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High speed Monte Carlo dose calculation using hardware acceleration

Research Project

Project/Area Number 19790887
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Radiation science
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

MYOUJOUYAMA Atushi  Tokyo Metropolitan University, 人間健康科学研究科, 准教授 (90347279)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,060,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords放射線治療物理学 / モンテカルロ法 / GPGPU / 並列計算 / 可逆データ圧縮 / 線量分布計算 / 医療・福祉 / 放射線 / シミュシーション工学 / ハイバフォーマンス・コンビューテイング / 放射線治療学
Research Abstract

本研究では医療用に用いられる直線加速装置を対象とし,モンテカルロ法による3次元線量分布計算をCPUの持つSIMD機能、GPUのプログラム機能を積極的に用いて,計算精度を損なうことなく1PC当たりの計算速度を従来の20倍に高速化するシステムを開発した。本手法により1シミュレーションにかかる時間が8時間から20分程度とすることが可能となった。また,階層型可逆圧縮アルゴリズムをGPU内で行うことにより6台以上の並列計算においてもほぼ直線的に計算速度を向上させることを可能とした。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2008 2007

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Reference dosimetry condition and beam quality correction factor for CyberKnife beam2008

    • Author(s)
      Toru Kawachi, Hidetoshi Saitoh, Mitsuhiro Inoue, Tetsurou Katayose, Atsushi Myojoyama, Kazuo Hatano
    • Journal Title

      Med. Phys. 35(10)

      Pages: 4591-4598

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      2008 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reference dosimetry condition and beam quality correction factor for CyberKnife beam2008

    • Author(s)
      Toru Kawachi, Hidetoshi Saitoh, Mitsuhiro Inoue, Tetsurou Kata yose, Atsushi Mvoiovama, Kazuo Hatano
    • Journal Title

      Medical Physics 35(10)

      Pages: 4591-4598

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ユーザービームによる相対電位計校正定数の検討2008

    • Author(s)
      畑中星吾, 藤崎達也, 明上山温, 平岡武, 齋藤秀敏
    • Journal Title

      Jpn. J. Med. Phys. Vol.27, No.3

      Pages: 129-135

    • NAID

      10024347383

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      2008 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 放射線治療の高度化のための超並列シミュレーションシステム2007

    • Author(s)
      斎藤公明,齋藤秀敏,国枝悦夫,成田雄一郎,明上山温,他18名
    • Journal Title

      情報処理 Vol.48, No.10, 通巻512号

      Pages: 1081-1088

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電子線照射による鉄遮蔽材からの光中性子発生効率に関よる検討2007

    • Author(s)
      藤田 幸男, 薺藤 秀敏, 明上 山温
    • Journal Title

      日本医学物理学会誌 27,Supplement2

      Pages: 185-186

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      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高精度線量分布のためハードウェアによる高速モンテカルロ計算2007

    • Author(s)
      明上 山温, 薺藤 秀敏
    • Journal Title

      FIT2007 第6回情報科学技術フォーラム講演諭文集 (CD-ROM)

      Pages: 2-2

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  • [Journal Article] リニアックのX線焦点サイズおよび形状の測定2007

    • Author(s)
      畑中 星吾, 薺藤 秀敏, 藤崎 達也, 阿部 慎司, 明上 山温, 薺藤 公明
    • Journal Title

      日本医学物理学会誌 27,Supplement4

      Pages: 59-59

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      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] γ評価法を用いた3次元的コミッショニングの検討2007

    • Author(s)
      鈴木 祐也, 薺藤 秀敏, 藤秀 敏, 藤田 幸男, 明上 山温, 薺藤 公明
    • Journal Title

      日本腫瘍学会第20回学術大会報文集 19,suppleent1

      Pages: 233-233

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  • [Journal Article] ハードウェア並列処理による高精度三次元線量分布計算2007

    • Author(s)
      明上 山温, 薺藤 秀敏
    • Journal Title

      日本腫瘍学会第20回学術大会報文集 19,suppleent1

      Pages: 257-257

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  • [Presentation] 高速モンテカルロ計算の精度に関する検討2008

    • Author(s)
      明上山温,齋藤秀敏
    • Organizer
      The Journal of JASTRO
    • Place of Presentation
      札幌(北海道)
    • Year and Date
      2008-10-17
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  • [Presentation] 高速モンテカルロ計算の精度に関する検討2008

    • Author(s)
      明上山温, 齋藤秀敏
    • Organizer
      The Journal of JASTRO, Vol.20, Supplementl
    • Place of Presentation
      札幌(北海道)
    • Year and Date
      2008-10-17
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  • [Presentation] GPU-Based Monte Carlo Calculation for Accurate 3D Dose Distribution2008

    • Author(s)
      Atsushi Myojoyama, Hidetoshi Saitoh
    • Organizer
      The 5th Korean-Japan Joint Meeting on Medical Physics
    • Place of Presentation
      済州島(韓国)
    • Year and Date
      2008-09-10
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      2008 Annual Research Report 2008 Final Research Report
  • [Presentation] ハードウェア高速化によるモンテカルロ線量分布計算システム2008

    • Author(s)
      明上山温,齋藤秀敏
    • Organizer
      医学物理Sup.2
    • Place of Presentation
      横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2008-04-06
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  • [Presentation] ハードウェア高速化によるモンテカルロ線量分布計算システム2008

    • Author(s)
      明上山温, 齋藤秀敏
    • Organizer
      医学物理Sup2, Vol-28, Supplement No.2
    • Place of Presentation
      横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2008-04-06
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  • [Presentation] ハードウェア並列処理による高精度三次元線量分布計算2007

    • Author(s)
      明上山温,齋藤秀敏
    • Organizer
      日本腫瘍学会第20回学術大会報文集
    • Place of Presentation
      福岡市(福岡県)
    • Year and Date
      2007-12-14
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] ピテオカードを用いた3次元線量分布の高速計算2007

    • Author(s)
      明上 山温, 薺藤 秀敏
    • Organizer
      第17回日本保健科学学会学術集会抄録集, C-8, 33
    • Place of Presentation
      首都人学東京(東京)
    • Year and Date
      2007-09-08
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高精度線量分布のためのハードウェアによる高速モンテカルロ計算2007

    • Author(s)
      明上山温,齋藤秀敏
    • Organizer
      FIT2007 第6回情報科学技術フォーラム講演論文集
    • Place of Presentation
      豊田市(愛知県)
    • Year and Date
      2007-09-07
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      2008 Final Research Report
  • [Book] 放射治線療の高度のための超並列シミュレーションシステム2007

    • Author(s)
      薺藤 公明, 薺藤 秀敏, 国枝 悦夫, 成田 雄一郎, 明上 山温, 他18名
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      情報処理,Vol.48,No.10,通巻512号
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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