CN110548230A - 多叶准直器控制方法、放射治疗系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种多叶准直器控制方法、放射治疗系统及存储介质。该方法包括：对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。本发明实施例的技术方案实现了防止多叶准直器部件的损坏，提高多叶准直器的运动精度，保证放疗设备的稳定运行。
Description
技术领域
本发明实施例涉及医学成像技术领域，尤其涉及一种多叶准直器控制方法、放射治疗系统及存储介质。
背景技术
适形放射治疗是一种高精度的放射治疗。它利用电子计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)图像重建三维的肿瘤结构，通过在不同方向设置一系列不同的照射野，并采用与病灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区的分布形状在三维方向(前后、左右、上下方向)上与靶区形状一致，同时降低病灶周围正常组织的放射剂量。
在适形放射治疗中多叶准直器是医用放射治疗仪器的辐射头的重要组成部件。通过控制多叶准直器的形态来控制照射野的形状。多叶准直器通常包括相对设置的箱体以及设置于箱体内的两组叶片，通过两组叶片的移动形成特定形状的辐射野，从而对肿瘤区域进行放射治疗。现有技术中无法精确控制多叶准直器的运动，多叶准直器的部件(例如叶片等)之间容易碰撞，容易造成多叶准直器部件的损坏。
发明内容
本发明实施例提供了一种多叶准直器控制方法、装置、设备及存储介质，以实现防止多叶准直器部件的损坏。
第一方面，本发明实施例提供了一种多叶准直器控制方法，所述多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在所述箱体内的多对叶片，该方法包括：
对每一对叶片，
获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；
判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；
根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。
第二方面，本发明实施例还提供了一种放射治疗系统，用于输出射束至目标区域，该系统包括：
多叶准直器，所述多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在箱体内的多对叶片；
多叶准直器控制装置，用于根据本发明实施例中任一项所述的多叶准直器控制方法控制所述箱体和所述叶片的移动，以使所述射束的形状与所述目标区域相匹配。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例中任一所述的多叶准直器控制方法。
本发明实施例的技术方案对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动，能够实现防止多叶准直器部件的损坏，提高多叶准直器的运动精度，保证放疗设备的稳定运行。
附图说明
图1a是本发明实施例一中提供的一种多叶准直器控制方法的流程图；
图1b是本发明实施例一中提供的一种多叶准直器的示例结构图；
图1c是本发明实施例一中提供的一种叶片的初始位置与第一中间位置的示意图；
图1d是本发明实施例一中提供的一种叶片的目标位置与第二中间位置的示意图；
图2是本发明实施例二中提供的一种多叶准直器控制方法的流程图；
图3是本发明实施例三中提供的一种多叶准直器控制方法的流程图；
图4是本发明实施例四中提供的一种多叶准直器控制装置的结构示意图；
图5是本发明实施例五中的提供的一种放射治疗系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1a为本发明实施例一提供的多叶准直器控制方法的流程图，本实施例可适用于控制多叶准直器的情况，尤其适用于控制放射治疗系统中的多叶准直器。该方法可以由多叶准直器控制装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该装置可集成于设备(例如放射治疗系统)中来执行，对每一对叶片，可以按照如下步骤对叶片和箱体的运动轨迹进行控制，如图1a所示，具体包括如下步骤：
步骤110，对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置。
其中，多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在所述箱体内的多对叶片。如图1b所示，图1b中为多叶准直器的示例结构图。请参阅图1b，多叶准直器11包括箱体111和112以及多片并行排列在箱体111内的叶片113-i和多片并行排列在箱体112内的叶片114-j，其中i和j均为整数，且1≤i≤N1，1≤j≤N2，N1和N2分别代表箱体111内的叶片数量和箱体112内的叶片数量。可选的，N1等于N2。箱体111和箱体112相对布置，且可以沿叶片的长度方向独立移动，叶片113-i和114-j相对设置，为一对叶片。每个叶片均可以沿叶片的长度方向独立移动，从而实现不同靶区的适形。叶片成对安装，一对叶片的伸缩运动就可以构成一个小的子野，多叶准直器的射野就是由这些子野综合而成。每个叶片都配备有一个微型电机，控制电机能改变叶片的位置，所以射野的形状可以由电机控制。
其中，初始位置是指放疗计划中规定的叶片初始位置，目标位置是指放疗计划中规定的叶片所要到达的最终位置，每一个叶片的初始位置和目标位置可以不同。放疗过程中，每一个叶片需要从该叶片的初始位置移动到叶片的目标位置，箱体同样需要从放疗计划中箱体对应的初始位置移动到箱体对应的目标位置。
步骤120，判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值。
其中，间隙是指一对叶片之间的距离。其中，对于每一对叶片，由相对布置的两个叶片(左叶片和右叶片)构成，通过这两个叶片的位置，可以获得两个叶片之间的间隙，例如可以对这两个叶片的位置进行作差可以得到两个叶片之间的间隙。当已知两个叶片的初始位置时，可以获得两个叶片的初始位置之间的间隙；当已知两个叶片的目标位置时，可以获得两个叶片的目标位置之间的间隙。
第一阈值和第二阈值可以根据实际需求进行设置，例如可以根据放射治疗系统的实际情况进行设置。例如，第一阈值可以设为2mm，第二间隙可以设为2mm。
步骤130，根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。
