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基于GPU的蒙特卡洛放疗剂量并行计算
  • ISSN号:1005-202X
  • 期刊名称:中国医学物理学杂志
  • 时间:2012
  • 页码:3715-3717
  • 分类:TL503.453[核科学技术—核技术及应用]
  • 作者机构:[1]北京大学医学物理和工程北京市重点实验室,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基金(N0.11175007)
  • 相关项目:蒙特卡罗方法在外照射X(γ)射线放射治疗计划中的临床应用研究
中文摘要:

目的:蒙特卡洛模拟在放疗剂量计算领域被广泛视为最精确的计算方法,但对于日常的临床应用,其效率仍有较大提升需求和空间。方法:本文会呈现放疗剂量计算领域的最新成果-维持相同的粒子输运原理的同时,使用CUDA语言,利用显卡的GPU(GraphicProcessingUnit)并行处理蒙特卡洛计算中的主要过程,计算光子剂量沉积。这样既可以保证不失去蒙卡模拟的精度.又可以极大地提高运算速度。结果:实践表明在使用NVIDIAGTX4601GDDR5plusINTELi52300的硬件设备,在GPU上并行计算蒙特卡洛放疗剂量沉积时.计算100万个光子剂量沉积时加速因子达到116.6,处理1000万光子入射,加速因子可达127.5。结论:本文中利用显卡GPU运行CUDA语言对放疗剂量计算进行模拟,是一种可以大幅有效提高剂量计算效率方法。

英文摘要:

Objective: Monte Carlo simulation is commonly considered to be the most accurate dose calculation method in radiotherapy. However, its efficiency still requires improvement for many routine clinical applications.Methods: This paper will present recent progresses in GPU-based Monte Carlo dose calculation. We utilizes the parallel computation ability of a GPU to achieve high efficiency, while maintaining the same particle transport physics as in the original Monte Carlo simulation code and therefore obtains the same level of simulation accuracy. Results: Our research results show that using an NVIDIA GTX460 GPU card against an INTEL i5 2300 in computing a one-million sample with all 336 processor cores working together, speed-up factors can be as high as 116.6,as for a ten-million situation,even obtain a result as high as 127.5. Conclusions:Using GPU and CUDA to process a Monte Carlo simulation can highly improve the efficiency of dose calculation.

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期刊信息
  • 《中国医学物理学杂志》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:第一军医大学
  • 主办单位:中国医学物理学会
  • 主编:胡逸民
  • 地址:广州市同和南方医科大学生物医学工程系
  • 邮编:510515
  • 邮箱:yxwl@263.net.cn;yxwl@fimmu.com
  • 电话:020-61648280
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-202X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1351/R
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中国科学引文数据库来源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊
  • 被引量:6590