Dynamic conformal arc therapy (DCAT) and flattening-filter-free (FFF) beams are commonly adopted for efficient conformal dose delivery in stereotactic body radiation therapy (SBRT). Off-axis geometry (OAG) may be necessary to obtain full gantry rotation without collision, which has been shown to be beneficial for peripheral targets using flattened beams. In this study dose distributions in OAG using FFF were evaluated and the effect of mechanical rotation induced uncertainty was investigated. For the lateral target, OAG evaluation, sphere targets (2, 4, and 6 cm diameter) were placed at three locations (central axis, 3 cm off-axis, and 6 cm off-axis) in a representative patient CT set. For each target, DCAT plans under the same objective were obtained for 6X, 6FFF, 10X, and 10FFF. The parameters used to evaluate the quality of the plans were homogeneity index (HI), conformality indices (CI), and beam on time (BOT). Next, the mechanical rotation induced uncertainty was evaluated using five SBRT patient plans that were randomly selected from a group of patients with laterally located tumors. For each of the five cases, a plan was generated using OAG and CAG with the same prescription and coverage. Each was replanned to account for one degree collimator/couch rotation errors during delivery. Prescription isodose coverage, CI, and lung dose were evaluated. HI and CI values for the lateral target, OAG evaluation were similar for flattened and unflattened beams; however, 6FFF provided slightly better values than 10FFF in OAG. For all plans the HI and CI were acceptable with the maximum difference between flattened and unflattend beams being 0.1. FFF beams showed better conformality than flattened beams for low doses and small targets. Variation due to rotational error for isodose coverage, CI, and lung dose was generally smaller for CAG compared to OAG, with some of these comparisons reaching statistical significance. However, the variations in dose distributions for either treatment technique were small and may not be clinically significant. FFF beams showed acceptable dose distributions in OAG. Although 10FFF provides more dramatic BOT reduction, it generally provides less favorable dosimetric indices compared to 6FFF in OAG. Mechanical uncertainty in collimator and couch rotation had an increased effect for OAG compared to CAG; however, the variations in dose distributions for either treatment technique were minimal.
목 적: 방사선수술에 사용되는 치료계획을 위한 정위 영상 획득 때 사용되는 표시기(indicator)의 회전에 의한 오차를 분석하고 이를 교정하는 소프트웨어의 기능을 점검하는 방법을 제시한다. 이 방법을 이용하여 상용 프로그램인 렉셀감마플랜의 회전 오차 기능을 점검한다. 대상 및 방법: 상용 프로그래밍 언어인 Interactive Data Language (version 5.5)를 이용하여 소프트웨어적으로 만든 정위 영상으로 가상 팬텀을 만들었다. 영상의 두께는 0.5 mm, 픽셀 크기 0.5 mm, 필드 크기 256 mm, 그리고 분해능은 $512{\times}512$이었다. 영상은 DICOM 3.0 표준을 따라서 렉셀감마플랜이 인식할 수 있도록 하였다. 회전 교정 기능 점검을 위하여 가상 팬텀의 중심에서 상하로 50 mm와 30 mm 떨어진 곳과 중앙에 위치한 횡단면 영상에 각각 50 mm 간격으로 측정점 9개를 만들어 총 45개의 측정점을 만들었다. 기준 가상 팬텀을 x, y, z축을 중심으로 각각 $3^{\circ}$ 회전한 영상, xy, yz, zx 축을 중심으로 각각 $3^{\circ}$씩 회전한 영상, xyz세 방향으로 모두 $3^{\circ}$씩 회전한 영상을 만들어서 회전에 의한 오차를 계산하고, 렉셀감마플랜의 교정 기능을 점검하였다. 결과: 가상 영상을 렉셀감마플랜에 입력하고 정위좌표를 정의할 때 영상에 의한 등록 오차는 $0.1{\pm}0.1mm$로써 방사선수술에서 요구하는 오차 내에 있었다. x, y, z축 중 1개 축을 중심으로 $3^{\circ}$ 회전할 때 가능한 최대 오차는 2.6mm, 2개 축을 중심으로 $3^{\circ}$씩 회전할 때는 3.7mm, 3개축 모두에 대해 $3^{\circ}$씩 회전할 때는 4.5 mm이다. 이에 대해 영상의 회전을 교정하여 렉셀감마플랜에서 측정한 측정점들의 변위는 1 개축을 중심으로 회전하였을 때 $0.1{\pm}0.1mm$, 2 개 축의 경우 $0.2{\pm}0.2mm$, 3개축의 경우 $0.2{\pm}0.2mm$로서 회전의 영향을 보정하는 기능이 정확하게 작동하고 있음을 확인할 수 있었다. 결론: 방사선수술 치료계획 프로그램의 여러 소프트웨어적 기능을 점검하기 위한 가상 팬텀을 만들고 상용프로그램의 회전 오차 교정 기능을 점검한 결과 정확하게 작동하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 작성한 가상 팬텀은 치료계획 프로그램의 다른 여러 기능들을 점검하는 데도 사용될 수 있을 것이다.