其中，判断结果可以包括四种情况，分别为：两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值、两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙小于第二阈值、两个叶片的初始位置之间的间隙小于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值、两个叶片的初始位置之间的间隙小于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙小于第二阈值。根据判断结果进一步规划箱体和叶片的运动轨迹。
对所有的叶片对，都可通过本实施例的方法规划运动轨迹。
可选的，所述根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动，包括：
若两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值，则控制所述箱体和所述各叶片按照预设配置移动。
其中，预设配置是指放疗计划中预设好的运动轨迹，规划了箱体和叶片的运动轨迹(包括叶片如何从初始位置移动到目标位置)，预设配置中可以包括箱体和各叶片分别对应的初始位置、目标位置、速度、加速度、运动方向等。
在一实施例中，若两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值(例如2mm)且两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值(例如2mm),则控制叶片和箱体按照预设配置分别从叶片和箱体对应的初始位置移动到叶片和箱体对应的目标位置。
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动。
在一实施例中，在两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值的情况下，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动。
在一实施例中，在两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值的情况下，则修改预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动。
需要说明的是，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值时，如果按照预设配置控制所述箱体和所述各叶片移动，则无法保证箱体的正常移动。在两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值时，箱体能够开始移动；在两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值时，箱体能够停止移动。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动，包括：
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动；
在一实施例中，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则分别控制两个叶片从对应的初始位置移动到使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值的位置，当两个叶片移动到使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值的位置后，此时开始控制所述箱体移动(从箱体对应的初始位置移动到箱体对应的目标位置)，叶片则继续从使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值的位置继续移动到目标位置。
可选的，所述先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动,包括：在叶片的初始位置和目标位置之间增加第一中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第一中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第一中间位置之间的间隙大于所述第一阈值。
在一实施例中，在两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值的情况下，可以先控制两个叶片移动使得两个叶片移动到第一中间位置，使两个叶片在第一中间位置时两个叶片之间的间隙大于第一阈值，当叶片移动到了第一中间位置后，再控制箱体从箱体对应的初始位置移动到箱体对应的目标位置。这样设置的原因在于，箱体要开始移动，必须使得两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值，以保证箱体能够开始移动。在两个叶片分别从对应的初始位置移动至所述第一中间位置的过程中，所述箱体保持静止；然后叶片继续从第一中间位置移动到目标位置，箱体则从其对应的初始位置移动到其对应的目标位置。
示例性的，如图1c所示，假设第一阈值为2mm，可以在两个叶片初始位置的基础上，两个叶片初始位置分别为图中的a点和b点，将两个叶片向相反的方向(使得两个叶片之间的间隙增大的方向)从初始位置各自移动1mm,即初始位置位于a的叶片向左移动1mm,移动到c，即初始位置位于b的叶片向右移动1mm,移动到d，两个叶片分别移动1mm后的位置(c和d)作为两个叶片对应的第一中间位置，即两个叶片在第一中间位置之间的间隙大于2mm。两个叶片分别移动到第一中间位置，从而使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值，当叶片移动到第一中间位置时，控制箱体从初始位置移动到目标位置，叶片分别从第一中间位置继续移动到目标位置。可以理解的是，两个叶片分别从对应的初始位置到对应的第一中间位置之间移动的距离可以相同，也可以不同，保证两个叶片的第一中间位置的间隙大于第一阈值即可。可选的，两个叶片分别从对应的初始位置到对应的第一中间位置之间移动的距离可以相同。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动；
其中，第二阈值的预设范围是指使两个叶片之间的间隙稍微大于第二阈值的范围(例如选择为1mm到1.1mm之间的范围)，可以根据实际需求进行设定。
在一实施例中，若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值时，起初叶片和箱体分别从初始位置向靠近目标位置的方向移动，直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时(例如两个叶片之间的间隙稍微大于第二阈值)控制所述箱体停止移动，此时箱体移动到对应的目标位置之后箱体静止，然后叶片继续移动到目标位置。
