A convolution‐superposition dose calculation engine for GPUs
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Graphic processing units (GPUs) are increasingly used for scientific applications, where their parallel architecture and unprecedented computing power density can be exploited to accelerate calculations. In this paper, a new GPU implementation of a convolution/superposition (CS) algorithm is presented. METHODS: This new GPU implementation has been designed from the ground-up to use the graphics card's strengths and to avoid its weaknesses. The CS GPU algorithm takes into account beam hardening, off-axis softening, kernel tilting, and relies heavily on raytracing through patient imaging data. Implementation details are reported as well as a multi-GPU solution. RESULTS: An overall single-GPU acceleration factor of 908x was achieved when compared to a nonoptimized version of the CS algorithm implemented in PlanUNC in single threaded central processing unit (CPU) mode, resulting in approximatively 2.8 s per beam for a 3D dose computation on a 0.4 cm grid. A comparison to an established commercial system leads to an acceleration factor of approximately 29x or 0.58 versus 16.6 s per beam in single threaded mode. An acceleration factor of 46x has been obtained for the total energy released per mass (TERMA) calculation and a 943x acceleration factor for the CS calculation compared to PlanUNC. Dose distributions also have been obtained for a simple water-lung phantom to verify that the implementation gives accurate results. CONCLUSIONS: These results suggest that GPUs are an attractive solution for radiation therapy applications and that careful design, taking the GPU architecture into account, is critical in obtaining significant acceleration factors. These results potentially can have a significant impact on complex dose delivery techniques requiring intensive dose calculations such as intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and arc therapy. They also are relevant for adaptive radiation therapy where dose results must be obtained rapidly.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».