• 제목/요약/키워드: Dose algorithm

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Small sized lung SBRT 치료시 폐 실질 조직에서의 계획선량 전달 정확성 평가 (Evaluation of beam delivery accuracy for Small sized lung SBRT in low density lung tissue)

  • 오혜경;손상준;박장필;이제희
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.7-15
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    • 2019
  • 목 적: 본 연구에서는 lung SBRT가 적용되는 작은 계획 표적 용적(PTV)에 처방 선량이 정확히 전달되는지 실험을 통하여 알아보고자 한다. 치료계획 시스템에서 계산된 선량분포와 실험을 통하여 필름에 측정된 선량분포를 비교 분석하여 정확성을 평가해보고, 폐 실질 조직 내에서 계획 표적 용적의 margin 유용성 평가를 하고자 한다. 대상 및 방법: CT 촬영으로 얻은 Rando phantom 3D 영상의 우측 폐에 직경 2, 3, 4, 5 cm인 가상의 구 표적을 만들어 계획 표적 용적에 처방선량의 95 %가 전달될 수 있도록 6MV-FFF VMAT Arc 2개로 치료계획을 수립하였으며, Eclipse TPS와 동일한 위치에서 선량 비교하기 위해서, 필름을 가상 표적의 회전중심점에 횡단면 방향으로 삽입하고 방사선을 조사하였다. Dose profile을 Eclipse에서 획득하고, 측정값과 계산값을 비교하기 위해 Center point에서의 절대 선량값을 계산하였으며, off-axis 선량 분포를 얻어 RMSE, Coverage ratio 등 비교 인자를 통해 상대 선량 및 선량분포를 비교 분석하였다. 결 과: 직경 2, 3, 4, 5 cm 크기별로 center point에서의 %difference 값은 직경 2 cm에서 -4.65 %로 가장 차이가 큰 값을 보였고, 직경 5 cm일 때 -1.46 %로 가장 차이가 작은 값을 보였다. RMSE값은 직경 2 cm일 때 3.43으로 가장 큰 값을 보였고. 직경 5 cm일 때 2.85로써 가장 작은 값을 보였다. 표적 커버리지를 비교하기 위해 처방선량 95 %가 들어가는 용적의 길이($D_{95}$)를 구하였고, 직경 2 cm일 때, TPS와 필름에서 각각 2.02 cm, 1.86 cm로 커버리지 비율이 92 %로 나타났고 가장 큰 차이를 보였다. 또한 계획 표적 용적 100% 이내에 들어가는 평균선량($D_{mean}$)을 비교했을 때, 직경 2 cm 인 경우 측정 평균선량이 95.72 %로 가장 낮은 값을 보였다. 결 론: 본 연구에서는 실험을 통하여 작은 계획 표적 용적에 처방 선량이 충분히 전달되는지 알아보았다. 실험 결과 모든 비교 인자에서 직경 2 cm인 용적이 가장 큰 차이를 보였다. 이는 표적 용적 중심에서의 선량 감소가 주요인이라 판단된다. 따라서 선량계산 시스템에서 저밀도 조직 내의 작은 용적 치료 계획시 2 mm 이상의 마진(margin)을 더 두거나, 치료 계획 최적화(optimization)시 최대선량을 제한하지 않는 방법으로 표적 내 중심 선량을 높일 수 있을 것이라 사료된다.

다목적 정보 제공을 위한 다경로 탐색 기법 개발 (A Multi-path Search Algorithm for Multi-purpose Activities)

  • 정연정;김창호
    • 대한교통학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.177-187
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    • 2006
  • IT 산업이 발달하고, 정보의 양이 넘쳐날수록, 사람들은 획일화되어 제공되는 정보보다는, 스스로 다양한 경로를 통해 정보를 찾아내며, 이를 가공하여 판단하고 반응한다. 그러므로 정보 제공자들은 이러한 개인들의 성향을 만족시키기 위해 서는 획일화된 정보보다는 소비자들이 스스로 판단할 수 있도록 다양한 정보를 제공해 주어야만 할 것이다 이를 위하여 비용의 비교를 통해 경로를 선택하는 기존 알고리즘과 달리 최저비용과의 차이를 통한 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 본 연구는 기존의 노드 기반 탐색법에 비해 네트워크 구조의 변화 없이 효율적으로 환승이나 회전제약을 표현할 수 있는 링크 기반 탐색법을 기반으로 운전자들의 다양한 needs를 최대한 반영할 수 있는 즉 유연한 탐색 알고리즘의 개발을 목표로 한다. 이러한 목표를 위해, 기존의 최적 경로와 다경로 탐색 알고리즘을 대상으로 이론적 배경을 고찰하고, 다목적 정보제공을 위한 다경로 탐색기법을 위한 통행원리를 개념화한 후, 이를 알고리즘에 적용하는 방안을 제안하며, 가상의 네트워크에 적용하여 알고리즘 수행과정을 보여주고자 한다

