JP2021078989A - Patient brake guide device and radiation therapy device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、患者制動ガイド装置及び放射線治療装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to patient braking guide devices and radiotherapy devices.
放射線治療において、患者の呼吸に合わせて照射や位置確認のための撮影を行う際に、操作者がマイクやオートボイス装置等を介して患者に音声ガイドを行うことにより、患者の呼吸や体動を制御している。しかしながら、この種の音声ガイドによる制動は、（ａ）〜（ｃ）に示す如き不都合が生じる場合がある。 In radiotherapy, when performing irradiation or taking a picture for position confirmation according to the patient's breathing, the operator gives voice guidance to the patient via a microphone, an auto voice device, etc., so that the patient's breathing and body movements. Is in control. However, this kind of voice-guided braking may cause inconveniences as shown in (a) to (c).
（ａ）音声ガイドの開始から患者の呼吸制動が行われるまで若干の遅れがある。 (A) There is a slight delay from the start of the audio description until the patient's respiratory braking is performed.
（ｂ）患者は、唐突に音声ガイドを受けるため、音声ガイドと自然呼吸のタイミングとが合わない場合には、呼吸制動が遅れたり、急な呼吸制動を強いられたりといった負担が生じる。 (B) Since the patient suddenly receives the voice guide, if the timing of the voice guide and the natural breathing do not match, the respiratory braking is delayed or the patient is forced to suddenly breathe braking.
（ｃ）定位照射など治療時間が長い照射では、上記（ａ）又は（ｂ）の呼吸制動の遅れが累積して治療時間が長くなってしまう場合がある。 (C) In irradiation with a long treatment time such as stereotactic irradiation, the delay in respiratory braking in (a) or (b) above may accumulate and the treatment time may become long.
本発明が解決しようとする課題は、患者に急な呼吸制動を強いることなく、呼吸制動の遅れを低減させることである。 An object to be solved by the present invention is to reduce the delay in respiratory braking without forcing the patient to suddenly brake.
実施形態に係る患者制動ガイド装置は、記憶部、取得部及び表示制御部を具備する。
前記記憶部は、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための計画波形情報を記憶する。
前記取得部は、前記患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する。
前記表示制御部は、前記計画波形情報に基づく計画波形と、前記測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する。
The patient braking guide device according to the embodiment includes a storage unit, an acquisition unit, and a display control unit.
The storage unit stores planned waveform information for guiding the patient's respiratory braking in radiotherapy.
The acquisition unit acquires measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient.
The display control unit displays and controls the display unit so as to superimpose and display the planned waveform based on the planned waveform information and the measured waveform based on the measured waveform information.
以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings.
＜第１の実施形態＞
図１に示すように、放射線治療システム１００は、患者呼吸監視装置１、患者制動ガイド装置２、出力装置３、治療計画画像撮影装置４、治療計画装置５、放射線治療情報システム（OIS: Oncology Information System）６、放射線治療装置７を有する。患者呼吸監視装置１、患者制動ガイド装置２、出力装置３、治療計画画像撮影装置４、治療計画装置５、放射線治療情報システム６及び放射線治療装置７は、互いにネットワークを介して通信可能に接続されている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the
患者呼吸監視装置１は、放射線照射前又は放射線照射中等の放射線治療時において、図示しない寝台に載置された患者の呼吸動を計測する。患者呼吸監視装置１の計測原理としては、機械式や光学式等が利用可能である。
The patient
機械式の場合、患者呼吸監視装置１は、例えば、呼吸センサ及び解析装置により実現される。呼吸センサは、例えば、接触アームとロータリーエンコーダとを有する。接触アームは患者の腹部等の体表面に接触するように配置され、患者の呼吸による腹部の移動に伴い上下に運動する。ロータリーエンコーダは、接触アームが動く毎にパルスを発生する。解析装置は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサとＲＡＭ等のメモリとを有する。解析装置のプロセッサは、ロータリーエンコーダからのパルスに基づいて患者の呼吸レベルの推移（呼吸状態）を示す測定波形情報を生成し、当該測定波形情報を患者制動ガイド装置２に出力する。機械式の場合、接触アーム及びロータリエンコーダを用いる方式に限らず、例えば、患者の鼻に挿入したチューブを介して呼吸レベルを把握する方式としてもよい。
In the mechanical case, the patient
光学式の場合、患者呼吸監視装置１は、例えば、光走査装置及び解析装置により実現される。光走査装置は、例えば、寝台に載置された患者の表面を光学的に走査する。解析装置は、光走査装置からの出力に基づいて光源と患者との間の距離の変位を算出し、算出された変位に基づいて患者の呼吸レベルの推移（呼吸状態）を示す測定波形情報を生成し、当該測定波形情報を患者制動ガイド装置２に出力する。このような測定波形情報に基づいて表示される測定波形は、振幅で正規化されてもよい。
In the optical case, the patient
機械式及び光学式のいずれにしても、測定波形情報は、呼吸レベルの推移の他に、一呼吸の時間である呼吸周期と一呼吸周期あたりの放射線の照射時間とを含んでもよい。以下、一呼吸周期あたりの放射線の照射時間を単位照射時間と呼ぶことにする。 Regardless of whether it is mechanical or optical, the measured waveform information may include a respiratory cycle, which is the time of one breath, and a radiation irradiation time per breath cycle, in addition to the transition of the respiratory level. Hereinafter, the irradiation time of radiation per respiratory cycle will be referred to as a unit irradiation time.
また、呼吸レベルは、具体的には、患者の腹部等の呼吸動の検知部位の基準値からの高さを示す。呼吸レベルが高い時相は吸気時相であり、呼吸レベルが低い時相は呼気時相である。患者呼吸監視装置１は、呼吸波形の呼吸レベルを閾値に対して比較する。閾値は、例えば、呼気に対応する呼吸レベルの上限値に設定される。患者呼吸監視装置１は、呼吸レベルが閾値を下回る時点から上回る時点までの時間を単位照射時間として計測する。また、患者呼吸監視装置１は、呼吸レベルが閾値を下回る時点から再び呼吸レベルが閾値を下回る時点までの時間を呼吸周期として計測する。なお、呼吸周期の定義はこれに限定されず、呼吸レベルが上に凸の極値をとった時点から再び上に凸の極値をとった時点までの時間や、呼吸レベルが下に凸の極値をとった時点から再び下に凸の極値をとった時点までの時間等により規定されても良い。また、患者呼吸監視装置１は、呼吸レベルを正規化してもよい。例えば、基準値と上に凸の極値（振幅）との間の呼吸レベルを振幅で除算することにより、当該呼吸レベルを０から１の間で正規化できる。同様に、基準値と下に凸の極値との間の呼吸レベルを振幅で除算することにより、当該呼吸レベルを０から−１の間で正規化できる。呼吸レベルの正規化は、患者呼吸監視装置１及び患者制動ガイド装置２のいずれが実行してもよい。呼吸レベルを振幅で正規化した場合、測定波形情報に基づいて表示される測定波形は、振幅で正規化されている。
In addition, the respiratory level specifically indicates the height from the reference value of the respiratory movement detection site such as the abdomen of the patient. The time phase with high respiratory level is the inspiratory phase, and the phase with low respiratory level is the expiratory phase. The patient
患者制動ガイド装置２は、例えば、放射線治療装置７や治療前の画像撮影装置において、患者の制動を促すガイドの計画を作成し、治療または画像撮影時に計画波形と測定波形との２つの呼吸波形を表示し、両者の一致度を表示する装置である。但し、患者制動ガイド装置２は、この例に限定されない。例えば、患者制動ガイド装置２は、一致度を表示せず、一致度に対応する音声ガイドを音声出力してもよい。また、患者制動ガイド装置２は、患者および治療計画データに基づいて、患者が事前に次の呼吸制動を把握できるようにしてもよい。例えば、患者制動ガイド装置２は、患者情報および治療計画データに基づいて、計画波形を作成し、計画波形と測定波形とを表示することにより、患者に次の呼吸制動を予告してもよい。また、患者制動ガイド装置２は、患者が呼吸のタイミングと量をリアルタイムで把握できるようにしてもよい。例えば、患者制動ガイド装置２は、０から１の間に正規化した呼吸レベルに限らず、呼吸の量（肺活量）又は腹部の移動量を表示してもよい。このような患者制動ガイド装置２の構成等については後述する。
The patient
