用CUDA实现放射治疗中剂量的快速计算

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剂量计算是放射治疗计划系统的关键技术之一,它既要有较高的计算精度又要有较快的计算速度。有限笔束(FSPB)算法是目前放射治疗计划系统大多采用的光子线剂量计算算法,其计算速度尚不能达到实时治疗计划程度。本文采用图形处理器(GPU),对FSPB算法中最耗时的部分实现了基于GPU并行化计算,与基于中央处理器(CPU)的计算相比,在中低端GPU(Geforce GT320)上,剂量计算速度提高可达25~35倍,在较高端GPU(TeslaC1060)上计算速度提高可达55~100倍,计算效率完全可用于实时治疗计划中的剂量计算。 Dose calculation is one of the key technologies of radiotherapy planning system, which not only has higher calculation accuracy but also faster calculation speed. The finite pencil (FSPB) algorithm is the photon dose calculation algorithm mostly used in the radiotherapy planning system at present, and its calculation speed can not reach the real-time treatment plan. In this paper, the graphics processor (GPU) is used to realize GPU-based parallel computing for the most time-consuming part of the FSPB algorithm. Compared with CPU-based computing, on the low-end GPU (Geforce GT320) Dosage calculations can be up to 25- to 35-fold faster and up to 55-100x more computationally on the higher-end GPU (TeslaC1060), making the computational efficiency fully available for dose calculations in real-time treatment programs.
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