可选的，所述先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动，包括：在叶片的初始位置和目标位置之间增加第二中间位置，在叶片从所述第二中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第二中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
示例性的，可以将第二阈值的预设范围设置为1mm至1.1mm之间的范围，此时，假设两个叶片的初始位置分别为a1和a2，目标位置分别为c1和c2,两个叶片的目标位置之间的间隙为b,如图1d所示，其示出了叶片的目标位置与第二中间位置的示意图，在两个叶片分别对应的目标位置的基础上，分别向使得两个叶片之间的间隙增大的方向增加1mm,将增加1mm后的两个叶片的位置作为第二中间位置，即目标位置为c1的叶片向左1mm的位置e1为其中一个叶片的第二中间位置,目标位置为c1的叶片向右1mm的位置f1为另一叶片的第二中间位置,此时两个叶片在第二中间位置的间隙为b+2mm大于2mm。叶片先从初始位置移动到第二中间位置，然后从第二中间位置移动到目标位置。可以理解的是，图中的初始位置、第二中间位置、目标位置之前的位置关系仅仅是示例，还可能存在其他情况。
叶片和箱体的移动过程如下：若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则叶片和箱体从各自对应的初始位置开始移动，叶片先从初始位置移动到第二中间位置；然后叶片从第二中间位置继续移动到目标位置时，此时箱体移动到目标位置之后箱体静止，然后叶片从第二中间位置继续移动到目标位置。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动；控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动。
可选的，所述控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动；控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动，包括：在叶片的初始位置和目标位置之间增加第三中间位置和第四中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第三中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第三中间位置之间的间隙大于所述第一阈值；在叶片从所述第四中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第四中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
在一实施例中，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则叶片和箱体的运动过程如下：两个叶片分别初始位置移向第三中间位置(两个叶片的所述第三中间位置之间的间隙大于所述第一阈值)，在两个叶片分别初始位置移向第三中间位置的过程中，箱体保持静止，当两个叶片分别初始位置移动至第三中间位置后，箱体开始从箱体的初始位置开始移动；叶片和箱体继续移动，叶片移动到第四中间位置时，此时箱体移动到目标位置之后箱体静止，然后叶片继续移动到目标位置。
示例性的，在两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值的情况下，假设第一阈值为2mm,第二阈值为2mm,由于两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值，因此可以使两个叶片分别从各自的初始位置向相反的方向移动预设距离(例如1mm,使得两个叶片的第三中间位置的间隙大于2mm),将移动预设距离后的位置作为叶片的第三中间位置，在叶片从初始位置移动到第三中间位置的过程中，箱体保持静止，然后当叶片从初始位置移动到第三中间位置时，开始控制箱体移动，叶片移动到第四中间位置，两个叶片分别以目标位置为基准，增加第二阈值的预设范围(例如1mm到1.1mm之间的范围)作为第四中间位置，此时箱体移动到目标位置之后箱体静止，然后叶片继续移动到目标位置。
需要说明的是，通常多叶准直器包含多对叶片，对所有叶片对可以根据本实施例的方法对叶片和箱体进行轨迹优化，即规划叶片和箱体如何移动。
本发明实施例的技术方案对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置，判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动，上述技术方案解决了现有技术中无法精确控制多叶准直器的运动，多叶准直器的部件之间容易碰撞，容易造成多叶准直器部件的损坏的问题，能够实现防止多叶准直器部件的损坏，提高多叶准直器的运动精度，保证放疗设备的稳定运行。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种多叶准直器控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，可选的是若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则在先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动之前,还包括:判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第一预设时间直至所述叶片和所述箱体能在所述第一预设时间内移动至所述目标位置。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前,还包括；
判断所述叶片和所述箱体是否能在第二预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第二预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第二预设时间内移动至所述目标位置。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在所述控制叶片移动使得叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制箱体移动；控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前，还包括：判断所述叶片和所述箱体是否能在第三预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第三预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第三预设时间内移动至所述目标位置。
