放射治療技術(shù)是目前惡性腫瘤的一種局部治療手段,廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學治療。精準快速的劑量計算過程是放射治療計劃系統(tǒng)具有可行性的必要條件。針對傳統(tǒng)筆形束核劑量計算過程復(fù)雜,速度較慢的問題,本課題提出一種減少算法復(fù)雜度的快速劑量計算方法,并對該方法中比較復(fù)雜的等效深度計算和劑量疊加部分進行GPU加速。在計算精度基本一致的情況下,加快了劑量計算的速度。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）基于筆形束核的劑量計算新方法研究。傳統(tǒng)的筆形束核劑量算法以能量沉積點為中心來計算劑量分布,大量的時間用來計算不同射束的能量核軸線與體素的相交情況,計算過程復(fù)雜,速度較慢。因此,本文提出一種新算法,即在球殼坐標系下,利用射束在不同球殼層的碰撞點處軸線與體素相交情況的相似性,以碰撞點為中心計算劑量分布。首先利用模體和能譜信息得到筆形束核深度分量和側(cè)向分量的相關(guān)參數(shù),同時提前計算射野范圍內(nèi)每條射束在初始球殼層碰撞點處不同方向軸線與體素的相交情況。其次將初始球殼層深度與其它球殼層深度的比值作為校正因子得到其他層碰撞點處軸線與體素的相交情況。最后在球殼坐標系中計算不同射束在碰撞點處的劑量分布。實驗結(jié)果表明,與傳統(tǒng)筆形束核劑量算法... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 放射治療
        1.2.2 劑量計算
        1.2.3 GPU在放療中的應(yīng)用
    1.3 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 放射治療基礎(chǔ)理論介紹
    2.1 放射治療背景
    2.2 放射治療計劃系統(tǒng)
    2.3 劑量計算方法介紹
        2.3.1 能量沉積物理過程
        2.3.2 劑量計算算法分類
        2.3.3 基于核模型的劑量計算分類
    2.4 本章小結(jié)
第三章 劑量計算新方法
    3.1 筆形束劑量計算
    3.2 基于筆形束核的劑量計算新方法
        3.2.1 獲取核函數(shù)
        3.2.2 劑量計算
        3.2.3 改進算法
    3.3 實驗結(jié)果討論與分析
        3.3.1 實驗材料
        3.3.2 水模體結(jié)果
        3.3.3 肺阻塊模體和骨阻塊模體結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 GPU加速新算法
    4.1 GPU在劑量計算中的應(yīng)用
    4.2 GPU加速在本文算法中的應(yīng)用
        4.2.1 GPU加速新算法
        4.2.2 實驗結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]CUDA在高性能計算中的應(yīng)用[D]. 田力.浙江大學 2008



本文編號：3445109