ACA: Automatic search strategy for radioactive source

  • Jianwen Huo;Xulin Hu;Junling Wang;Li Hu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권8호
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    • pp.3030-3038
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    • 2023
  • Nowadays, mobile robots have been used to search for uncontrolled radioactive source in indoor environments to avoid radiation exposure for technicians. However, in the indoor environments, especially in the presence of obstacles, how to make the robots with limited sensing capabilities automatically search for the radioactive source remains a major challenge. Also, the source search efficiency of robots needs to be further improved to meet practical scenarios such as limited exploration time. This paper proposes an automatic source search strategy, abbreviated as ACA: the location of source is estimated by a convolutional neural network (CNN), and the path is planned by the A-star algorithm. First, the search area is represented as an occupancy grid map. Then, the radiation dose distribution of the radioactive source in the occupancy grid map is obtained by Monte Carlo (MC) method simulation, and multiple sets of radiation data are collected through the eight neighborhood self-avoiding random walk (ENSAW) algorithm as the radiation data set. Further, the radiation data set is fed into the designed CNN architecture to train the network model in advance. When the searcher enters the search area where the radioactive source exists, the location of source is estimated by the network model and the search path is planned by the A-star algorithm, and this process is iterated continuously until the searcher reaches the location of radioactive source. The experimental results show that the average number of radiometric measurements and the average number of moving steps of the ACA algorithm are only 2.1% and 33.2% of those of the gradient search (GS) algorithm in the indoor environment without obstacles. In the indoor environment shielded by concrete walls, the GS algorithm fails to search for the source, while the ACA algorithm successfully searches for the source with fewer moving steps and sparse radiometric data.

방사선 치료 계획 장치를 위한 의료 영상의 3차원적 자동 경계선 검출에 관한 연구 (A Study on 3Dimensional Automatic Boundaries Detection on Medical Images or Radiation Therapy Planning)

  • 최은진;서의영
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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    • pp.172-175
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    • 1997
  • Outline contour is detected firstly to simulate dose distribution in radiation therapy planning system. In this paper, we developed automatic contour detection system using temporal and spatial relationships of image sequences. The low level image analysis involves the use of directional gradient edge operators and Laplacian operator. The High level portion of algorithm uses a knowledge-based strategy that incorporates fuzzy resoning method.

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The Feasibility Study on the Monte Carlo Based RTP Commissioning

  • Kang, Sei-Kwon;Cho, Byung-Chul;Park, Suk-Won;Oh, Do-Hoon;Park, Hee-Chul;Bae, Hoon-Sik
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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    • pp.43-46
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    • 2004
  • The commissioning of a treatment planning system of model-based dose calculation algorithm requires a lot of parameters to be selected to fit measured data, in which process physical insights for the parameters are often forgotten. We present the photon beam commissioning of Pinnacle$^3$ with the help of Monte Carlo (MC) simulation and evaluate the parameters Pinnacle$^3$ demands. Even though the MC calculation produces reasonable values for the commissioning, the thorough physical basis of the Pinnacles$^3$'s commissioning process is needed to use the MC derived parameters directly.

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Evaluation of Hitachi 3D Treatment Planning version 1.6

  • Fukuda, Shigekazu;Yokohama, Noriya;Maruyama, Ichiro;Kume, Kyo;Kagiya, Go;Yamamoto, Kazutaka
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.298-299
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    • 2002
  • WERC (Wakasa Wan Energy Research Center) has started the proton cancer therapy since June 2002. We use Hitachi 3D treatment planning (version 1.6) that can calculate the proton dose distribution by use of the pencil beam algorithm as well as the broad beam algorithm practically fast. This treatment planning software satisfies almost functions required in the proton therapy and includes some advanced techniques such as the 3D region glowing function that can search the target region three-dimensionally based on the CT-values. In this paper, we will introduce this planning system and present our evaluation from point of view of both clinical usage and QA.

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클러스터링 컴퓨터 시스템을 이용한 병렬화 유전자 알고리듬의 효율성 증대에 대한 연구 (A Study for Improvement Effect of Paralleled Genetic Algorithm by Using Clustering Computer System)

  • 이원창;주지한;성활경
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.189-196
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    • 2003
  • Among the optimization method, GA (genetic algorithm) is a very powerful searching method enough to compete with design sensitivity analysis method. GA is very easy to apply, since it dose not require any design sensitivity information. However, GA has been computationally not efficient due to huge repetitive computation. In this study, parallel computation is adopted to improve computational efficiency. Paralleled GA is introduced on a clustered LINUX based personal computer system.

Spiral CT의 고속 영상재구성 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Fast Image Reconstruction Algorithm for Spiral CT)

  • 허창원;진승오;이재덕;허영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.3207-3209
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    • 2000
  • X-ray CT(Computed Tomography) has been a good modality for non-invasive diagnosis and recently, Conventional CT has been replaced rapidly with Spiral CT in recent. In X-ray CT, spiral scanning has various advantages such as better image quality, reduced scan time (in a single breath-hold), a lower x-ray dose. But, it requires very fast and high performance image processing system to reconstruct slice images from spiral scanning. This paper describes the fast image reconstruction techniques with filtered back projection from the viewpoints of fast algorithm as well as hardware implementation for real-time imaging.

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Realization of Robust Performance for Interval Systems Using Model Reference Feedback

  • Okuyama, Yoshifumi;Takemori, Fumiaki
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
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    • pp.167-172
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    • 1998
  • The physical parameters of controlled systems are uncertain and are accompanied with nonlinearity. The transfer function of the controlled system should, therefore, be expressed by interval polynomials. This paper describes the realization of robust performance for that type of control system (interval system) via model reference feedback. First, we will analyze an invariance problem of dynamic characteristics such that the dominant roots do not break away from a specified circular area, and will present a discrimination algorithm (i.e., a division algorithm) for the extreme points of the uncertain coefficients. Then, we will present a design method of control systems which have a robust performance such that the location of the dominant roots dose not vary excessively.

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