小於對應M3的計數，從而使計算得到M3注量率大於S1注量率。

束流位置監測器

概述

電磁耦合型束流位置監測器(BPM)是粒子加速器中最為常見的束流診斷設備,對於電子或正電子加速器而言又以條帶電極型和鈕扣電極型探頭為主,其電極輸出信號中除包含束團位置信息外,還包含束團電荷量、束團長度等信息,因此如果配以合適的信號處理電子學及信息提取算法,應該可以從單一的BPM探頭中同時提取出束團位置、束團電荷量、束團長度等參數,並在此基礎上推導出束流損失、束流壽命、束團截面形狀因子等參數,實現單一探頭進行多參數束流診斷的目的。本文首先關注於束團電荷量(束流流強)信息的提取,以理論分析、數值仿真結合上海光源儲存環束流試驗的方法,對束流流強信息提取算法、該算法的適用條件、當前設備條件下可以達到的性能進行了研究。

光源儲存環束流位置測量系統

上海光源(SSRF)是我國近年建成的第三代同步輻射光源,由一個周長432m的3.5GeV電子儲存環、一個150MeV至3.5GeV的電子增強器、一個150MeV的電子直線加速器、若干同步輻射光束線和實驗站構成。其儲存環設計運行流強為300mA,束流壽命10h,束團長度14ps(1倍σ),彎鐵處束團截面尺寸小於百μm,束流中心位置穩定度要求達到μm量級。為實現上述運行目標,在儲存環中建立了一個閉軌測量精度達到亞微米量級的BPM系統,由沿環均布的140組四鈕扣電極探頭,分布在儲存環內技術走廊中的140套數字BPM電子學設備,以及在兩者之間傳送束流信號的信號傳輸網路構成。這一位置測量系統也可用於流強測量。

1.檢測電極布局及流強修正因子

上海光源儲存環中的束流真空室截面形狀為八邊形,檢測電極直徑為10mm,。採用有限元分析方法編寫計算軟體,計算得到第一象限內歸一化流強修正因子。kQ值以kQ(0,0)為基準進行了歸一化,探頭中心區域(R<2.5mm)內kQ值近似為1,故無等高線顯示。對kQ數據做進一步的定量分析可得出如下結論:半徑2.5mm範圍內流強標定係數變化小於0.1%。如果能確保測量過程中束流軌道保持在真空室幾何中心為圓心2.5mm半徑的範圍內,流強標定係數在0.1%精度下可看作常數;探頭的中心區域(R<2.5mm)內kQ的梯度較小,在電極附近區域kQ的梯度極大;沿x或y軸線方向kQ值隨R的增大而增大,沿真空盒對角方向(接近45°)kQ值隨R的增大而減小。

2.信號處理電子學

上海光源BPM系統的信號處理採用了三代光源普遍採用的斯洛維尼亞InstrumentationTechnologies公司最新一代的數字BPM處理器-Libera,該設備以高速AD(125MHz)和FPGA晶片為核心,基於帶通欠採樣、數字下變頻、數字濾波技術研製,對束流射頻信號直接進行採樣處理。在上海光源的套用中,其工作頻率選定為720倍迴旋頻率,設計值為499.654MHz,處理器可以在不同連線埠同時提供ADC原始數據(百MHz採樣率)、逐圈數據(MHz採樣率)、快反饋所需數據(10kHz採樣率)以及靜態閉軌數據(10Hz採樣率)。在初期的流強測量研究中我們將主要採用10Hz採樣率的數據。

將BPM信號處理器用於流強測量時,影響其性能的主要有如下幾個參數:ADC解析度、系統增益線性度、系統增益頻幅回響。Libera信號處理器的增益曲線可以採用射頻信號源仿真束流信號來進行測定,圖3所示為採用此方法得到的測量誤差相對於束流流強的曲線,流強標定係數在200mA點標定得到,從圖中可知測量誤差與待測流強的關係近似二次曲線,在100～300mA區間內因系統增益非線性引入的測量誤差約為1%(3mA/300mA),在180～220mA區間內因系統增益非線性引入的測量誤差約為0.2%(0.4mA/200mA)。因此如要採用此BPM處理器進行流強精確測量,則必須對全量程內的系統增益曲線進行精確標定,或是縮小測量區間以降低增益非線性的影響。

束流實驗

為評估BPM系統用於流強測量的性能,研究其優缺點並探索進一步發展的思路,在上海光源儲存環測試運行中進行了多次束流實驗研究,測定了每個BPM的流強標定係數,並分別對流強解析度、位置修正因子、頻幅回響特性進行了測試。