出力装置３は、患者から視認可能なディスプレイと、患者に対して音声ガイドを出力するスピーカとを含んでいる。出力装置３は、患者制動ガイド装置２が備える出力インタフェースとして設けてもよく、患者制動ガイド装置２に接続された外部装置として設けてもよい。ここで、出力装置３としては、例えば、患者の頭部に対向配置され、当該患者が載置された寝台にアームを介して保持されたタブレット端末としてもよい。また、出力装置３としては、例えば、患者の頭部に対向配置されたミラー部材と、当該ミラー部材の反射面に画面を映し出すディスプレイ又はスクリーンとを備えてもよい。スクリーンの場合、出力装置３としては、当該スクリーンに画面を映し出す映写機を更に備えてもよい。また、出力装置３としては、例えば、ＶＲゴーグルの如き、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）としてもよい。出力装置３は、表示部及びスピーカの一例である。
The
治療計画画像撮影装置４は、治療対象の患者に医用撮像を施して、治療計画に使用する医用画像を生成する。以下、治療計画に使用するための医用画像を治療計画画像と呼ぶ。治療計画画像は、２次元状に配列されたピクセルにより構成される２次元画像でもよいし、３次元状に配列されたボクセルにより構成される３次元画像でもよい。治療計画画像撮影装置４は、治療計画画像を生成可能な如何なるモダリティ装置であってもよい。モダリティ装置としては、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、コーンビームＣＴ装置、核医学診断装置等が挙げられる。治療計画画像のデータは、例えば、治療計画装置５に送信される。
The treatment
治療計画装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、ディスプレイ、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータを有する。治療計画装置５は、治療計画画像を利用して治療対象の患者の治療計画を作成する。治療計画に含まれるパラメータとしては、フィールド数（照射野数）やフィールド角度（照射角度）、放射線強度、コリメータ開度等が含まれる。治療計画装置５は、治療計画画像に基づいて腫瘍や臓器の位置及び形状を特定し、各種の治療計画パラメータを決定する。この際、腫瘍に照射する線量はできる限り多く、正常組織への線量はできる限り小さくなるような治療計画が作成される。治療計画のデータは、放射線治療情報システム６に供給される。
The
放射線治療情報システム６は、治療計画装置５や放射線治療装置７等と連携して放射線治療に関する情報を管理するコンピュータシステムである。放射線治療情報システム６は、汎用のコンピュータ又はワークステーションが備えるプロセッサ、メモリ、入力機器、ディスプレイ、通信インタフェース及び記憶装置を備える。例えば、放射線治療情報システム６は、治療計画画像撮影装置４により生成された治療計画画像や治療計画装置５により作成された治療計画、患者情報等を管理する。
The
放射線治療装置７は、治療計画装置５により作成された治療計画に従い患者に放射線を照射して患者を治療する。放射線治療装置７は、治療室に設けられた治療架台と治療寝台とを有する。治療寝台は、患者の治療部位がアイソセンタに略一致するように天板を移動する。治療架台は、回転軸回りに回転可能に照射ヘッド部を支持する。照射ヘッド部は、放射線治療情報システム６から供給された治療計画に従い放射線を照射する。具体的には、照射ヘッド部は、多分割絞り（マルチリーフコリメータ）により照射野を形成し、当該照射野により正常組織への照射を抑える。治療部位に放射線が照射されることにより当該治療部位が消滅又は縮小する。なお、治療架台に画像撮影装置が搭載されていてもよい。画像撮影装置は、放射線治療時の位置確認のため患者の体内情報を収集するためのものである。例えば、画像撮影装置は、回転軸を挟んで対向配置されたＸ線管とＸ線検出器とを有する。この構成により画像撮影装置は、コーンビームＣＴを実現し、患者の体内の形態を描出する３次元のＣＴ画像データを生成可能である。また、放射線治療装置７は、放射線を照射する照射部と、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための患者制動ガイド装置２を備えてもよい。照射ヘッド部は、照射部の一例である。
The
図２に示すように、患者制動ガイド装置２は、処理回路２１、メモリ２２、入力インタフェース２３、通信インタフェース２４、ディスプレイ２５及びスピーカ２６を有する。
As shown in FIG. 2, the patient
処理回路２１は、ＣＰＵ及びＧＰＵ等のプロセッサを有する。当該プロセッサがメモリ１３等にインストールされたプログラムを起動することにより、当該プロセッサは、取得機能２１ａ、ガイド作成機能２１ｂ、一致度検出機能２１ｃ、表示制御機能２１ｄ及び音声出力制御機能２１ｅを実現する。なお、各機能２１ａ乃至２１ｅは単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能２１ａ乃至２１ｅを実現するものとしても構わない。
The
取得機能２１ａの実現により処理回路２１は、種々のデータを取得する。例えば、処理回路２１は、通信インタフェース２４を介して放射線治療情報システム６から受信された治療計画のデータと患者情報とを取得する。また例えば、処理回路２１は、通信インタフェース２４を介して患者呼吸監視装置１から受信された患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する。取得機能２１ａ及び処理回路２１は、取得部の一例である。
With the realization of the
ガイド作成機能２１ｂの実現により処理回路２１は、入力インタフェース２３に対する操作者の操作に応じて、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための計画波形情報を作成し、当該作成した計画波形情報をメモリ２２に記憶させる。計画波形情報は、患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を含んでもよい。また、ガイド作成機能２１ｂの実現により処理回路２１は、入力インタフェース２３に対する操作者の操作に応じて、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための音声ガイド情報を作成し、当該作成した音声ガイド情報をメモリ２２に記憶させる。なお、計画波形情報及び音声ガイド情報によれば、図３に示すように、計画波形情報に基づく計画波形Ｗｐが表示可能になると共に、音声ガイド情報に基づく音声ガイドが出力可能となる。なお、音声ガイド情報としては、例えば、第１音声ガイド情報「息を吸って」と、第２音声ガイド情報「息を止めて」と、第３音声ガイド情報「楽にしてください」と、第４音声ガイド情報「もう少し早く吸って」等といった任意の音声データが適宜、使用可能となっている。ここで、第２音声ガイド情報は、患者の吸気時間Ｔａから息止時間Ｔｂに移るときに呼吸制動を促すための音声データである。第３音声ガイド情報「楽にしてください」は、患者の息止時間Ｔｂから自由呼吸時間Ｔｃに移るときに呼吸制動を促すための音声データである。第１音声ガイド情報「息を吸って」は、患者の自由呼吸時間Ｔｃから（次の）吸気時間Ｔａに移るときに呼吸制動を促すための音声データである。第４音声ガイド情報「もう少し早く吸って」は、吸気時間Ｔａから息止時間Ｔｂに移るときの一致度の向上を促すための音声データである。
With the realization of the
音声ガイドの出力は、音声出力の一例である。音声出力としては、音声ガイドに限らず、チャイム音の如き、言葉を含まない音声を用いてもよい。例えば、チャイム音の如き、言葉を含まない音声を、２秒前程度の事前に出力してもよい。このような事前に出力されて言葉を含まない音声は、事前音と呼んでもよい。なお、図３の縦軸は、正規化した呼吸レベルを示し、横軸は経過時間を示す。 The voice guide output is an example of voice output. The voice output is not limited to the voice guide, and a voice that does not include words, such as a chime sound, may be used. For example, a voice that does not include words, such as a chime sound, may be output in advance about 2 seconds ago. Such a voice that is output in advance and does not include words may be called a pre-sound. The vertical axis of FIG. 3 indicates the normalized respiratory level, and the horizontal axis indicates the elapsed time.
ここで、計画波形Ｗｐは、振幅で正規化されており、吸気時間Ｔａの波形要素Ｗｐａと、息止時間Ｔｂの波形要素Ｗｐｂと、自由呼吸時間Ｔｃの波形要素Ｗｐｃとを備えている。吸気時間Ｔａは、最大呼気の時刻ｔ１から最大吸気の到達時刻ｔ２までの時間である。息止時間Ｔｂは、最大呼気の到達時刻ｔ２から自由呼吸の開始時刻ｔ３までの時間である。自由呼吸時間Ｔｃは、自由呼吸の開始時刻ｔ３から次の最大呼気の時刻ｔ１までの時間である。波形要素Ｗｐａは、吸気時間Ｔａの時間幅において、正弦波のうち、最小値（−１）から最大値（＋１）に至る右上がりの曲線部分である。波形要素Ｗｐｂは、息止時間Ｔｂの時間幅において、最大値（＋１）を維持する直線部分である。波形要素Ｗｐｃは、自由呼吸時間Ｔｃの時間幅において、正弦波のうち、最大値（＋１）から最小値（−１）に至る正弦波の曲線部分である。なお、ここに述べた波形要素は一例であり、開始の値と終了の値はこれに限定されない。 Here, the planned waveform Wp is normalized by the amplitude, and includes a waveform element Wpa having an inspiratory time Ta, a waveform element Wpb having a breath holding time Tb, and a waveform element Wpc having a free breathing time Tc. The inspiratory time Ta is the time from the maximum expiratory time t1 to the arrival time t2 of the maximum inspiration. The breath-holding time Tb is the time from the arrival time t2 of the maximum exhalation to the start time t3 of free breathing. The free breathing time Tc is the time from the start time t3 of free breathing to the time t1 of the next maximum exhalation. The waveform element Wpa is a curved portion of the sine wave that rises to the right from the minimum value (-1) to the maximum value (+1) in the time width of the intake time Ta. The waveform element Wpb is a straight line portion that maintains the maximum value (+1) in the time width of the breath holding time Tb. The waveform element Wpc is a curved portion of the sine wave from the maximum value (+1) to the minimum value (-1) of the sine waves in the time width of the free breathing time Tc. The waveform elements described here are examples, and the start value and end value are not limited to this.
