期刊简介
本刊是国际医学物理学组织（ZOMP）的成员——中国医学物理学会会刊，是国内唯一全面涉及医学物理学各分支学科领域、国内外公开发行的专业性学术双月刊。读者对象是各大医院从事医学物理及相关人员、广大从事医学物理学学科研究的教学工作者以及医学物理学、生物物理学、生物工程学、医学和应用物理学等专业的工作者及博士、硕士研究生。
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首页>中国医学物理学杂志
- 杂志名称：中国医学物理学杂志
- 主管单位：南方医科大学
- 主办单位：南方医科大学;中国医学物理学会
- 国际刊号：1005-202X
- 国内刊号：44-1351/R
- 出版周期：双月刊
期刊荣誉：中国科学引文数据库来源期刊期刊收录：国家图书馆馆藏, 万方收录(中), 上海图书馆馆藏, 知网收录(中), 统计源核心期刊(中国科技论文核心期刊), CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版), 维普收录(中)
基于GPU的蒙特卡洛放疗剂量模拟
司森；吴鑫全；包尚联；黄斐增
关键词：放射治疗, 蒙特卡洛模拟, GPU, EGSnrc
摘要：目的:蒙特卡洛模拟被认为是目前剂量计算方面为精确的算法,但是因为其模拟时间过长,在临床应用上受到限制.EGSnrc作为目前在医学物理领域应用为广泛的蒙特卡洛模拟软件,因为其过长的执行时间,其在临床方面的应用受到很大限制.为了克服这一障碍,我们开发了一个基于GPU的蒙特卡洛模拟程序,以期为放疗计量提供一个高效和低成本的蒙卡程序.方法:本文给出了一种基于GPU(Graphic Processing Unit)的蒙特卡洛模拟的新方法,开发语言是CUDA 5.0,将目前为通用的蒙特卡洛程序EGSnrc移植到GPU平台,保留EGSnrc的核心物理过程以及输运过程的算法,这可以在大限度保持原来EGSnrc模拟精度的前提下,极大地提高蒙特卡洛模拟的效率.GPU版本的蒙特卡洛模拟程序运行在一块英伟达Tesla C2050显卡上.GPU版本的EGSnrc精度的验证采用了纯水模体,同时,入射的射线我们选择为6 MV的光子.为了进一步检验GPU版本的EGSnrc的精度,我们进行了一个逐体素的检验,检验结果显示,GPU版本的EGSnrc和EGSnrc符合的很好.结果:终实验结果表明,在模拟20亿个相空间事例的情况下,使用NVIDIA Tesla C2050显卡,新的基于GPU的蒙特卡洛程序的速度比在单核的Intel Xeon 2.0 GHz CPU上的模拟速度提高了43倍,且其精度与EGSnrc的精度相当.计算结果的方差在高剂量区域(D＞Dmax)小于0.5％,计量误差经过Dmax归一化之后,其和EGSnrc的误差小于1％的比率在占整个区域的90％以上.结论:通过此新程序表明,基于GPU的蒙特卡洛算法可以极大地提高蒙特卡洛程序的运行效率,与此同时,GPU版本的EGSnrc在大程度上保持了EGSnrc的模拟精度.考虑到GPU版本的EGSnrc程序的速度以及精度优势,其在未来的临床应用中有着巨大的前景.
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