• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于 GPU 的用于电子-光子耦合输运的蒙特卡罗剂量计算代码的开发。

Development of a GPU-based Monte Carlo dose calculation code for coupled electron-photon transport.

机构信息

Department of Radiation Oncology, University of California San Diego, La Jolla, CA 92037-0843, USA.

出版信息

Phys Med Biol. 2010 Jun 7;55(11):3077-86. doi: 10.1088/0031-9155/55/11/006. Epub 2010 May 12.

DOI:10.1088/0031-9155/55/11/006
PMID:20463376
Abstract

Monte Carlo simulation is the most accurate method for absorbed dose calculations in radiotherapy. Its efficiency still requires improvement for routine clinical applications, especially for online adaptive radiotherapy. In this paper, we report our recent development on a GPU-based Monte Carlo dose calculation code for coupled electron-photon transport. We have implemented the dose planning method (DPM) Monte Carlo dose calculation package (Sempau et al 2000 Phys. Med. Biol. 45 2263-91) on the GPU architecture under the CUDA platform. The implementation has been tested with respect to the original sequential DPM code on the CPU in phantoms with water-lung-water or water-bone-water slab geometry. A 20 MeV mono-energetic electron point source or a 6 MV photon point source is used in our validation. The results demonstrate adequate accuracy of our GPU implementation for both electron and photon beams in the radiotherapy energy range. Speed-up factors of about 5.0-6.6 times have been observed, using an NVIDIA Tesla C1060 GPU card against a 2.27 GHz Intel Xeon CPU processor.

摘要

蒙特卡罗模拟是放射治疗中吸收剂量计算最准确的方法。但其效率仍然需要提高,特别是对于在线自适应放射治疗。在本文中,我们报告了我们最近在基于 GPU 的电子-光子耦合输运蒙特卡罗剂量计算代码方面的进展。我们已经在 CUDA 平台上的 GPU 架构上实现了剂量规划方法(DPM)蒙特卡罗剂量计算程序包(Sempau 等人,2000 年,《物理医学与生物学》,第 45 卷,第 2263-2291 页)。我们已经在水-肺-水或水-骨-水平板几何形状的体模中,针对原始的顺序 DPM 代码,对其进行了测试。在验证中,我们使用了 20 MeV 单能电子点源或 6 MV 光子点源。结果表明,我们的 GPU 实现对于放射治疗能区的电子和光子束具有足够的准确性。使用 NVIDIA Tesla C1060 GPU 卡与 2.27GHz Intel Xeon CPU 处理器相比,观察到的加速因子约为 5.0-6.6 倍。

相似文献

1
Development of a GPU-based Monte Carlo dose calculation code for coupled electron-photon transport.基于 GPU 的用于电子-光子耦合输运的蒙特卡罗剂量计算代码的开发。
Phys Med Biol. 2010 Jun 7;55(11):3077-86. doi: 10.1088/0031-9155/55/11/006. Epub 2010 May 12.
2
GPU-based fast Monte Carlo simulation for radiotherapy dose calculation.基于 GPU 的放射治疗剂量计算快速蒙特卡罗模拟。
Phys Med Biol. 2011 Nov 21;56(22):7017-31. doi: 10.1088/0031-9155/56/22/002. Epub 2011 Oct 21.
3
Evaluation of PENFAST--a fast Monte Carlo code for dose calculations in photon and electron radiotherapy treatment planning.评价 PENFAST——一种用于光子和电子放射治疗计划中剂量计算的快速蒙特卡罗代码。
Phys Med. 2010 Jan;26(1):17-25. doi: 10.1016/j.ejmp.2009.03.002. Epub 2009 Apr 1.
4
A GPU OpenCL based cross-platform Monte Carlo dose calculation engine (goMC).一种基于GPU OpenCL的跨平台蒙特卡洛剂量计算引擎(goMC)。
Phys Med Biol. 2015 Oct 7;60(19):7419-35. doi: 10.1088/0031-9155/60/19/7419. Epub 2015 Sep 9.
5
GMC: a GPU implementation of a Monte Carlo dose calculation based on Geant4.GMC:基于 Geant4 的蒙特卡罗剂量计算的 GPU 实现。
Phys Med Biol. 2012 Mar 7;57(5):1217-29. doi: 10.1088/0031-9155/57/5/1217. Epub 2012 Feb 14.
6
A deterministic partial differential equation model for dose calculation in electron radiotherapy.用于电子放射治疗剂量计算的确定性偏微分方程模型。
Phys Med Biol. 2010 Jul 7;55(13):3843-57. doi: 10.1088/0031-9155/55/13/018.
7
A particle track-repeating algorithm for proton beam dose calculation.一种用于质子束剂量计算的粒子轨迹重复算法。
Phys Med Biol. 2005 Mar 7;50(5):1001-10. doi: 10.1088/0031-9155/50/5/022. Epub 2005 Feb 17.
8
GPU-based Monte Carlo simulation for light propagation in complex heterogeneous tissues.基于图形处理器的蒙特卡罗模拟用于复杂异质组织中的光传播。
Opt Express. 2010 Mar 29;18(7):6811-23. doi: 10.1364/OE.18.006811.
9
A GPU implementation of EGSnrc's Monte Carlo photon transport for imaging applications.EGSnrc 蒙特卡罗光子传输在医学成像中的 GPU 实现。
Phys Med Biol. 2011 Nov 21;56(22):7145-62. doi: 10.1088/0031-9155/56/22/010. Epub 2011 Oct 25.
10
ARCHERRT - a GPU-based and photon-electron coupled Monte Carlo dose computing engine for radiation therapy: software development and application to helical tomotherapy.ARCHERRT——一种用于放射治疗的基于GPU且光子-电子耦合的蒙特卡罗剂量计算引擎:软件开发及其在螺旋断层放射治疗中的应用
Med Phys. 2014 Jul;41(7):071709. doi: 10.1118/1.4884229.