吸気時間Ｔａ、息止時間Ｔｂ及び自由呼吸時間Ｔｃは、個人差が大きいため、図４に示すように、患者識別情報（患者ＩＤ）毎に、予め測定される。これにより、計画波形情報としては、図５に示すように、波形要素Ｗｐａの吸気時間Ｔａと、波形要素Ｗｐｂの息止時間Ｔｂと、波形要素Ｗｐｃの自由呼吸時間Ｔｃと、これらの順序及び繰り返し数が患者識別情報毎に設定可能となる。ガイド作成機能２１ｂ及び処理回路２１は、作成部の一例である。
Since the inspiratory time Ta, the breath-holding time Tb, and the free-breathing time Tc vary greatly among individuals, they are measured in advance for each patient identification information (patient ID) as shown in FIG. As a result, as the planned waveform information, as shown in FIG. 5, the inspiratory time Ta of the waveform element Wpa, the breath holding time Tb of the waveform element Wpb, the free breathing time Tc of the waveform element Wpc, and the order and the number of repetitions thereof. Can be set for each patient identification information. The
一致度検出機能２１ｃの実現により処理回路２１は、ディスプレイ２５に重畳表示された計画波形と測定波形との一致度を検出する。具体的には例えば、処理回路２１は、計画波形及び測定波形の現時点における一致度を検出する。一致度は、現時点の呼吸レベルの一致している度合を示しており、例えば、計画波形の現時点の値ｖｐと、測定波形の現時点の値ｖｍとの差分Δｖ（＝｜ｖｐ−ｖｍ｜）に基づいて、算出することができる。例えば、一致度をｄｃとする場合、Δｖが０から１までの間で正規化された値の差分であるから、ｄｃ＝（１−Δｖ）×１００［％］として得られる。あるいは、一致度は、呼吸の量が一致している度合を示してもよい。すなわち、呼吸の量を正規化したものが呼吸レベルであり、呼吸レベルと呼吸の量とは互いに対応するからである。正規化していないｖｐ，ｖｍを用いる場合、一致度ｄｃは、ｄｃ＝｛１−｜ｖｐ−ｖｍ｜／ｖｐ｝×１００［％］として得られる。また、一致度は、２つの波形の完全一致が困難であり、差分が数％以下でよいことから、閾値との比較を伴って判定に用いられることが好ましい。「一致度」の用語は、「類似度」や「ずれ量」などを包括する概念として用いている。処理回路２１は、計画波形が示す吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間のうち、放射線の照射期間に対応する当該息止時間のみ一致度を検出してもよい。一致度検出機能２１ｃ及び処理回路２１は、一致度検出部の一例である。
With the realization of the matching
表示制御機能２１ｄの実現により処理回路２１は、種々の情報をディスプレイ２５及び／又は出力装置３に表示する。例えば、処理回路２１は、計画波形情報に基づく計画波形と、測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するようにディスプレイ２５を表示制御する。ここで、計画波形及び測定波形は振幅で正規化されていてもよい。係る表示制御機能２１ｄとしては、更に、以下の（ｄ１）〜（ｄ６）の各機能を適宜、実現してもよい。
With the realization of the
（ｄ１）患者の一呼吸毎に計画波形及び測定波形を更新し、且つ計画波形及び測定波形の現時点を示すカーソルをディスプレイ２５に表示させる機能。
(D1) A function of updating the planned waveform and the measured waveform for each breath of the patient, and displaying a cursor indicating the current state of the planned waveform and the measured waveform on the
（ｄ２）計画波形の表示位置を固定し、測定波形の先頭とカーソルの表示位置とを経過時間に従って移動させるようにディスプレイ２５を表示制御する機能。
(D2) A function of fixing the display position of the planned waveform and controlling the
（ｄ３）カーソルの表示位置を固定し、計画波形及び測定波形の表示位置を経過時間に従って移動させるようにディスプレイ２５を表示制御する機能。
(D3) A function of fixing the display position of the cursor and controlling the
（ｄ４）検出された一致度に基づいて計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、ディスプレイ２５を表示制御する機能。
(D4) A function of displaying and controlling the
（ｄ５）一致度が閾値よりも低いときで且つ計画波形が示す息止時間の開始タイミングに対し、測定波形が示す息止時間の開始タイミングに遅れが生じているとき、当該遅れに基づいて計画波形が示す息止時間を長くするように、計画波形を修正する機能。 (D5) When the degree of coincidence is lower than the threshold value and there is a delay in the start timing of the breath-holding time indicated by the measurement waveform with respect to the start timing of the breath-holding time indicated by the planned waveform, the planned waveform is based on the delay. Ability to modify the planned waveform to increase the indicated breath hold time.
（ｄ６）一致度をリアルタイムで表示するようにディスプレイ２５を表示制御する機能。リアルタイムとは、一致度の順次検出に並行して、当該検出された一致度を順次表示することを意味する。また、一致度の表示としては、例えば、一致している部分の測定波形と、一致していない部分の測定波形とでは異なる色を用いた形態や、一致度を示す数値などを表示する形態といった任意の表示形態が適宜、使用可能となっている。表示制御機能２１ｄ及び処理回路２１は、表示制御部の一例である。
(D6) A function of displaying and controlling the
音声出力制御機能２１ｅの実現により処理回路２１は、種々の音声ガイドをスピーカ２６及び／又は出力装置３から音声出力する。例えば、処理回路２１は、計画波形に基づいて、第１音声ガイド情報、第２音声ガイド情報及び第３音声ガイド情報の各々に対応する音声を出力するようにスピーカ２６を制御する。また例えば、処理回路２１は、計画波形が示す息止時間の開始タイミングにおいて、一致度が閾値よりも低いとき、第４音声ガイド情報に対応する音声を出力するようにスピーカ２６を制御してもよい。音声出力制御機能２１ｅ及び処理回路２１は、音声出力制御部の一例である。
With the realization of the voice
メモリ２２は、種々の情報を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ２２は、上記記憶装置以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体や、半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ２２は、患者制動ガイド装置２にネットワークを介して接続された他のコンピュータ内にあってもよい。また、メモリ２２は、プログラム、患者情報、治療計画、計画波形情報、音声ガイド情報、各種テーブル等のデータを記憶する。メモリ２２は、記憶部の一例である。
The
入力インタフェース２３は、オペレータからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２１に出力する。具体的には、入力インタフェース２３は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド及びタッチパネルディスプレイ等の入力機器に接続されている。入力インタフェース２３は、当該入力機器への入力操作に応じた電気信号を処理回路２１へ出力する。また、入力インタフェース２３に接続される入力機器は、ネットワーク等を介して接続された他のコンピュータに設けられた入力機器でもよい。
The
通信インタフェース２４は、放射線治療システム１００に含まれる他の装置との間でデータ通信するためのインタフェースである。例えば、通信インタフェース２４は、放射線治療情報システム６からネットワークを介して、患者情報、治療計画及び治療計画画像のデータを受信する。
The
ディスプレイ２５は、処理回路２１の表示制御機能２１ｄに従い種々の情報を表示する。例えば、ディスプレイ２５は、音声シーケンスの構築画面を表示する。ディスプレイ２５としては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが適宜使用可能である。ディスプレイ２５は、表示部の一例である。
The
スピーカ２６は、音声出力制御機能２１ｅに従い音声を再生する。スピーカ２６としては、マグネチックスピーカ、ダイナミックスピーカ、コンデンサスピーカ又は当技術分野で知られている他の任意のスピーカが適宜利用可能である。スピーカ２６としては、例えば、出力装置３のスピーカを用いてもよい。スピーカ２６は、スピーカの一例である。
The
次に、以上のように構成された患者制動ガイド装置２の動作について図６及び図７のフローチャート並びに図８乃至図１２の模式図を用いて説明する。
Next, the operation of the patient
放射線治療の前に、処理回路２１は、入力インタフェース２３に対する操作者の操作に応じて、放射線治療対象患者に関する患者情報と治療計画データとを選択する（ステップＳＴ１０）。患者情報と治療計画データとは、例えば、放射線治療情報システム６内の患者情報と治療計画データから選択して取得することが可能である。
Prior to radiotherapy, the
ステップＳＴ１０の後、処理回路２１は、患者情報及び治療計画データに基づき、患者の呼吸制動の計画を作成する（ステップＳＴ２０）。例えば、処理回路２１は、操作者の操作に応じて、治療計画データに記録された治療パラメータと、治療前に患者がトレーニングしたときの患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間とを用いて、計画波形情報を作成する。例えば、処理回路２１は、照射時間の長さから効率よく照射を完了できるように、患者が休息する自由呼吸時間、息を吸って準備する吸気時間、息を止めて照射する息止時間、及びそれらの順序と繰り返し数を決定し、計画波形情報を作成する。
After step ST10, the
例えば、処理回路２１は、治療計画に基づいて１フィールドの照射時間を算出する。例えば、息止照射がフィールドＡについて行われ、フィールドＡに対するＭＵ（monitor unit）値が２００ＭＵ、線量率が５００ＭＵ／ｍｉｎであるとする。ＭＵ値と線量率とは治療計画に治療パラメータとして記録されている。処理回路２１は、ＭＵ値と線量率とに基づいて、１フィールドの照射時間を算出する。具体的には、１フィールドの照射時間は、ＭＵ値／線量率＝２００／５００＝０．４ｍｉｎ＝２４ｓｅｃである。１回の呼吸周期における息止時間が８ｓｅｃの場合、繰り返し数は、照射時間／息止時間＝２４／８＝３回である。処理回路２１は、このように作成した計画波形情報をメモリ２２に記憶させる。このような計画波形情報は、放射線治療日よりも前の時点で予め作成されることが多い。すなわち、通常の場合、ステップＳＴ１０〜ＳＴ２０は、放射線治療の当日よりも前の日に実行される。また、ステップＳＴ３０以降の処理は、放射線治療の当日に実行される。但し、計画波形情報を放射線治療の当日より前に作成することは必須ではなく、ステップＳＴ１０〜ＳＴ２０と、ステップＳＴ３０以降とを同じ日に実行してもよい。