如图2所示，本实施例的方法包括如下步骤：
步骤210，对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置。
步骤220，判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值。若是，执行步骤230；若否，执行步骤240。
步骤230，判断两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值。若是，执行步骤280；若否，执行步骤260。
步骤240，判断两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值。若是，执行步骤250；若否，执行步骤270。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则在先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动之前,还包括:判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第一预设时间直至所述叶片和所述箱体能在所述第一预设时间内移动至所述目标位置。
其中，第一预设时间为在叶片两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值的情况下，叶片从初始位置移动到目标位置的时间。需要说明的是，对叶片和箱体进行轨迹优化后，可以确定出叶片和箱体从初始位置移动到目标位置的移动的加速度、速度、叶片和箱体从初始位置移动到目标位置的时间，这些运动参数均可以计算出。
以叶片为例，说明判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置的方法。叶片从初始位置到目标位置，最初一段需要加速，要到达目标位置之前需要减速(叶片在运动的中间过程有可能匀速，也可能存在其他运动情况)，由于叶片的运动参数(速度、加速度等是已知的)，因此能够计算出叶片运动的最大有效距离以及最小有效距离。其中，最大有效距离为叶片以最大加速度(叶片加速过程中的最大加速度，是已知的)进行加速，以最小的减速度(叶片减速过程中的最小加速度，是已知的)进行减速，叶片从初始位置移动到目标位置的时间也是已知的，从而能够计算出叶片能够移动的最大距离，即为最大有效距离。最小有效距离为叶片以加速过程中的最小加速度(加速过程中的最小加速度已知)进行加速，以最大的减速度(即叶片减速的最大加速度，是已知的)进行减速，并且叶片从初始位置移动到目标位置的时间也是已知的，从而能够计算出叶片能够移动的最小距离，即为最小有效距离。如果叶片能在第一预设时间内以预设的加速度进行加速和减速以及运动过程中的运动情况(例如可能匀速)计算出叶片能够移动的距离在最大有效距离和最小最大有效距离之间，则表明叶片能够在第一预设时间内从初始位置移动至所述目标位置。如果叶片在第一预设时间内移动的距离不在最大有效距离和最小最大有效距离之间，则可以增加第一预设时间(例如可以每次增加0.01ms)，继续以增加后的第一预设时间作为新的第一预设时间，继续判断所述叶片和所述箱体是否能在新的第一预设时间内移动至所述目标位置，直至判断出叶片能够在第一预设时间内移动至所述目标位置。箱体与叶片的判断方法类似，在此不在赘述。
需要说明的是，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值时，叶片需要从初始位置移动到第一中间位置，假设初始位置到第一中间位置的距离为1mm,叶片加速的加速度f1为200mm/s2,叶片减速的加速度f2为200mm/s2，则能够根据以下公式计算出叶片从初始位置移动到第一中间位置的时间：
S＝0.5×f1×t2+0.5×f1×t2＝f×t2,S＝1mm,可以计算出t＝0.071s<0.1s，其中，t为叶片从初始位置移动到第一中间位置的时间,S＝1mm为叶片从初始位置移动到第一中间位置的距离，f1为叶片加速的加速度，f2为叶片减速的加速度，因此设第一预设时间为h,如果叶片能够h-0.1s(0.1s为通过上述公式计算出的时间)内在预设的加速度、速度等运动参数下能够移动到目标距离，则说明叶片能够在第一预设时间内移动到目标位置，也就是说第一预设时间可以减小一些，再进行判断。
步骤250，先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前，还包括；判断所述叶片和所述箱体是否能在第二预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第二预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第二预设时间内移动至所述目标位置。
其中，判断所述叶片和所述箱体是否能在第二预设时间内移动至所述目标位置的方法与上述判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置的方法类似，此处不再赘述。
步骤260，先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动。
可选的，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在所述控制叶片移动使得叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制箱体移动；控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前，还包括：判断所述叶片和所述箱体是否能在第三预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第三预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第三预设时间内移动至所述目标位置。
其中，判断所述叶片和所述箱体是否能在第三预设时间内移动至所述目标位置的方法与上述判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置的方法类似，此处不再赘述。
步骤270，控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动，控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动。
