@ 2014.05.15 , 17:21

GPU应用在癌症治疗领域

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德克萨斯大学西南医疗中心的医用物理学家正在研究如何利用运算速度越来越快的GPU大幅度缩短放疗方案的计算时间。使用GPU计算后,不但时间缩短,计算精度也提高了。

带头采用这种新举措的是史蒂夫·姜(音)博士,他是德克萨斯大学医学物理和工程部门的主管。姜博士研究GPU在肿瘤领域的应用已经有好几年了,最早可以追溯到他在加州大学担任教授的时候。他断定以今天的显卡处理速度,以前需要70个小时才能完成的复杂质子放射疗法计算只需要短短10秒钟。

质子放疗使用一道质子光束对人体机型符合辐射剂量要求的特殊放射疗法,抛弃了传统的高能X射线疗法。两者的主要区别在于质子放疗不会影响肿瘤细胞周边的器官和健康组织,癌症病灶部位能接受更多放射。所以照射范围计算对准确度有非常高的需求,如果精度不够高,目标区域无法接受足够放射量,周围的健康组织反而会超剂量照射。

对目标区域进行计算是一项复杂且耗时的工程,但是如果不进行快速治疗,癌细胞很可能会扩散到其他区域,时间拖得太长的话,病人肿瘤的几何形状也会发生变化。

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个人电脑和游戏机里的普通用途GPU提供了两全其美的解决办法,得益于游戏市场对画面无止尽的需求,GPU比以前具有更逼真的图像处理和物理处理能力,更高的分辨率和更流畅的帧率,医生们现在可以既快又好地进行计算。
目前的GPU可以做到同时以几千条线程处理海量数据。同时,正是有了姜博士和其他科学家的辛苦开拓,人们可以借助GPU的运算能力在常规治疗中进行放疗剂量计算、放疗规划、高空间/时间分辨率图像处理、3D/4D断层摄影重构。

诸如天文学和计算机生物学等科学领域可以依靠分布式CPU获得算力,但是在临床环境中,需要尺寸更小成本更低的解决方案。而多线程的GPU 无疑是理想的方案。

本文译自 Gizmag,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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