• 제목/요약/키워드: Off-axis correction algorithm

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EPID를 사용한 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈 보정(Off-axis Correction)의 적용 (Application of Off-axis Correction Method for EPID Based IMRT QA)

  • 조일성;곽정원;박성호;안승도;정동혁;조병철
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권4호
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    • pp.317-325
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    • 2012
  • Varian의 전자표탈영상장치(EPID, electronic portal imaging device) 검출기로 측정된 선량값은 PDIP알고리즘으로 예측된 선량 값과 비교하여 빔 중심으로부터 EPID 검출기 모서리로 갈수록 측정된 선량 값이 커지는 경향을 가지고 있다. 이를 손쉽게 임상에서 보정할 수 있는 축이탈보정(off-axis correction)알고리즘이 제안되어 본원에 설치된 Varian 선형가속기를 대상으로 적용하였다. $38{\times}28cm$의 조샤야를 열고 SSD 100 cm에서 6 MV, 15 MV 광자빔을 100 MU 조사하여 선량을 측정하고 이를 PDIP 알고리즘을 적용한 예측 선량과 비교하였다. 측정된 선량과 예측된 선량값의 비율을 축이탈거리의 4차 다항함수로 근사하여 가로선량분포 보정에 사용되는 $40{\times}40cm$ 주대각 빔 측정 데이터에 가중치로 두어 축이탈 보정을 실시했다. 보정전 $38{\times}28cm$ 조사면에서 계산된 선량값과 측정된 선량사이에는 6 MV 빔의 경우 $4.17{\pm}2.76$ CU, 15 MV 빔은 $3.23{\pm}2.59$ CU의 차이가 있었으나 보정 후 두 선량값의 차이는 각각 $0.18{\pm}0.8$ CU, $04{\pm}0.85$ CU로 1% 이내로 줄였다. PDIP 알고리즘 사용준비에 사용되는 피라미드 형태 유동량(fluence)의 감마 성공률(gamma pass rate)은 절대 선량 측정값을 기준으로 허용기준 4%, 4 mm에서 6 MV는 98.7%, 15 MV는 99.1%로 나타났으며 보정 후 각각 99.8%와 99.9%로 향상되었다. 축이탈 보정을 실시하고 임의로 두경부암과 전립선암의 세기조절방사선치료계획을 선정하여 세기조절방사선 치료의 정도관리를 진행했으며 보정 전과 비교하여 허용기준 3%, 3 mm에서 감마 성공률이 보정 전, 후 각각 두경부암: $94.7{\pm}3.2%$, $98.2{\pm}1.4%$ 및 전립선암: $95.5{\pm}2.6%$, $98.4{\pm}1.8%$로 평균적으로 3% 향상되었다. 축이탈보정은 EPID를 사용하는 세기조절 방사선치료의 정도관리에 있어 축이탈거리에 따른 계산된 선량값과 측정된 선량값의 차이를 효과적 보정하는 방법으로 임상에서 쉽게 적용하여 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

Error Compensation Algorithm for Higher Surface Accuracy of Freeform Mirrors Based On the Method of Least Squares

  • Jeong, Byeongjoon;Pak, Soojong;Kim, Sanghyuk;Lee, Kwang Jo;Chang, Seunghyuk;Kim, Geon Hee;Hyun, Sangwon;Jeon, Min Woo
    • 천문학회보
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    • 제40권2호
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    • pp.40.1-40.1
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    • 2015
  • Off-axis reflective optical systems have attractive advantages relative to their on-axis or refractive counterparts, for example, zero chromatic aberration, no obstruction, and a wide field of view. For the efficient operation of off-axis reflective system, the surface accuracy of freeform mirrors should be higher than the order of wavelengths at which the reflective optical systems operate. Especially for applications in shorter wavelength regions, such as visible and ultraviolet, higher surface accuracy of freeform mirrors is required to minimize the light scattering. In this work, we propose the error compensation algorithm (ECA) for the correction of wavefront errors on freeform mirrors. The ECA converts a form error pattern into polynomial expression by fitting a least square method. The error pattern is measured by using an ultra-high accurate 3-D profilometer (UA3P, Panasonic Corp.). The measured data are fitted by two fitting models: Sag (Delta Z) data model and form (Z) data model. To evaluate fitting accuracy of these models, we compared the fitted error patterns with the measured error pattern.

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Design of Off-axis Wide Angle Lens for the Automobile Application

  • Kim, Tae Young;Shin, Min-Ho;Kim, Young-Joo
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권4호
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    • pp.336-343
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    • 2013
  • Recently various types of driver assistance systems have been used for automobiles. In 2008, the U.S Congress passed a law which required that most cars be equipped with devices to warn objects behind the vehicle. Because of that, market of rear view cameras is expected to rise dramatically. Therefore many suppliers try to provide a wide angle camera for car makers. But a high distortion is caused by the wide angle might result in lower image quality. In order to improve the image quality, normally we use an algorithm to correct a distortion. Though we can improve the distorted image by correction algorithm, we must pay more cost to use it. In this paper, we propose a new optical system reducing a distortion in contrast to a conventional lens without cost. In other words, we can see only an area of interest. That is similar to reducing a field of view. Using a new optical system, we can get a less distorted image. In order to view an area of interest, we introduce an off axis optical system having refractive surfaces and reflective surfaces. In this paper, we describe the results of design and, evaluation of an off axis wide angle compact imaging system. In comparison to conventional wide angle lens, we can get the improvement of MTF, distortion, and lateral color aberrations. And we also can reduce a total cost because we don't need the outer apparatus or bracket to mount on the car.