For example, the
ステップＳＴ２０の後、患者呼吸監視装置１は、治療開始前、患者の呼吸状態の測定を開始し、測定した呼吸状態を示す測定波形情報を送出する。処理回路２１は、患者呼吸監視装置１から測定波形情報を取得する。これにより、照射前の自由呼吸時において、処理回路２１は、図８に示すように、メモリ２２内の計画波形情報に基づく計画波形Ｗｐと、取得した測定波形情報に基づく測定波形Ｗｍとを重畳してディスプレイ２５に表示する（ステップＳＴ３０；時刻ｔ１０）。
After step ST20, the patient
ステップＳＴ３０の後、処理回路２１は、治療中、呼吸の計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの表示を更新すると共に（ステップＳＴ４０）、計画波形Ｗｐと測定波形Ｗｍとの一致度を検出する（ステップＳＴ５０）。また、処理回路２１は、検出された一致度をリアルタイムで表示するようにディスプレイ２５を表示制御する。
After step ST30, the
ステップＳＴ５０の後、処理回路２１は、検出された一致度に応じて計画波形や音声ガイドを変更する（ステップＳＴ６０）。具体的には、検出された一致度に基づいて計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示する。また、計画波形が示す息止時間の開始タイミングにおいて、一致度が閾値よりも低いとき、第４音声ガイド情報に対応する音声を出力する。このようなステップＳＴ６０は、図７に示す如き、ステップＳＴ６１乃至ＳＴ６７により実行される。
After step ST50, the
まず、処理回路２１は、計画波形Ｗｐに基づいて、現在が、吸気時間Ｔａ、息止時間Ｔｂ及び自由呼吸時間Ｔｃのいずれの段階であるかを特定する（ステップＳＴ６１）。また、処理回路２１は、特定した結果に対応する一致度と閾値とを比較する（ステップＳＴ６２）。例えば、特定した結果が吸気時間Ｔａ又は自由呼吸時間Ｔｃのとき、処理回路２１は、一致度の比較を行わない。また、処理回路２１は、特定した結果が息止時間Ｔｂのとき、一致度と閾値とを比較する（ステップＳＴ６２）。
First, the
ステップＳＴ６２の後、処理回路２１は、一致度が閾値より低いか否かを判定する（ステップＳＴ６３）。否の場合には（ＳＴ６３：Ｎｏ）、ステップＳＴ６４〜ＳＴ６７をスキップし、ステップＳＴ７０に移行する。一致度が閾値より低い場合には（ＳＴ６３：Ｙｅｓ）、計画波形Ｗｐ上、息止時間Ｔｂであるにもかかわらず、吸気時間Ｔａが終了してない。このため、処理回路２１は、図９に示すように、通常時の息止時間Ｔｂに移るための音声ガイド「息を止めて」を、一致度の向上を促すための音声ガイド「もう少し早く吸って」に変更し、変更後の音声ガイドを出力する（ステップＳＴ６４：時刻ｔ１１）。
After step ST62, the
ステップＳＴ６４の後、処理回路２１は、新たに取得された一致度が閾値より低いか否かを判定し（ステップＳＴ６５）、否の場合にはステップＳＴ６５の判定を継続する。一方、一致度が閾値より低い場合には（ＳＴ６５：Ｙｅｓ）、息止時間の開始が閾値より遅れたか否かを判定する（ステップＳＴ６６）。具体的には、処理回路２１は、計画波形Ｗｐが示す息止時間Ｔｂの開始タイミングに対し、測定波形Ｗｍが示す息止時間の開始タイミングに遅れが生じているか否かを判定する。この判定の結果、否の場合には（ＳＴ６６：Ｎｏ）、ステップＳＴ６７をスキップし、ステップＳＴ７０に移行する。
After step ST64, the
一方、息止時間Ｔｂの開始が遅れた場合には（ＳＴ６６：Ｙｅｓ）、図１０に示すように、息止時間Ｔｂを長くするように計画波形Ｗｐが変更され、変更後の計画波形Ｗｐ*が変更前の計画波形Ｗｐに代えて測定波形Ｗｍに重畳表示される（ステップＳＴ６７）。例えば、計画波形Ｗｐ上の息止時間Ｔｂの開始が時刻ｔ１１であり、一致度が小さくなったときが時刻ｔ１２であって、両者の差分Δｔ１が閾値より大きいとき、息止時間Ｔｂの開始が遅れたと判定される。このとき、処理回路２１は、この差分Δｔ１だけ息止時間Ｔｂを長くするように計画波形Ｗｐを変更し、変更後の計画波形Ｗｐ*をディスプレイ２５に表示する。これにより、放射線照射の開始が時刻ｔ１１の計画から時刻ｔ１２に遅延したとしても、遅延した差分Δｔ１だけ計画波形Ｗｐが修正されているので、トータルの照射時間が変更されない。放射線照射の開始が時刻ｔ１２になったときの、放射線照射の開始は、呼吸同期照射を用いてもよく、照射スイッチのオン操作を用いてもよい。なお、理解を容易にするため、変更前後の計画波形Ｗｐ，Ｗｐ*を同時に図１０に示したが、実際には、変更前の計画波形Ｗｐと変更後の計画波形Ｗｐ*とは、いずれか一方が表示される。また、理解を容易にするため、遅延した差分Δｔ１をそのまま計画波形Ｗｐを長くするために用いたが、これに限定されない。例えば、繰り返し数が３回のとき、差分Δｔ１を三等分して、現在（１回目）の計画波形と、残り２回の計画波形とをそれぞれ均等にΔｔ１／３ずつ長くしてもよい。いずれにしても、ステップＳＴ６７の終了後、ステップＳＴ６１〜ＳＴ６７からなるステップＳＴ６０が終了する。
On the other hand, when the start of the breath-holding time Tb is delayed (ST66: Yes), the planned waveform Wp is changed so as to lengthen the breath-holding time Tb, and the changed planned waveform Wp * is changed, as shown in FIG. It is superimposed and displayed on the measurement waveform Wm instead of the previous planned waveform Wp (step ST67). For example, when the start of the breath-holding time Tb on the planned waveform Wp is the time t11, the time when the degree of coincidence becomes small is the time t12, and the difference Δt1 between the two is larger than the threshold value, the start of the breath-holding time Tb is delayed. It is judged. At this time, the
ステップＳＴ６０の後、図６に戻り、処理回路２１は、例えば、計画波形情報に基づく計画波形が終了したか否かに基づいて、放射線治療が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ７０）。ステップＳＴ７０の判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４０に戻り、ステップＳＴ４０〜ＳＴ７０の処理を繰り返し実行する。これにより、例えば、息止照射中であれば、図１１に示すように、計画波形Ｗｐと測定波形Ｗｍとの重畳表示と、計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの現時点を示すカーソルＣＳの表示と、一致度の検出及び表示が経過時間に従って実行される。なお、図１１に示す例では、計画波形Ｗｐの表示位置を固定し、測定波形Ｗｍの先頭とカーソルＣＳの表示位置とを経過時間に従って移動させるようにディスプレイ２５が表示制御される。しかしながら、これに限らず、カーソルＣＳの表示位置を固定し、計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの表示位置を経過時間に従って移動させるようにディスプレイ２５を表示制御してもよい。また、カーソルＣＳの表示に代えて、又はカーソルＣＳの表示に付加して、現時点の前後（過去か未来か）で計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの色を変えてもよい。また、息止照射完了後、自由呼吸時には、図１２に示すように、計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの重畳表示と、計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの現時点を示すカーソルＣＳの表示とが経過時間に従って実行される。これにより、患者の一呼吸周期における放射線照射が完了する。ステップＳＴ２０に述べた例の場合、１回の呼吸周期における息止時間が８ｓｅｃとし、繰り返し数を３回として計画波形情報が作成されている。このため、処理回路２１は、ステップＳＴ４０〜ＳＴ７０の繰り返し実行中、患者の一呼吸毎に計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍを更新し、且つ計画波形Ｗｐ及び測定波形Ｗｍの現時点を示すカーソルＣＳをディスプレイ２５に表示させる。
After step ST60, returning to FIG. 6, the
しかる後、処理回路２１は、ステップＳＴ７０の判定の結果、放射線治療が終了した場合には、患者制動ガイド装置２の処理を終了する。
After that, when the radiation therapy is completed as a result of the determination in step ST70, the
上述したように本実施形態によれば、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための計画波形情報を記憶し、患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する。また、計画波形情報に基づく計画波形と、測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する。これにより、患者は、事前に次の呼吸制動が何秒後に来るかを把握しつつ、計画波形に合わせて呼吸制動を行うことが可能となる。従って、患者に急な呼吸制動を強いることなく、呼吸制動の遅れを低減させることができる。また、患者は急な呼吸制動を強いられることがなくなり、呼吸制動の際の負担が軽減する。また、計画波形に測定波形を合わせるように呼吸制動を行うので、呼吸制動のタイミングに加え、呼吸の量も安定化させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the planned waveform information for guiding the respiratory braking of the patient in the radiotherapy is stored, and the measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient is acquired. Further, the display unit is controlled so as to superimpose and display the planned waveform based on the planned waveform information and the measured waveform based on the measured waveform information. As a result, the patient can perform the respiratory braking according to the planned waveform while grasping in advance how many seconds the next respiratory braking will come later. Therefore, the delay in respiratory braking can be reduced without forcing the patient to suddenly brake. In addition, the patient is not forced to perform sudden respiratory braking, and the burden during respiratory braking is reduced. Further, since the respiratory braking is performed so as to match the measured waveform with the planned waveform, the amount of breathing can be stabilized in addition to the timing of the respiratory braking.
