[Oral Presentation]在Archer平台开发质子放疗剂量计算快速蒙卡软件 - Presentation details

在Archer平台开发质子放疗剂量计算快速蒙卡软件
ID:106 Submission ID:33 View Protection:ATTENDEE Updated Time:2021-10-30 22:38:21 Hits:716 Oral Presentation

Start Time:2021-11-13 15:45 (Asia/Shanghai)

Duration:15min

Session:[PS1] Plenary Session 1 [RT1] Workshop on RT Session 1

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Abstract

目的:通过OpenMP多核编程工具与简化的质子输运物理过程,在Archer平台上开发一款CPU版本快速的质子放疗辐射剂量计算的蒙卡软件,在计算速度显著提高的同时,保持其计算准确度。
方法:膜体包括CT与量程位移器,CT通过Schneider方法转换为材料,量程位移器的材料为PC聚碳酸酯,且简化为半无限大圆柱。物理过程考虑库伦散射、电离、核反应。对于次级粒子,忽略中性粒子对剂量的影响,带电粒子能量直接沉积,只追踪次级质子。质子源参数如平均能量、能散等通过对比水箱里计算的IDD曲线与质子加速器的测量值,调试得到。本文先模拟了纯水箱、纯骨头、半水箱半骨头三种情况,对比该软件与通用蒙卡Topas的能量分布,验证物理模型的准确性。然后通过模拟头、胸、腹三个病例,验证该软件建模的准确性与加速的有效性。在速度评估时,该软件运行环境为window10平台,其CPU型号为Intel(R) Core(TM) i7-6700(4核8线程)。Topas运行环境为linux,其有两块型号英特尔Xeon(R)CPU E5-2698 v4 的CPU,共80个线程。
结果:前三种情况平均全局相对误差分别为 0.097%,0.095%,0.11%,说明该物理模型的计算准确度高。后三个病例的gamma通过率3mm/3%均大于98%,2mm/2%均大于95%,可见该软件的计算精度满足临床要求。时间对比上,这三个病例比Topas快18倍以上。
结论: 目前该质子蒙卡软件的剂量计算速度已远远快于Topas,同时其计算的精度能符合临床的要求。下一步将开发GPU版本,使计算速度近一步提高。

Keywords
质子放疗,快速蒙卡,OpenMP
Speaker
仕军 李
中国科学技术大学核医学物理研究所

Submission Author
仕军 李 中国科学技术大学核医学物理研究所
博 程 中国科学技术大学核医学物理研究所
曦 裴 中国科学技术大学核医学物理研究所;安徽慧软科技有限公司
晓明 卢 中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心
榭 徐 中国科学技术大学核医学物理研究所;中国科学技术大学附属第一医院放疗科
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Important Dates

Abstract submission date:

2021-08-31

2021-10-25

Full paper submission date:

2021-09-15

2021-10-25

Notification of acceptance date: 

2021-09-30

2021-11-01

Conference date: 2021-11-12~2021-11-14

 

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