The inverse kinematics of five-axis milling machines produce large errors near stationary points of the required surface. When the tool travels cross or around the point the rotation angles may jump considerably leading to unexpected deviations from the prescribed trajectories. We propose three new algorithms to repair the trajectories by adjusting the rotation angles in such a way that the kinematics error is minimized. Given the tool orientations and the inverse kinematics of the machine, we first eliminate the jumping angles exceeding ${\pi}$ by using the angle adjustment algorithm, leaving the jumps less than ${\pi}$ to be further optimized. Next, we propose to apply an angle switching algorithm to compute the rotations and identify an optimized sequence of rotations by the shortest path scheme. Further error reduction is accomplished by the angle insertion algorithm based an o special interpolation to obtain the required rotations near the singularity. We have verified the algorithms by five-axis milling machines, namely, MAHO600E at the CIM Lab of Asian Institute of Technology and HERMLE UWF902H at the CIM Lab of Kasetsart University.
A marine propeller is designed for preventing cavitation priority. Cavitation is a phenomenon which is defined as the vibration or noise by dropping the pressure on the high-speed rotation of the propeller. There has to be a enough thrust on the low-speed rotation for preventing cavitation. Thus, it has to be considered in the increasing of the number of blade and the angle of wing to design the propeller. In addition, flow resistance will be increasing by narrowing the width between blades. So high quality surface roughness of the hub to minimize flow resistance is required. Interference problems with tool and neighboring surfaces often take place from this kind of characteristics of the propeller. During 5-Axis machining of these propellers, the excessive local interference avoidance, necessary to avoid interference, leads to inconsistency of cutter posture, low quality of machined surface. Therefore, in order to increase the surface quality, it is necessary to minimize the cutter posture changes and create a continuous tool path while avoiding interference. This study, by using a MC-space algorithm for interference avoidance and a MB-spline algorithm for continuous control, is intended to create a 5-Axis machining tool path with excellent surface quality. Also, an effectiveness is confirmed through a verification manufacturing.
목적: 본 연구에서는 토릭소프트렌즈 피팅 시 회전방향 및 회전량과 각막난시도의 상관관계를 분석하였다. 방법: 20~30대, 전체난시 -0.75 D 이상의 직난시 114안을 대상으로 토릭소프트렌즈를 제조사의 가이드라인에 따라 피팅하고 정면주시 시와 응시방향을 달리하였을 때의 난시도와 회전방향 및 회전량과의 상관관계를 분석하였다. 또한 귀쪽과 코쪽으로 각각 $45^{\circ}$ 회전 시킨 후 회전복귀속도와 총 회전량을 각막난시도에 따라 비교 분석하였다. 결과: 각막난시도와 회전방향은 양의 상관관계를 나타내었으며, 각막난시도와 회전량 또한 양의 상관관계를 나타내었다. 한편, 응시방향에 따라 렌즈의 회전량이 상이하였으며 각막난시도와는 상관관계가 없었다. 각막난시도가 가장 높은 군에서 귀쪽과 코쪽으로 회전시킨 모든 경우에서 렌즈의 회전복귀속도가 가장 빨랐다. 결론: 토릭소프트렌즈의 최적의 축 안정화를 위하여 현재 전체난시만을 기준으로 처방되고 있는 피팅 가이드라인이 각막난시도를 고려하여 조정되어야 할 필요성이 있음을 제안한다.
Bowley, John Francis;Kaye, Elizabeth Krall;Garcia, Raul Isidro
The Journal of Advanced Prosthodontics
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제9권4호
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pp.278-286
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2017
PURPOSE. The aim of this study was to determine the influence of long base lengths of a fixed partial denture (FPD) to rotational resistance with variation of vertical wall angulation. MATERIALS AND METHODS. Trigonometric calculations were done to determine the maximum wall angle needed to resist rotational displacement of an experimental-FPD model in 2-dimensional plane. The maximum wall angle calculation determines the greatest taper that resists rotation. Two different axes of rotation were used to test this model with five vertical abutment heights of 3-, 3.5-, 4-, 4.5-, and 5-mm. The two rotational axes were located on the mesial-side of the anterior abutment and the distal-side of the posterior abutment. Rotation of the FPD around the anterior axis was counter-clockwise, Posterior-Anterior (P-A) and clockwise, Anterior-Posterior (A-P) around the distal axis in the sagittal plane. RESULTS. Low levels of vertical wall taper, ${\leq}10-degrees$, were needed to resist rotational displacement in all wall height categories; 2-to-6-degrees is generally considered ideal, with 7-to-10-degrees as favorable to the long axis of the abutment. Rotation around both axes demonstrated that two axial walls of the FPD resisted rotational displacement in each direction. In addition, uneven abutment height combinations required the lowest wall angulations to achieve resistance in this study. CONCLUSION. The vertical height and angulation of FPD abutments, two rotational axes, and the long base lengths all play a role in FPD resistance form.