また、本実施形態によれば、計画波形及び測定波形が振幅で正規化されていてもよい。この場合、前述した効果に加え、患者の個人差によらずに、計画波形及び測定波形を一定の大きさで表示できるので、視認性の向上を図ることができる。 Further, according to the present embodiment, the planned waveform and the measured waveform may be normalized by the amplitude. In this case, in addition to the above-mentioned effects, the planned waveform and the measured waveform can be displayed in a constant size regardless of the individual difference of the patient, so that the visibility can be improved.
また、本実施形態によれば、患者の一呼吸毎に計画波形及び測定波形を更新し、且つ計画波形及び測定波形の現時点を示すカーソルを表示部に表示させてもよい。この場合、前述した効果に加え、計画波形及び測定波形に対し、呼吸制動に必要な現時点の視認性を向上させることができる。 Further, according to the present embodiment, the planned waveform and the measured waveform may be updated for each breath of the patient, and a cursor indicating the current state of the planned waveform and the measured waveform may be displayed on the display unit. In this case, in addition to the above-mentioned effects, it is possible to improve the current visibility required for respiratory braking with respect to the planned waveform and the measured waveform.
また、本実施形態によれば、計画波形の表示位置を固定し、測定波形の先頭とカーソルの表示位置とを経過時間に従って移動させるように表示部を表示制御してもよい。この場合、前述した効果に加え、患者は、視線でカーソルを追跡するだけで現時点を視認できるため、息止照射時に患者の頭部の動きを抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, the display unit may be controlled so that the display position of the planned waveform is fixed and the head of the measurement waveform and the display position of the cursor are moved according to the elapsed time. In this case, in addition to the above-mentioned effects, the patient can visually recognize the current state only by tracking the cursor with the line of sight, so that the movement of the patient's head can be suppressed during the breath-hold irradiation.
また、本実施形態によれば、カーソルの表示位置を固定し、計画波形及び測定波形の表示位置を経過時間に従って移動させるように表示部を表示制御してもよい。この場合、患者が視線を略一定にして現時点を視認できるため、息止照射時に患者の頭部の動きを抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, the display unit may be displayed and controlled so that the display position of the cursor is fixed and the display positions of the planned waveform and the measured waveform are moved according to the elapsed time. In this case, since the patient can visually recognize the current state with a substantially constant line of sight, the movement of the patient's head can be suppressed during breath-hold irradiation.
また、本実施形態によれば、計画波形と測定波形との一致度を検出する。また、検出された一致度に基づいて計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、表示部を表示制御してもよい。この場合、前述した効果に加え、一致度が低い場合でも、計画波形を修正することにより、計画波形に呼吸制動を合わせ易くすることができる。補足すると、患者は日によって体調が変わる場合がある。このため、計画波形から呼吸制動が遅れてしまうといった、一致度が低い場合に、計画波形と測定波形との差を求め、その差を考慮した計画波形に自動更新することができる。 Further, according to the present embodiment, the degree of coincidence between the planned waveform and the measured waveform is detected. Further, the display unit may be display-controlled so that the planned waveform is modified based on the detected degree of coincidence and the modified planned waveform is superimposed and displayed in place of the planned waveform before modification. In this case, in addition to the above-mentioned effects, even when the degree of coincidence is low, it is possible to easily adjust the respiratory braking to the planned waveform by modifying the planned waveform. Supplementally, patients may change their physical condition from day to day. Therefore, when the degree of coincidence is low, such as the respiratory braking being delayed from the planned waveform, the difference between the planned waveform and the measured waveform can be obtained, and the planned waveform can be automatically updated in consideration of the difference.
また、本実施形態によれば、計画波形が示す吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間のうち、放射線の照射期間に対応する息止時間のみ一致度を検出するようにしてもよい。この場合、前述した効果に加え、患者が呼吸制動を行う時間を必要最小限にできるので、患者の負担を軽減させることができる。 Further, according to the present embodiment, the degree of coincidence may be detected only for the breath-holding time corresponding to the irradiation period of the radiation among the inspiratory time, the breath-holding time, and the free-breathing time indicated by the planned waveform. In this case, in addition to the above-mentioned effects, the time for the patient to perform respiratory braking can be minimized, so that the burden on the patient can be reduced.
また、本実施形態によれば、一致度が閾値よりも低いときで且つ計画波形が示す息止時間の開始タイミングに対し、測定波形が示す息止時間の開始タイミングに遅れが生じているとき、当該遅れに基づいて計画波形が示す息止時間を長くするように、計画波形を修正するようにしてもよい。この場合、前述した効果に加え、息止時間の開始が遅れた場合でも、計画波形を修正することにより、計画した息止時間で息止照射を行うことができる。 Further, according to the present embodiment, when the degree of coincidence is lower than the threshold value and there is a delay in the start timing of the breath-holding time indicated by the measurement waveform with respect to the start timing of the breath-holding time indicated by the planned waveform, the delay occurs. The planned waveform may be modified so that the breath-holding time indicated by the planned waveform is lengthened based on. In this case, in addition to the above-mentioned effect, even if the start of the breath-holding time is delayed, the breath-holding irradiation can be performed at the planned breath-holding time by modifying the planned waveform.