步骤280，直接控制叶片和箱体从对应的初始位置移动到对应的目标位置。
在一实施例中，如果两个叶片在初始位置之间的间隙大于第一阈值且两个叶片在目标位置的间隙大于第二阈值，则无需对叶片和箱体重新进行轨迹优化，直接控制叶片和箱体从对应的初始位置移动到对应的目标位置。
此外，判断所述叶片和所述箱体是否能在预设时间内移动至所述目标位置也可以通过其他相关技术中的方法，本发明实施例不做限制。
本实施例的技术方案通过在控制叶片和箱体移动之前，还需要判断所述叶片和所述箱体是否能在预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述预设时间直至所述叶片和所述箱体能在所述预设时间内移动至所述目标位置，能够更加精确地实现对箱体和叶片的运动轨迹进行优化，有利于防止多叶准直器部件的损坏，保证箱体和叶片的正常运行。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种多叶准直器控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，可选的是，所述方法还包括：实时监控所述叶片的移动。
可选的，实时监控所述叶片的移动，包括：实时获取所述叶片的当前位置；计算两个叶片之间的间隙；根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动。
可选的，所述根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动，还包括：获取各叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和/或方向。
可选的，所述方法还包括：当相向运动的一对叶片之间的间隙小于第三阈值时，判断各叶片对应的驱动电流是否大于第一电流阈值，如果是，则停止移动所述相向运动的一对叶片。
可选的，所述方法还包括：根据所述各叶片对之间的间隙控制所述箱体的速度和/或方向。
可选的，所述方法还包括：在叶片移动过程中，实时监控叶片对应的驱动电流，如果驱动电流大于第二电流阈值，则报错。
如图3所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
步骤310，对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置。
步骤320，判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值。
步骤330，根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。
步骤340，实时监控所述叶片的移动。
在一实施例中，可以实时监控所述叶片的驱动电流、运动方向、每对叶片之间的间隙以控制叶片的速度以及方向中的至少一种。
可选的，实时监控所述叶片的移动，包括：
实时获取所述叶片的当前位置；计算两个叶片之间的间隙；根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动。
通过获取每一对叶片中的两个叶片的当前位置，可以计算出每个叶片对中的两个叶片之间的间隙，根据两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动。
可选的，所述根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动，包括：获取各叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和/或方向。
在一实施例中，可以获取所有叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和方向的至少一项。
在一实施例中，当两个叶片之间的间隙大于第一间隙阈值(例如0.5mm)且小于第二间隙阈值(例如1.0mm)时，若该叶片对中的两个叶片相向运动或第一叶片静止第二叶片朝靠近所述第一叶片的方向运动时，控制所述运行的叶片速度低于第一预设速度(例如2mm/s)，其中，所述第一间隙阈值小于所述第二间隙阈值。其中，第一叶片和第二叶片为一个叶片对中的两个叶片。
在一实施例中，当叶片对中的第一叶片跟随所述第二叶片运动时，维持所述第一叶片的速度不变，调节所述第二叶片的速度，其中调节后的第二叶片的速度为所述第一叶片的速度与第二预设速度的差值、所述第二叶片调节前速度的1/2中的最小值。例如，假设第一叶片用x1表示，第二叶片用x2表示，第二预设速度为2mm/s,则x2速度取min(x1的速度-2mm/s，x2调节前速度的1/2),其中min表示取最小值。
当叶片对中两个叶片朝相反运动或者第一叶片静止且第二叶片朝远离第一叶片的方向运动时，控制所述第一叶片以及第二叶片的速度不变，即维持叶片的当前速度。
在一实施例中，当所述两个叶片的间隙小于第三间隙阈值时(例如-0.5mm)，表明叶片已经相撞，可以控制该叶片对朝相反的方向运动，其中，所述第三间隙阈值小于所述第一间隙阈值。
可选的，所述方法还包括：
当相向运动的一对叶片之间的间隙小于第三阈值时，判断各叶片对应的驱动电流是否大于第一电流阈值，如果是，则停止移动所述相向运动的一对叶片。
例如第三阈值可以为0.5mm，第一电流阈值可以为80mA。第三阈值与第一电流阈值均可根据实际情况确定。
在一实施例中，如果叶片对中的两个叶片相向运动，并且一对叶片中的任意一片驱动电流大于第一电流阈值(例如80mA)并且驱动电流的持续时间达到预设持续时间(例如200ms)，则停止移动所述相向运动的一对叶片，之后控制叶片朝相反的方向移动。
可选的，在叶片移动过程中，实时监控各叶片对应的驱动电流，如果大于第二电流阈值，则报错。
在一实施例中，当叶片朝相反的方向移动时，可以判断各叶片对应的驱动电流是否大于第三电流阈值(例如160mA)。其中，第三电流阈值可以大于第一电流阈值。
可选的，所述方法还包括：根据所述各叶片对之间的间隙控制所述箱体的速度和/或方向。
在一实施例中，可以根据所有叶片对的间隙中的最小间隙值，控制箱体的速度和方向的至少一种。例如当所有叶片对的间隙中的最小间隙值<2mm时，限制两个箱体相向运动的速度为2mm/s。当所有叶片对的最小间隙值<1.2mm时，箱体只能向相反的方向移动。
本实施例的技术方案通过实时监控所述叶片的移动，进而，获取各叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和/或方向，能够防止叶片、箱体之间的碰撞。进而，当相向运动的一对叶片之间的间隙小于第三阈值时，判断各叶片对应的驱动电流是否大于第一电流阈值，如果是，则停止移动所述相向运动的一对叶片，能够根据叶片的电流控制叶片，以防止多叶准直器部件的损坏。进而，根据所述各叶片对之间的间隙控制所述箱体的速度和/或方向，有效的防止叶片、箱体之间的碰撞，保证多叶准直器的稳定运行。
