基于Monte Carlo模拟的快速有限笔束算法研究

提出一种基于Monte Carlo模拟的快速有限笔束算法(finite size pencil beams,FSPB),并根据有限笔束的核心思想,利用Monte Carlo模拟的多角度1cm×1cm野剂量分布数据,对不同入射角度的有限笔束的剂量分布数据进行直接矩阵存储,完全束的剂量分布基于原始数据的叠加得到.基于若干算例,比较分析了本算法计算结果与Monte Carlo直接模拟的实际剂量分布,其精度和速度达到预期效果.本算法为IMRT逆向计划过程的剂量计算又增加了一种算法选择.

IMRT中快速有限笔束算法的比较研究

IMRT逆向治疗计划中,速度和精度是IMRT对剂量计算算法的基本和主要要求.直接存储的矩阵有限笔束算法在精度上有其优势,但是计算速度稍慢.基于若干典型算例,比较分析了曲线拟合法和直接数据存储法两种算法在计算精度和速度上的特点,结果显示曲线拟合法速度快,但是精度略低,而直接数据存储法速度慢、精度高.比较结果为IMRT逆向计划过程的剂量计算提供更多算法选择依据,根据系统对算法的要求可以灵活选用这两种算法.

用CUDA实现放射治疗中剂量的快速计算

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。有限笔柬（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（GeforceGT320）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。