また、本実施形態によれば、一致度をリアルタイムで表示するように表示部を表示制御してもよい。この場合、前述した効果に加え、計画波形及び測定波形のみを視認するときよりも、分かり易く呼吸制動を促すことができる。 Further, according to the present embodiment, the display unit may be displayed and controlled so that the degree of matching is displayed in real time. In this case, in addition to the above-mentioned effects, it is possible to promote respiratory braking in an easy-to-understand manner as compared with the case of visually recognizing only the planned waveform and the measured waveform.
また、本実施形態によれば、操作者の操作に応じて、計画波形情報を作成し、当該作成した計画波形情報を記憶部に記憶させてもよい。計画波形情報は、患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を含んでいてもよい。この場合、前述した効果に加え、個人差の大きい吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を患者毎に設定できるので、呼吸制動を行う患者の負担を軽減させることができる。 Further, according to the present embodiment, the planned waveform information may be created according to the operation of the operator, and the created planned waveform information may be stored in the storage unit. The planned waveform information may include the patient's inspiratory time, breath holding time and free breathing time. In this case, in addition to the above-mentioned effects, the inspiratory time, the breath-holding time, and the free-breathing time, which vary greatly from individual to individual, can be set for each patient, so that the burden on the patient who performs respiratory braking can be reduced.
また、本実施形態によれば、患者の自由呼吸時間から吸気時間に移るときに呼吸制動を促すための第１音声ガイド情報と、患者の吸気時間から息止時間に移るときに呼吸制動を促すための第２音声ガイド情報と、患者の息止時間から自由呼吸時間に移るときに呼吸制動を促すための第３音声ガイド情報と、を更に記憶してもよい。また、計画波形に基づいて、第１音声ガイド情報、第２音声ガイド情報及び第３音声ガイド情報の各々に対応する音声を出力するようにスピーカを制御してもよい。この場合、前述した効果に加え、計画波形及び測定波形などの表示に連動して音声ガイドを行うことができるので、より一層、分かり易く呼吸制動を促すことができる。また、音声ガイドに対する呼吸制動の遅れを低減することができる。 Further, according to the present embodiment, the first voice guide information for urging the respiratory braking when the patient's free breathing time shifts to the inspiratory time, and the respiratory braking when the patient's inspiratory time shifts to the inspiratory time. The second voice guide information of the above and the third voice guide information for promoting respiratory braking when the patient shifts from the breath holding time to the free breathing time may be further stored. Further, the speaker may be controlled so as to output the voice corresponding to each of the first voice guide information, the second voice guide information, and the third voice guide information based on the planned waveform. In this case, in addition to the above-mentioned effects, voice guidance can be performed in conjunction with the display of the planned waveform, the measured waveform, and the like, so that it is possible to promote respiratory braking in an even easier-to-understand manner. In addition, the delay in respiratory braking with respect to the voice guide can be reduced.
また、本実施形態によれば、計画波形情報は、患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を含んでいてもよい。また、吸気時間から息止時間に移るときの一致度の向上を促すための第４音声ガイド情報を記憶してもよい。また、計画波形が示す息止時間の開始タイミングにおいて、一致度が閾値よりも低いとき、当該第４音声ガイド情報に対応する音声を出力するようにスピーカを制御してもよい。この場合、前述した効果に加え、一致度が低い場合でも、一致度の向上を促すための音声ガイドを出力することにより、計画波形に呼吸制動を合わせ易くすることができる。 Further, according to the present embodiment, the planned waveform information may include the inspiratory time, the breath-holding time, and the free-breathing time of the patient. In addition, the fourth voice guide information for promoting the improvement of the degree of coincidence when shifting from the inspiratory time to the breath-holding time may be stored. Further, when the degree of coincidence is lower than the threshold value at the start timing of the breath holding time indicated by the planned waveform, the speaker may be controlled so as to output the voice corresponding to the fourth voice guide information. In this case, in addition to the above-mentioned effect, even when the degree of coincidence is low, it is possible to easily adjust the respiratory braking to the planned waveform by outputting the voice guide for promoting the improvement of the degree of coincidence.
［変形例］
第１の実施形態の変形例は、計画波形情報を事前に作成せずに操作者による任意のタイミングで計画波形情報を作成し、計画波形を表示するものである。ここでは、任意のタイミングの一例として、計画波形情報の作成を治療日当日（の放射線治療の直前）に行う場合について説明する。
[Modification example]
A modification of the first embodiment is to create the planned waveform information at an arbitrary timing by the operator without creating the planned waveform information in advance and display the planned waveform. Here, as an example of arbitrary timing, a case where the planned waveform information is created on the day of treatment (immediately before radiotherapy) will be described.
これに伴い、患者制動ガイド装置２は、図１３に示すように、動作を実行する。すなわち、前述したステップＳＴ２０に代えて、ステップＳＴ２０Ａ、ＳＴ２１Ａを実行する。例えば、前述同様にステップＳＴ１０を実行した後、患者呼吸監視装置１は、治療開始前、患者の呼吸状態の測定を開始し、測定した呼吸状態を示す測定波形情報を送出する。患者制動ガイド装置２の処理回路２１は、患者呼吸監視装置１から測定波形情報を取得する。これにより、照射前の自由呼吸時において、処理回路２１は、取得した測定波形情報に基づく測定波形をディスプレイ２５に表示する（ステップＳＴ２０Ａ）。
Along with this, the patient
ステップＳＴ２０Ａの後、処理回路２１は、患者情報及び治療計画データに基づき、患者の呼吸制動の計画を作成する。例えば、処理回路２１は、操作者の操作に応じて、治療計画データに記録された治療パラメータと、現在、表示中の測定波形が示す患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間とを用いて、計画波形情報を作成する。例えば、処理回路２１は、照射時間の長さから効率よく照射を完了できるように、患者が休息する自由呼吸時間、息を吸って準備する吸気時間、息を止めて照射する息止時間、及びそれらの順序と繰り返し数を決定し、計画波形情報を作成する。なお、「計画波形情報」の用語は、放射線治療当日に作成することから「計画」の用語を用いずに、「目標波形情報」と呼んでもよい。同様に、「計画波形」の用語は、適宜、「目標波形」と呼んでもよい。いずれにしても、処理回路２１は、患者情報及び呼吸の測定波形に基づき、計画波形情報を作成し、当該作成した計画波形情報に基づく計画波形（目標波形）をディスプレイ２５に表示する（ステップＳＴ２１Ａ）。ステップ２１Ａの終了後、前述同様に、ステップＳＴ３０〜ＳＴ７０の処理を実行する。
After step ST20A, the
以上のような変形例によれば、放射線治療日の当日に計画波形情報を作成するので、第１の実施形態の効果に加え、患者の体調の変化による呼吸制動の変動が生じにくく、計画波形と測定波形との一致度の向上を期待することができる。 According to the above modification, since the planned waveform information is created on the day of the radiotherapy treatment, in addition to the effect of the first embodiment, the change in respiratory braking due to the change in the physical condition of the patient is unlikely to occur, and the planned waveform It can be expected that the degree of agreement with the measured waveform will be improved.
＜第２の実施形態＞
図１４は、第２の実施形態に係る患者制動ガイド装置の構成を示すブロック図であり、図２と略同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは、主に、異なる部分について述べる。
<Second embodiment>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a patient braking guide device according to a second embodiment, in which substantially the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. , Describe the different parts.
第２の実施形態は、計画波形が示す息止時間（照射期間）の開始に対し、放射線の照射スイッチのオン操作が遅れた場合に、計画波形を修正する形態である。補足すると、第１の実施形態において、呼吸同期照射を用いない場合に実施される。 The second embodiment is a mode in which the planned waveform is corrected when the on operation of the radiation irradiation switch is delayed with respect to the start of the breath holding time (irradiation period) indicated by the planned waveform. Supplementally, in the first embodiment, it is carried out when respiratory synchronous irradiation is not used.