1.流強標定係數測定

因每組BPM探頭的信號傳輸電纜長度均不相同,而每個BPM信號處理器的增益係數也會略有差異,所以每組BPM探頭的流強標定係數需要帶束流進行線上測定。測定時同時記錄平均流強探頭(DCCT)數據和所有BPM探頭的和信號數據,以DCCT讀數作為基準即可計算得到各個BPM探頭的流強標定係數。從標定結果可知,不同BPM間流強標定係數差異較大,極大和極小間的比值可達1.56,差異的主要來源應是信號電纜長度不一致引入的插入損耗不一致。

2.平均流強解析度測試

在不同流強條件下分別測定各BPM的流強標定係數,採用BPM和DCCT分別對流強進行多次測量,計算測量均方差即可對流強測量解析度進行一個評估,分析圖中數據可得如下結論:DCCT探頭在不同流強時的解析度近似為常數(<2μA),主要限制為電子學噪聲;單個BPM探頭用於流強測量時,流強解析度在10mA以下優於DCCT,在10mA以上差於DCCT;對全環BPM(對於上海光源為140個)流強數據求平均可以進一步提高測量解析度,60mA以下優於DCCT,而60mA以上略差於DCCT。

3.位置修正因子測試

位置修正因子的測試通過控制束流軌道漂移,同時記錄BPM流強及DCCT流強數據的辦法來完成。實際測試中通過修改C12單元的第一個水平校正子電流值(0.8377～2A)來產生束流軌道變化,在此以C03單元的7個BPM探頭為例來分析測試結果。不同BPM處束流中心位置的漂移如圖7所示,圖中箭頭方向為束流位置漂移方向:C03BPM4處的束流位置漂移最大(達到3.5mm);因水平、垂直方向存在耦合,束流位置的漂移並不嚴格在水平方向;BPM3～BPM7處的束流位置漂移基本在同一直線上,而BPM1和BPM2處的束流位置漂移方向有較大差異。

實測位置修正因子取值與束流位置漂移值為單增關係,C03BPM4處的kQ取值最大;BPM3～BPM7的位置修正因子曲線基本一致,而BPM1和BPM2的曲線與此不同,這一現象與不同BPM處束流位置漂移方向的差異類似;束流位置漂移小於2.5mm時,對應的位置修正因子變化小於0.1%。以上實驗測試結果與數值仿真結果完全吻合。

4.頻幅回響曲線測試

儲存環在實際運行當中為了確保束流軌道的穩定,需要進行高頻(RF)頻率反饋,因此必須測定高頻頻率變化對BPM流強測量的影響。實際實驗中將高頻頻率從499.6725MHz逐步增大為499.6735MHz再降回原值,同時記錄DCCT流強數據和BPM流強數據,即可分析得到BPM系統用於流強測量時的頻幅回響曲線。

以C07單元第一個BPM為例,實測得到的流強變化曲線以及由此計算得到的頻幅回響關係分別如。從以上測試結果可知:當高頻頻率變化了1kHz時,流強標定係數(kQ(x,y)/Z(ω))變化了0.2%,因在此試驗過程中束流位置的變化很小(<0.3mm),kQ(x,y)基本不變,所以主要的貢獻來自於Z(ω)的變化,也就是電子學的頻幅回響,這一結果與圖4所示的桌面測試結果吻合;在較小的頻率變化範圍內,流強標定係數與高頻頻率的關係近似為線性關係,因此可以測定這一修正曲線對流強標定係數進行頻率因子補償,從而提高高頻頻率變化時的流強測量精度。

討論

理論分析及束流實驗的結果均證明,配以合適的信號處理電子學及信息提取算法,BPM探頭可以用於束流流強的測量,具有如下優點:信號處理為高頻(中心頻率約500MHz)窄帶(模擬頻寬約10MHz)處理,抗干擾能力強;相對測量精度由電子學有效解析度決定,弱流情況下解析度優於DCCT探頭,信號處理器電子學ADC位數提高后解析度還可以進一步提高;可用多個BPM測得的流強數據平均來提高測量精度,參與BPM數量越多,精度越高;數字BPM處理器可輸出不同頻寬的數據流,目前最高可提供逐圈(頻寬347kHz)流強數據,遠高於DCCT頻寬(典型值25kHz),有利於進行不同時間尺度的束流壽命評估。但此方法在現有技術條件下還具有如下局限:流強標定係數難以精確計算或是離線標定,必須通過束流實驗以其它流強探頭(如DCCT)來進行線上標定;流強標定係數與束流位置相關,精確測量時必須對位置因子進行補償,但在較低測量精度(0.1%)要求時BPM探頭中心區域內(R<2.5mm)的位置修正因子可看作常數;流強標定係數與高頻頻率有關,高頻頻率發生變化時需要進行頻率因子補償;現有信號處理器(Libera)在較大流強動態範圍內(100～450mA)的系統增益線性度不太理想,如想對流強進行精確測量,必須標定信號處理器的全量程增益曲線,而不是採用在單一流強點得到的標定係數。