Improved Differential Wavefront Sampling algorithm for efficient alignment of Space optical system

  • Kim, Yun-Jong;Yang, Ho-Soon;Lee, Yun-Woo;Kim, Sug-Whan
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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    • pp.34.4-35
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    • 2008
  • The significant I&T process gain represented by reduction in overall budget expenditure can be obtained from the use of efficient alignment technique for large space optical systems. Such process gain tends to increase rapidly with an increase in aperture and/or in number of optical elements within the system. However, in practice, the alignment of multiple optical components tends to be rather difficult task because of the multiple coupling effects among the elements within the target system. In order to understand and hence identify the complex interplay of the wavefront coupling effects from the alignment process, the original differential wavefront sampling(DWS) method was presented elsewhere in recent years. DWS uses partial differential of the wavefront of optical component and perturbation value of the optical component against a particular alignment factor. The straightforward application of DWS for an off-axis optical system revealed that it tends to give incorrect estimation of the given misalignment state. In this study, we added off-axis correction terms to the original DWS algorithm and investigated its alignment performance. The performance simulation result for a Korsch type space optical system shows that the modified DWS is capable of bringing the misaligned system into the target alignment tolerance only after 3 iterations. It also shows that this new improved algorithm can be used to estimate the source misalignment as well. We are planning to apply this method for the alignment of a 800mm Korsch type telescope in the near future. We discuss the computational technique, simulation results and implications in details.

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소형무인항공기를 위한 소형 경량 AHRS의 지상시험 및 성능 평가 (Ground Test and Performance Evaluation of Miniaturized AHRS for Small-Scale UAV)

  • 노민식;송준범;송우진;강범수
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.181-188
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    • 2011
  • 소형무인항공기의 경우 유효탑재하중의 여유가 많지 않기 때문에 AHRS의 소형화가 필요하다. 본 논문에서는 소형무인항공기를 위해 소형, 경량으로 설계 제작한 AHRS의 성능을 가속도 외란이 적은 환경에서 시험하고 평가하였다. 센서는 저가의 MEMS 제품을 사용했으며 자세 보정을 위해 가속도계와 지자기계가 같이 사용되었다. 자세계산에는 특이점이 존재하지 않고 비교적 계산이 간단한 쿼터니언을 사용했으며 자세 보정 알고리듬에는 칼만필터가 사용되었다. 본 논문에서는 소형무인항공기에 성공적으로 적용된 사례가 있는 상용 항법장치와의 비교를 통해 설계된 AHRS의 성능시험을 진행하였다. 설계된 AHRS의 자세 데이터가 상용 항법장치와 수직축 $0.5^{\circ}$이내, 수평축 $1.5^{\circ}$ 이내로 허용 가능한 차이를 가지는 것을 보였으며, 본 시험환경 내에서 소형무인항공기제어에 적합한 자세각 출력을 내는 것을 확인하였다.

방사선치료계획시스템의 독립적 검증을 위한 선량 계산 및 빔데이터 관리 프로그램 (A Comprehensive Computer Program for Monitor Unit Calculation and Beam Data Management: Independent Verification of Radiation Treatment Planning Systems)

  • 김희정;박양균;박종민;최창헌;김정인;이상원;오헌진;임천일;김일한;예성준
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.231-240
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    • 2008
  • 방사선치료계획시스템의 MU계산 결과를 포괄적이고 독립적으로 검증할 수 있고 빔데이터 관리를 위한 사용자 친화적인 프로그램을 개발하였다. 선량계산의 정확성을 향상시키기 위해서 축이탈 인자, 빔 경화효과, 비균질성 보정 등의 요소를 계산 알고리듬에 포함하였고 상시적 정도관리 결과로 측정된 빔데이터로의 경신이 용이하도록 하였다. 기준깊이, SSD 등의 측정조건이 다를 때에 보정하는 알고리듬을 구현하였다. 상용 스프레드시트의 워크시트 함수를 빔데이터베이스 접근에 사용하였고, Visual Basic for Application (VBA) 개발환경을 사용하여 graphic user interface (GUI)를 구현하였다. 프로그램의 정확도를 평가하기 위하여 동일한 빔 데이터를 가진 치료계획 시스템을 이용하여 213개의 경우에 대한 팬톰의 선량을 계산하고 비교하였다. 또한 3차원 입체조형방사선 치료를 받은 17명의 환자데이터로부터 108개의 MU계산 기록을 추출하여 본 프로그램에서 계산된 MU와 비교하였다. 가상의 팬톰을 대상으로 계산을 수행한 결과, 과도한 비균질 영역계산을 제외하면 계산된 MU가 치료계획시스템과 3% 이내에서 잘 일치하였고, 환자 데이터를 이용한 계산에서도 과도한 비균질 영역 계산을 제외한 모든 계산에서 최대오차가 5% 이하로 나타났다. VBA 및 Microsoft Excel 워크시트 인터페이스를 이용하여 임상에 이용될 빔데이터 자료의 자동 생성 및 빔데이터 비교 템플릿 등의 용이성이 판명되었다. 본 프로그램을 이용하여 치료계획시스템의 정확성을 포괄적으로 검증할 수 있으므로 치료계획시스템의 정도관리 및 환자의 독립적 선량검증을 효과적으로 수행할 수 있다. 빔데이터베이스 생성 기능을 이용하여 빔데이터의 주기적 관리 경신 및 대단위 빔데이터베이스의 모니터링을 효율적으로 수행할 수 있다.

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