これに伴い、処理回路２１は、前述した各機能に加え、操作検出機能２１ｆを有している。操作検出機能２１ｆの実現により処理回路２１は、放射線を照射するための照射スイッチ（図示せず）の操作を検出する。照射スイッチは、放射線治療装置７の一部であり、操作者によりオン操作及びオフ操作される。操作検出機能２１ｆ及び処理回路２１は、操作検出部の一例である。
Along with this, the
また、表示制御機能２１ｄは、前述した任意の機能（ｄ１）〜（ｄ６）のうち、低い一致度の際に計画波形を修正する機能（ｄ４）（ｄ５）を省略し、機能（ｄ７）を実現する。
Further, the
（ｄ７）計画波形における息止時間の開始タイミングに対し、検出した操作のタイミングに閾値以上の遅れが生じたとき、当該遅れに基づいて計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、ディスプレイ２５を表示制御する機能。ここで、機能（ｄ７）は、当該遅れに基づいて計画波形が示す息止時間を長くするように、計画波形を修正するようにしてもよい。
(D7) When the timing of the detected operation is delayed by a threshold value or more with respect to the start timing of the breath holding time in the planned waveform, the planned waveform is corrected based on the delay, and the corrected planned waveform is changed to the uncorrected planned waveform. A function to control the
他の構成は、第１の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as in the first embodiment.
次に、以上のように構成された患者制動ガイド装置２の動作について図１５のフローチャート及び図１６の模式図を用いて説明する。
Next, the operation of the patient
いま、ステップＳＴ１０〜ＳＴ５０は、前述同様に実行される。ステップＳＴ５０の後、ステップＳＴ６０は、図１５に示す如き、ステップＳＴ６１乃至ＳＴ６８Ｂにより実行される。このステップＳＴ６０は、前述したＳＴ６１〜ＳＴ６４と、破線で示す新たなステップＳＴ６５Ｂ〜ＳＴ６８Ｂとを含んで実行される。 Now, steps ST10 to ST50 are executed in the same manner as described above. After step ST50, step ST60 is executed by steps ST61 to ST68B as shown in FIG. This step ST60 is executed including the above-mentioned ST61 to ST64 and new steps ST65B to ST68B shown by a broken line.
まず、ステップＳＴ６１〜ＳＴ６４は、前述同様に実行される。但し、ステップＳＴ６３において、一致度が閾値より低いか否かを判定した結果、否の場合には（ＳＴ６３：Ｎｏ）、ステップＳＴ６４をスキップし、ステップＳＴ６５Ｂに移行する。一致度が閾値より低い場合には（ＳＴ６３：Ｙｅｓ）、前述同様にステップＳＴ６４を実行する。 First, steps ST61 to ST64 are executed in the same manner as described above. However, as a result of determining whether or not the degree of coincidence is lower than the threshold value in step ST63, if not (ST63: No), step ST64 is skipped and the process proceeds to step ST65B. If the degree of coincidence is lower than the threshold value (ST63: Yes), step ST64 is executed in the same manner as described above.
ステップＳＴ６４の後、処理回路２１は、操作者による照射スイッチの操作を検出する。詳しくは、処理回路２１は、照射スイッチの操作を検出したか否かを判定し（ステップＳＴ６５Ｂ）、否の場合には（ＳＴ６５Ｂ：Ｎｏ）、ステップＳＴ６６Ｂ〜ＳＴ６８Ｂをスキップし、ステップＳＴ７０に移行する。照射スイッチの操作を検出した場合には、ステップＳＴ６６Ｂに移行する。
After step ST64, the
ステップＳＴ６５Ｂの後、処理回路２１は、検出した操作のタイミングと、計画波形における息止時間の開始タイミングとを比較し（ステップＳＴ６６Ｂ）、操作のタイミングに遅れがあるか否かを判定する（ステップＳＴ６７Ｂ）。具体的には、処理回路２１は、計画波形における息止時間の開始タイミングに対し、検出した操作のタイミングに閾値以上の遅れが生じたか否かを判定する。この判定の結果、否の場合には（ＳＴ６７Ｂ：Ｎｏ）、ステップＳＴ６８Ｂをスキップし、ステップＳＴ７０に移行する。
After step ST65B, the
一方、操作のタイミングに遅れが生じた場合には（ＳＴ６７Ｂ：Ｙｅｓ）、図１６に示すように、当該遅れに基づいて息止時間Ｔｂを長くするように計画波形Ｗｐが変更され、変更後の計画波形Ｗｐ*が変更前の計画波形Ｗｐに代えて測定波形Ｗｍに重畳表示される（ステップＳＴ６８Ｂ）。例えば、計画波形Ｗｐ上の息止時間Ｔｂの開始が時刻ｔ２１であり、照射スイッチの操作が検出されたとき時刻ｔ２２であって、両者の差分Δｔ２が閾値より大きいとき、照射スイッチの操作が遅れたと判定される。このとき、処理回路２１は、この差分Δｔ２だけ息止時間Ｔｂを長くするように計画波形Ｗｐを変更し、変更後の計画波形Ｗｐ*をディスプレイ２５に表示する。これにより、放射線照射の開始が時刻ｔ２１の計画から時刻ｔ２２に遅延したとしても、遅延した差分Δｔ２だけ計画波形Ｗｐが修正されているので、トータルの照射時間が変更されない。なお、理解を容易にするため、変更前後の計画波形Ｗｐ，Ｗｐ*を同時に図１６に示したが、実際には、変更前の計画波形Ｗｐと変更後の計画波形Ｗｐ*とは、いずれか一方が表示される。また、理解を容易にするため、遅延した差分Δｔ２をそのまま計画波形Ｗｐを長くするために用いたが、これに限定されない。例えば、繰り返し数が３回のとき、差分Δｔ２を三等分して、現在（１回目）の計画波形と、残り２回の計画波形とをそれぞれ均等にΔｔ２／３ずつ長くしてもよい。いずれにしても、ステップＳＴ６８Ｂの終了後、ステップＳＴ６１〜ＳＴ６８ＢからなるステップＳＴ６０が終了する。
On the other hand, when a delay occurs in the operation timing (ST67B: Yes), as shown in FIG. 16, the planned waveform Wp is changed so as to lengthen the breath holding time Tb based on the delay, and the changed plan. The waveform Wp * is superimposed and displayed on the measured waveform Wm instead of the planned waveform Wp before the change (step ST68B). For example, when the start of the breath-holding time Tb on the planned waveform Wp is time t21, the time t22 is when the operation of the irradiation switch is detected, and the difference Δt2 between the two is larger than the threshold value, the operation of the irradiation switch is delayed. It is judged. At this time, the
ステップＳＴ６０の後、図６に戻り、処理回路２１は、例えば、計画波形情報に基づく計画波形が終了したか否かに基づいて、放射線治療が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ７０）。ステップＳＴ７０の判定の結果、否の場合にはステップＳＴ４０に戻り、ステップＳＴ４０〜ＳＴ６０の処理を繰り返し実行する。
After step ST60, returning to FIG. 6, the
また、処理回路２１は、ステップＳＴ７０の判定の結果、放射線治療が終了した場合には、患者制動ガイド装置２の処理を終了する。
Further, when the radiation therapy is completed as a result of the determination in step ST70, the
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための計画波形情報を記憶し、患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する。計画波形情報に基づく計画波形と、測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する。ここで、放射線を照射するための照射スイッチの操作を検出する。また、計画波形における息止時間の開始タイミングに対し、検出した操作のタイミングに閾値以上の遅れが生じたとき、当該遅れに基づいて計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、表示部を表示制御する。これにより、第１の実施形態の効果に加え、照射スイッチの操作が遅れた場合でも、計画波形を修正することにより、修正後の計画波形に従って呼吸制動を促すことができる。 As described above, according to the first embodiment, as in the first embodiment, the planned waveform information for guiding the respiratory braking of the patient in the radiotherapy is stored, and the measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient is acquired. To do. The display unit is displayed and controlled so that the planned waveform based on the planned waveform information and the measured waveform based on the measured waveform information are superimposed and displayed. Here, the operation of the irradiation switch for irradiating the radiation is detected. In addition, when the timing of the detected operation is delayed by a threshold value or more with respect to the start timing of the breath holding time in the planned waveform, the planned waveform is corrected based on the delay, and the corrected planned waveform is used as the plan before the correction. The display is controlled so that the display is superimposed instead of the waveform. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, even if the operation of the irradiation switch is delayed, the planned waveform can be modified to promote respiratory braking according to the modified planned waveform.
また、本実施形態によれば、当該遅れに基づいて計画波形が示す息止時間を長くするように、計画波形を修正する。これにより、前述した効果に加え、照射スイッチの操作が遅れた場合でも、計画波形を修正することにより、計画した息止時間で息止照射を行うことができる。 Further, according to the present embodiment, the planned waveform is modified so that the breath holding time indicated by the planned waveform is lengthened based on the delay. As a result, in addition to the above-mentioned effects, even if the operation of the irradiation switch is delayed, the breath-hold irradiation can be performed at the planned breath-hold time by modifying the planned waveform.