实施例四
图4是本发明实施例四中提供的一种多叶准直器控制装置的结构示意图。本发明实施例所提供的多叶准直器控制装置可执行本发明任意实施例所提供的多叶准直器控制方法，该装置的具体结构如下：位置获取模块41、间隙判断模块42以及运动控制模块43。
位置获取模块41，用于对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；
间隙判断模块42，用于判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；
运动控制模块43，用于根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。
本发明实施例的技术方案对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置，判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动，上述技术方案解决了现有技术中无法精确控制多叶准直器的运动，多叶准直器的部件之间容易碰撞，容易造成多叶准直器部件的损坏的问题，能够实现防止多叶准直器部件的损坏，提高多叶准直器的运动精度，保证放疗设备的稳定运行。
可选地，运动控制模块43具体用于：
若两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值，则控制所述箱体和所述各叶片按照预设配置移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动。
可选地，运动控制模块具体用于：若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动，包括：
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动，控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动。
可选地，运动控制模块具体用于：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第一中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第一中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第一中间位置之间的间隙大于所述第一阈值。
可选地，运动控制模块具体用于：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第二中间位置，在叶片从所述第二中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第二中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
可选地，运动控制模块具体用于：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第三中间位置和第四中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第三中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第三中间位置之间的间隙大于所述第一阈值；
在叶片从所述第四中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第四中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
可选地，所述装置还包括：第一判断模块、第二判断模块以及第三判断模块。
第一判断模块，用于若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则在先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动之前:判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第一预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第一预设时间内移动至所述目标位置。
第二判断模块，用于若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前：
判断所述叶片和所述箱体是否能在第二预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第二预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第二预设时间内移动至所述目标位置。
第三判断模块，用于若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则在所述控制叶片移动使得叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制箱体移动；控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动之前：判断所述叶片和所述箱体是否能在第三预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第三预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第三预设时间内移动至所述目标位置。
可选地，所述装置还包括：实时监控模块。
实时监控模块，用于实时监控所述叶片的移动。
可选地，实时监控模块具体可用于：
实时获取所述叶片的当前位置；
计算两个叶片之间的间隙；
根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动。
可选地，实时监控模块具体可用于：
获取各叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和/或方向。
可选地，实时监控模块具体可用于：
当相向运动的一对叶片之间的间隙小于第三阈值时，判断各叶片对应的驱动电流是否大于第一电流阈值，如果是，则停止移动所述相向运动的一对叶片。
可选地，实时监控模块具体可用于：根据所述各叶片对之间的间隙控制所述箱体的速度和/或方向。
本发明实施例所提供的多叶准直器控制装置可执行本发明任意实施例所提供的多叶准直器控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种放射治疗系统的结构示意图，该系统可以用于输出射束至目标区域如图5所示，该系统包括：多叶准直器51以及多叶准直器控制装置。