引用本文的文献

1
Review of GPU-based Monte Carlo simulation platforms for transmission and emission tomography in medicine.基于图形处理器(GPU)的医学传输与发射断层扫描蒙特卡罗模拟平台综述。
Phys Med Biol. 2025 Aug 29;70(17). doi: 10.1088/1361-6560/adfda7.
2
A phase space model of a Versa HD linear accelerator for application to Monte Carlo dose calculation in a real-time adaptive workflow.用于实时自适应工作流程中蒙特卡罗剂量计算的 Versa HD 线性加速器的相空间模型。
J Appl Clin Med Phys. 2022 Sep;23(9):e13663. doi: 10.1002/acm2.13663. Epub 2022 Jun 14.
3
Dose rate determination for preclinical total body irradiation.
临床前全身照射的剂量率确定。
Phys Med Biol. 2020 Sep 8;65(17):175018. doi: 10.1088/1361-6560/aba40f.
4
gPET: a GPU-based, accurate and efficient Monte Carlo simulation tool for PET.gPET:一种基于 GPU 的、准确高效的 PET 蒙特卡罗模拟工具。
Phys Med Biol. 2019 Dec 13;64(24):245002. doi: 10.1088/1361-6560/ab5610.
5
Quantitative predictions in small-animal X-ray fluorescence tomography.小动物X射线荧光断层扫描中的定量预测
Biomed Opt Express. 2019 Jul 3;10(8):3773-3788. doi: 10.1364/BOE.10.003773. eCollection 2019 Aug 1.
6
DPM as a radiation transport engine for PRIMO.DPM 作为 PRIMO 的辐射传输引擎。
Radiat Oncol. 2018 Dec 27;13(1):256. doi: 10.1186/s13014-018-1188-6.
7
New concept on an integrated interior magnetic resonance imaging and medical linear accelerator system for radiation therapy.用于放射治疗的集成式内部磁共振成像与医用直线加速器系统的新概念。
J Med Imaging (Bellingham). 2017 Jan;4(1):015004. doi: 10.1117/1.JMI.4.1.015004. Epub 2017 Mar 2.
8
Accelerated Monte Carlo simulation on the chemical stage in water radiolysis using GPU.利用图形处理器(GPU)对水辐射分解化学阶段进行加速蒙特卡罗模拟。
Phys Med Biol. 2017 Apr 21;62(8):3081-3096. doi: 10.1088/1361-6560/aa6246. Epub 2017 Mar 21.
9
Moving GPU-OpenCL-based Monte Carlo dose calculation toward clinical use: Automatic beam commissioning and source sampling for treatment plan dose calculation.将基于GPU-OpenCL的蒙特卡罗剂量计算推向临床应用:用于治疗计划剂量计算的自动射束调试和源采样
J Appl Clin Med Phys. 2017 Mar;18(2):69-84. doi: 10.1002/acm2.12049. Epub 2017 Feb 16.
10
Initial development of goCMC: a GPU-oriented fast cross-platform Monte Carlo engine for carbon ion therapy.goCMC的初步开发:一种面向GPU的用于碳离子治疗的快速跨平台蒙特卡罗引擎。
Phys Med Biol. 2017 May 7;62(9):3682-3699. doi: 10.1088/1361-6560/aa5d43. Epub 2017 Jan 31.