［変形例］
第２の実施形態の変形例は、第１の実施形態と第２の実施形態とを並列に実行するものである。具体的には、図７に示したステップＳＴ６５〜ＳＴ６７と、図１５に示したステップＳＴ６５Ｂ〜ＳＴ６８Ｂとを並列に実行する。これにより、例えば、呼吸制動の遅れによる差分Δｔ１が生じた後に、照射スイッチの操作の遅れによる差分Δｔ２が生じた場合に、２つの差分を合計した長さ（Δｔ１＋Δｔ２）だけ計画波形Ｗｐを修正することができる。このような変形例としても、第１及び第２の実施形態の作用効果を同時に奏することができる。
[Modification example]
A modification of the second embodiment is to execute the first embodiment and the second embodiment in parallel. Specifically, steps ST65 to ST67 shown in FIG. 7 and steps ST65B to ST68B shown in FIG. 15 are executed in parallel. As a result, for example, when the difference Δt1 due to the delay in respiratory braking occurs and then the difference Δt2 due to the delay in the operation of the irradiation switch occurs, the planned waveform Wp is corrected by the total length (Δt1 + Δt2) of the two differences. be able to. As such a modification, the effects of the first and second embodiments can be simultaneously achieved.
なお、上記各実施形態においては、放射線治療時における患者制動ガイドを例に挙げたが、本実施形態に係る患者制動ガイドは、治療計画画像撮影装置４等の医用画像撮影装置による画像撮影時においても利用可能である。
In each of the above embodiments, the patient braking guide at the time of radiotherapy is given as an example, but the patient braking guide according to the present embodiment is used at the time of image taking by a medical imaging device such as the treatment
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、患者に急な呼吸制動を強いることなく、呼吸制動の遅れを低減させることができる。 According to at least one embodiment described above, the delay in respiratory braking can be reduced without forcing the patient to sudden respiratory braking.
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現しても良い。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１、図２又は図１４における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above description refers to, for example, a CPU, a GPU, or an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic Device:)). It means a circuit such as a SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). The processor realizes the function by reading and executing the program stored in the storage circuit. Instead of storing the program in the storage circuit, the program may be directly embedded in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit. Further, instead of executing the program, the function corresponding to the program may be realized by a combination of logic circuits. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. Good. Further, the plurality of components in FIGS. 1, 2 or 14 may be integrated into one processor to realize the function.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１ 患者呼吸監視装置
２ 患者制動ガイド装置
３ 出力装置
４ 治療計画画像撮影装置
５ 治療計画装置
６ 放射線治療情報システム
７ 放射線治療装置
２１ 処理回路
２１ａ 取得機能
２１ｂ ガイド作成機能
２１ｃ 一致度検出機能
２１ｄ 表示制御機能
２１ｅ 音声出力制御機能
２１ｆ 操作検出機能
２２ メモリ
２３ 入力インタフェース
２４ 通信インタフェース
２５ ディスプレイ
２６ スピーカ
１００ 放射線治療システム
ＣＳ カーソル
1 Patient
Claims (15)
前記患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する取得部と、
前記計画波形情報に基づく計画波形と、前記測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する表示制御部と
を具備する患者制動ガイド装置。 A storage unit that stores planned waveform information for guiding the patient's respiratory braking in radiotherapy,
An acquisition unit that acquires measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient, and
A patient braking guide device including a display control unit that displays and controls a display unit so as to superimpose and display a planned waveform based on the planned waveform information and a measured waveform based on the measured waveform information.
前記表示制御部は、前記検出された一致度に基づいて前記計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、前記表示部を表示制御する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の患者制動ガイド装置。 A concordance detection unit for detecting the concordance between the planned waveform and the measured waveform is further provided.
The display control unit corrects the planned waveform based on the detected degree of coincidence, and controls the display so that the corrected planned waveform is superimposed and displayed in place of the planned waveform before the correction. , The patient braking guide device according to any one of claims 1 to 5.
前記患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する取得部と、
前記計画波形情報に基づく計画波形と、前記測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する表示制御部と、
放射線を照射するための照射スイッチの操作を検出する操作検出部と
を具備し、
前記表示制御部は、前記計画波形における息止時間の開始タイミングに対し、前記検出した操作のタイミングに閾値以上の遅れが生じたとき、当該遅れに基づいて前記計画波形を修正し、当該修正した計画波形を、修正前の計画波形に代えて重畳表示するように、前記表示部を表示制御する、患者制動ガイド装置。 A storage unit that stores planned waveform information for guiding the patient's respiratory braking in radiotherapy,
An acquisition unit that acquires measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient, and
A display control unit that displays and controls the display unit so as to superimpose and display the planned waveform based on the planned waveform information and the measured waveform based on the measured waveform information.
It is equipped with an operation detection unit that detects the operation of the irradiation switch for irradiating radiation.
When the timing of the detected operation is delayed by a threshold value or more with respect to the start timing of the breath-holding time in the planned waveform, the display control unit corrects the planned waveform based on the delay, and the corrected plan. A patient braking guide device that displays and controls the display unit so that the waveform is superimposed and displayed in place of the planned waveform before correction.
前記計画波形情報は、前記患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を含んでいる、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の患者制動ガイド装置。 A creation unit that creates the planned waveform information according to the operation of the operator and stores the created planned waveform information in the storage unit is further provided.
The patient braking guide device according to any one of claims 1 to 11, wherein the planned waveform information includes an inspiratory time, a breath holding time, and a free breathing time of the patient.
前記記憶部は、前記患者の自由呼吸時間から吸気時間に移るときに呼吸制動を促すための第１音声ガイド情報と、前記患者の吸気時間から息止時間に移るときに呼吸制動を促すための第２音声ガイド情報と、前記患者の息止時間から自由呼吸時間に移るときに呼吸制動を促すための第３音声ガイド情報と、を更に記憶し、
前記音声出力制御部は、前記計画波形に基づいて、前記第１音声ガイド情報、前記第２音声ガイド情報及び前記第３音声ガイド情報の各々に対応する音声を出力するようにスピーカを制御する、請求項１乃至１２のいずれか一項記載の患者制動ガイド装置。 Equipped with an audio output control unit
The storage unit has a first voice guide information for urging respiratory braking when the patient's free breathing time shifts to the inspiratory time, and a first voice guide information for promoting respiratory braking when the patient's inspiratory time shifts to the inspiratory time. 2 The voice guide information and the third voice guide information for promoting respiratory braking when the patient shifts from the breath holding time to the free breathing time are further memorized.
The voice output control unit controls the speaker so as to output voice corresponding to each of the first voice guide information, the second voice guide information, and the third voice guide information based on the planned waveform. The patient braking guide device according to any one of claims 1 to 12.
前記計画波形情報は、前記患者の吸気時間、息止時間及び自由呼吸時間を含んでおり、
前記記憶部は、前記吸気時間から前記息止時間に移るときの一致度の向上を促すための第４音声ガイド情報を記憶し、
前記音声出力制御部は、前記計画波形が示す息止時間の開始タイミングにおいて、前記一致度が閾値よりも低いとき、前記第４音声ガイド情報に対応する音声を出力するようにスピーカを制御する、請求項１乃至１２のいずれか一項記載の患者制動ガイド装置。 Equipped with an audio output control unit
The planned waveform information includes the inspiratory time, the breath holding time and the free breathing time of the patient.
The storage unit stores the fourth voice guide information for promoting the improvement of the degree of coincidence when shifting from the inspiratory time to the breath-holding time.
The voice output control unit controls the speaker so as to output the voice corresponding to the fourth voice guide information when the degree of coincidence is lower than the threshold value at the start timing of the breath holding time indicated by the planned waveform. Item 2. The patient braking guide device according to any one of Items 1 to 12.
放射線治療における患者の呼吸制動をガイドするための計画波形情報を記憶する記憶部と、
前記患者の呼吸状態を示す測定波形情報を取得する取得部と、
前記計画波形情報に基づく計画波形と、前記測定波形情報に基づく測定波形とを重畳表示するように表示部を表示制御する表示制御部と
を具備する放射線治療装置。 Irradiation part that irradiates radiation and
A storage unit that stores planned waveform information for guiding the patient's respiratory braking in radiotherapy,
An acquisition unit that acquires measurement waveform information indicating the respiratory state of the patient, and
A radiotherapy apparatus including a display control unit that displays and controls a display unit so as to superimpose and display a planned waveform based on the planned waveform information and a measured waveform based on the measured waveform information.
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