其中，多叶准直器51，所述多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在箱体内的多对叶片；
多叶准直器控制装置52，用于根据本发明实施例任一项所述的多叶准直器控制方法控制所述箱体和所述叶片的移动，以使所述射束的形状与所述目标区域相匹配。多叶准直器控制装置52可以执行本发明任意实施例所提供的多叶准直器控制方法。
本发明实施例提供的放射治疗系统还包括相关技术中常见的结构，在此不再赘述。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种多叶准直器控制方法，该方法包括：
对每一对叶片，获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的多叶准直器控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述多叶准直器控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种多叶准直器控制方法，所述多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在所述箱体内的多对叶片，其特征在于，所述方法包括：
对每一对叶片，
获取各叶片的初始位置和各叶片的目标位置；
判断两个叶片的初始位置之间的间隙是否大于第一阈值以及两个叶片的目标位置之间的间隙是否大于第二阈值；
根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据判断结果控制所述箱体以及所述各叶片移动，包括：
若两个叶片的初始位置之间的间隙大于第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于第二阈值，则控制所述箱体和所述各叶片按照预设配置移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于第一阈值和/或两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于第二阈值，则修改所述预设配置并控制所述箱体和所述各叶片按照修改后的预设配置移动，包括：
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙大于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动；
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙小于或等于所述第二阈值，则控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动，控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动，包括：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第一中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第一中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第一中间位置之间的间隙大于所述第一阈值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述先控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动，包括：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第二中间位置，在叶片从所述第二中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第二中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于所述第一阈值时再控制箱体移动，控制叶片和箱体移动直至两个叶片之间的间隙满足所述第二阈值的预设范围时控制所述箱体停止移动,包括：
在叶片的初始位置和目标位置之间增加第三中间位置和第四中间位置，在叶片从初始位置移动至所述第三中间位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第三中间位置之间的间隙大于所述第一阈值；
在叶片从所述第四中间位置移动至所述目标位置时，所述箱体保持静止，两个叶片的所述第四中间位置之间的间隙大于所述第二阈值且满足所述第二阈值的预设范围。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
若两个叶片的初始位置之间的间隙小于或等于所述第一阈值且两个叶片的目标位置之间的间隙大于所述第二阈值，则在先控制叶片移动使得两个叶片之间的间隙大于第一阈值时再控制所述箱体移动之前,还包括:判断所述叶片和所述箱体是否能在第一预设时间内移动至所述目标位置，若是，则控制所述叶片和所述箱体移动，若否，则增加所述第一预设时间直至所述叶片和所述箱体在所述第一预设时间内移动至所述目标位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
实时获取所述叶片的当前位置；
计算两个叶片之间的间隙；
根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述两个叶片之间的间隙控制所述箱体和所述各叶片的移动，包括：
获取各叶片对的间隙和当前运动方向，基于所述各叶片对的间隙和所述当前运动方向中的至少一项控制所述叶片的移动速度和/或方向。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
当相向运动的一对叶片之间的间隙小于第三阈值时，判断各叶片对应的驱动电流是否大于第一电流阈值，如果是，则停止移动所述相向运动的一对叶片。
11.一种放射治疗系统，用于输出射束至目标区域，其特征在于，包括：
多叶准直器，所述多叶准直器包括相对布置的箱体和并行排列在箱体内的多对叶片；
多叶准直器控制装置，用于根据权利要求1-10中任一项所述的多叶准直器控制方法控制所述箱体和所述叶片的移动，以使所述射束的形状与所述目标区域相匹配。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-10中任一所述的多叶准直器控制方法。
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