DPM程序并行化及在調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf

1、目前我國癌癥死亡已位居各類死因的第一位，在世界上每年有近1000萬新發(fā)癌癥患者，僅中國每年有約200萬新發(fā)癌癥患者，其中約150萬人死于癌癥，癌癥正成為新世紀(jì)第一殺手。放射治療、手術(shù)治療和化學(xué)治療是治療惡性腫瘤的三大手段，至少70％的腫瘤病人需要接受不同程度的放射治療。
　　調(diào)強(qiáng)適形放射治療(IMRT)是在三維適形放射治療（3D-CRT）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的精確放療技術(shù)，該技術(shù)大大提高了惡性腫瘤的控制率，同時(shí)最大程度地降低正常組織并發(fā)

2、癥發(fā)生率，是目前臨床上應(yīng)用最廣的放射治療技術(shù)之一。放療過程中病人受照劑量的快速精確模擬與驗(yàn)證是保證放療療效的重要因素。
　　本論文基于MPI并行技術(shù)實(shí)現(xiàn)了蒙特卡羅程序DPM的并行化，實(shí)現(xiàn)了調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃中基于蒙特卡羅程序DPM的快速精確的劑量驗(yàn)證功能。研究并修改了DPM程序的隨機(jī)數(shù)使用方式及能量沉積公式，使DPM串行程序具有良好的并行性。DPM并行化的主要流程是:首先，主處理器讀取DPM輸入文件信息并播發(fā)這些輸入文件信息，根據(jù)總進(jìn)程

3、數(shù)動(dòng)態(tài)分配每個(gè)處理器的計(jì)算任務(wù)（模擬粒子數(shù)）和隨機(jī)數(shù);其次，從處理器讀取輸入文件信息，完成系統(tǒng)的初始化，開始粒子抽樣及輸運(yùn)過程，并將體模中的能量沉積信息寫入緩沖池;最后，從處理器將體模中的能量沉積信息歸并到主處理器中的能量沉積函數(shù)，主處理器實(shí)現(xiàn)體模中所有沉積能量的后處理，最終得到體模中感興趣區(qū)域的劑量沉積信息并輸出結(jié)果。
　　通過對(duì)比測(cè)試均勻水模和臨床病例發(fā)現(xiàn)，DPM并行程序的計(jì)算結(jié)果與串行程序的劑量計(jì)算結(jié)果一致，可以用并行程序的