• 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

比较多核 CPU 和 GPU 在 C 臂 CT 数据的静态和运动补偿重建中的性能。

Comparing performance of many-core CPUs and GPUs for static and motion compensated reconstruction of C-arm CT data.

机构信息

Pattern Recognition Laboratory, Universität Erlangen-Nürnberg, 91058 Erlangen, Germany.

出版信息

Med Phys. 2011 Jan;38(1):468-73. doi: 10.1118/1.3525838.

DOI:10.1118/1.3525838
PMID:21361215
Abstract

PURPOSE

Interventional reconstruction of 3-D volumetric data from C-arm CT projections is a computationally demanding task. Hardware optimization is not an option but mandatory for interventional image processing and, in particular, for image reconstruction due to the high demands on performance. Several groups have published fast analytical 3-D reconstruction on highly parallel hardware such as GPUs to mitigate this issue. The authors show that the performance of modern CPU-based systems is in the same order as current GPUs for static 3-D reconstruction and outperforms them for a recent motion compensated (3-D+time) image reconstruction algorithm.

METHODS

This work investigates two algorithms: Static 3-D reconstruction as well as a recent motion compensated algorithm. The evaluation was performed using a standardized reconstruction benchmark, RABBITCT, to get comparable results and two additional clinical data sets.

RESULTS

The authors demonstrate for a parametric B-spline motion estimation scheme that the derivative computation, which requires many write operations to memory, performs poorly on the GPU and can highly benefit from modern CPU architectures with large caches. Moreover, on a 32-core Intel Xeon server system, the authors achieve linear scaling with the number of cores used and reconstruction times almost in the same range as current GPUs.

CONCLUSIONS

Algorithmic innovations in the field of motion compensated image reconstruction may lead to a shift back to CPUs in the future. For analytical 3-D reconstruction, the authors show that the gap between GPUs and CPUs became smaller. It can be performed in less than 20 s (on-the-fly) using a 32-core server.

摘要

目的

从 C 臂 CT 投影重建三维容积数据是一项计算密集型任务。硬件优化不是可选的,而是强制性的,因为它对性能要求很高,这对于介入图像处理,特别是图像重建至关重要。由于对性能的高要求,已经有几个小组在 GPU 等高度并行的硬件上发布了快速分析三维重建,以解决这个问题。作者表明,对于静态三维重建,现代基于 CPU 的系统的性能与当前的 GPU 相当,并且对于最近的运动补偿(三维+时间)图像重建算法,其性能优于 GPU。

方法

这项工作研究了两种算法:静态三维重建和最近的运动补偿算法。使用标准化的重建基准 RABBITCT 进行评估,以获得可比的结果和另外两个临床数据集。

结果

作者展示了一种参数 B 样条运动估计方案,其中导数计算需要对内存进行多次写操作,在 GPU 上性能不佳,可以从具有大型缓存的现代 CPU 架构中受益。此外,在一个 32 核英特尔至强服务器系统上,作者实现了使用的核心数量的线性扩展,并且重建时间几乎与当前的 GPU 相同。

结论

运动补偿图像重建领域的算法创新可能会导致未来重新转向 CPU。对于分析三维重建,作者表明 GPU 和 CPU 之间的差距已经缩小。使用 32 核服务器,它可以在不到 20 秒(实时)内完成。

相似文献

1
Comparing performance of many-core CPUs and GPUs for static and motion compensated reconstruction of C-arm CT data.比较多核 CPU 和 GPU 在 C 臂 CT 数据的静态和运动补偿重建中的性能。
Med Phys. 2011 Jan;38(1):468-73. doi: 10.1118/1.3525838.
2
A fast forward projection using multithreads for multirays on GPUs in medical image reconstruction.基于 GPU 的医学图像重建中多线程快速前向投影的多射线算法。
Med Phys. 2011 Jul;38(7):4052-65. doi: 10.1118/1.3591994.
3
Fast on-site Monte Carlo tool for dose calculations in CT applications.快速现场蒙特卡罗工具,用于 CT 应用中的剂量计算。
Med Phys. 2012 Jun;39(6):2985-96. doi: 10.1118/1.4711748.
4
A model based algorithm for perfusion estimation in interventional C-arm CT systems.基于模型的介入式 C 臂 CT 系统灌注估计算法。
Med Phys. 2013 Mar;40(3):031916. doi: 10.1118/1.4790467.
5
A nonvoxel-based dose convolution/superposition algorithm optimized for scalable GPU architectures.一种针对可扩展GPU架构进行优化的基于非体素的剂量卷积/叠加算法。
Med Phys. 2014 Oct;41(10):101711. doi: 10.1118/1.4895822.
6
Technical note: RabbitCT--an open platform for benchmarking 3D cone-beam reconstruction algorithms.技术说明:RabbitCT——一个用于对3D锥束重建算法进行基准测试的开放平台。
Med Phys. 2009 Sep;36(9):3940-4. doi: 10.1118/1.3180956.
7
Fully 3D list-mode time-of-flight PET image reconstruction on GPUs using CUDA.基于 CUDA 的 GPU 上完全 3D 列表模式飞行时间 PET 图像重建。
Med Phys. 2011 Dec;38(12):6775-86. doi: 10.1118/1.3661998.
8
Improving best-phase image quality in cardiac CT by motion correction with MAM optimization.利用 MAM 优化进行运动校正,提高心脏 CT 最佳相位图像质量。
Med Phys. 2013 Mar;40(3):031901. doi: 10.1118/1.4789486.
9
Multi-GPU implementation of a VMAT treatment plan optimization algorithm.容积调强放疗(VMAT)治疗计划优化算法的多图形处理器(Multi-GPU)实现
Med Phys. 2015 Jun;42(6):2841-52. doi: 10.1118/1.4919742.
10
Cardiac motion correction based on partial angle reconstructed images in x-ray CT.基于X射线CT部分角度重建图像的心脏运动校正
Med Phys. 2015 May;42(5):2560-71. doi: 10.1118/1.4918580.

引用本文的文献

1
Iterative Reconstruction of Micro Computed Tomography Scans Using Multiple Heterogeneous GPUs.使用多个异构图形处理器对微型计算机断层扫描进行迭代重建
Sensors (Basel). 2024 Mar 18;24(6):1947. doi: 10.3390/s24061947.
2
GPU-based high-performance computing for radiation therapy.基于 GPU 的放射治疗高性能计算。
Phys Med Biol. 2014 Feb 21;59(4):R151-82. doi: 10.1088/0031-9155/59/4/R151. Epub 2014 Feb 3.
3
Iterative reconstruction for x-ray computed tomography using prior-image induced nonlocal regularization.使用先验图像诱导的非局部正则化进行X射线计算机断层扫描的迭代重建。
IEEE Trans Biomed Eng. 2014 Sep;61(9):2367-2378. doi: 10.1109/TBME.2013.2287244. Epub 2013 Oct 24.