Om Ariara Guhan, C.P.;Arthanareeswaran, G.;Varadarajan, K.N.;Krishnan, S.
Journal of Computational Design and Engineering
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제3권3호
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pp.198-214
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2016
Oval substrates are widely used in automobiles to reduce the exhaust emissions in Diesel oxidation Catalyst of CI engine. Because of constraints in space and packaging Oval substrate is preferred rather than round substrate. Obtaining the flow uniformity is very challenging in oval substrate comparing with round substrate. In this present work attempts are made to optimize the inlet cone design to achieve the optimal flow uniformity with the help of CATIA V5 which is 3D design tool and CFX which is 3D CFD tool. Initially length of inlet cone and mass flow rate of exhaust stream are analysed to understand the effects of flow uniformity and pressure drop. Then short straight cones and angled cones are designed. Angled cones have been designed by two methodologies. First methodology is rotating flow inlet plane along the substrate in shorter or longer axis. Second method is shifting the flow inlet plane along the longer axis. Large improvement in flow uniformity is observed when the flow inlet plane is shifted along the direction of longer axis by 10, 20 and 30 mm away from geometrical centre. When the inlet plane is rotated again based on 30 mm shifted geometry, significant improvement at rotation angle of $20^{\circ}$ is observed. The flow uniformity is optimum when second shift is performed based on second rotation. This present work shows that for an oval substrate flow, uniformity index can be optimized when inlet cone is angled by rotation of flow inlet plane along axis of substrate.
줄넘기는 줄을 돌리는 손동작과 뛰어오르는 동작이 결합된 운동으로 정확한 카운트를 위해서는 두 동작을 함께 고려해야 한다. 이전의 연구들에서는 단순 반복적인 운동인 윗몸일으키기, 팔굽혀펴기, 아령 운동과 함께 치부하여 하나의 동작만을 체크하여 카운트 하였다. 이것은 실제 줄넘기 동작과는 차이가 있으며 두 동작 중 하나의 동작만을 하고 있다면 확인해내지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 6축 가속도 자이로 센서를 이용하여 두 동작을 모두 확인하고 카운트하는 방법을 제안한다. 가속도 센서를 이용하여 뛰어오르는 동작을 확인하며 자이로 센서를 이용하여 손동작을 확인한다. 이때 확인되는 값의 파형을 이용하여 줄넘기 횟수를 카운트하게 된다. 제안하는 방법은 실제 실험을 통하여 카운트 방법의 성능을 확인할 수 있다.
The purpose of this study was to analyze the kinematic factors and throwing variables for the 3-turn and 4-turn techniques and for release as well as to provide technical advice for improving athletic performance in hammer throwing. Data analysis led to the following conclusions: To increase the rotation speed for the 3-turn and 4-turn techniques, the time elapsed during the 1-foot support period should be decreased the distance between the rotating foot and the rotation axis should be small and the height of the hip joint should be increased at the times of release The throwing angle at the moment of release should be more than 40 degrees, and the throwing position should be taken vertically high at the shoulder joints. To accelerate the motion of the hammer, the speed should not be reduced during the 1-foot support period but should be increased during the 2-foot support period for much greater acceleration. In the 3-turn technique, the angles of the shoulder axis and hummer string should be dragged angle at the maximum point and lead angle at the minimum point, and dragged angle at the maximum and minimum points in the 4-turn at the time of relase The upper body should be quickly bent backward, the knee angle should be extended, and the angles of the shoulder axis and hammer string should be dragged angle close to 90 degrees.
This paper proposes a real-time approach on the rotational motion estimation and correction for the roll stabilization of the sight system. This method first estimates a rotation center by the least-mean square algorithm based on the motion vectors of some feature points. And, then, a rotation angle is searched for a best matching block between a reference block image and seccessive input images using MPC(maximum pixel count) matching criterion. Finally, motion correction is performed by the bilinear interpolation technique. Various computer simulations show that the estimation performance is good and the proposed algorithm is a real-time implementable one to the TMS320C6415(500MHz) DSP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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