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Accélération du calcul de la dose en radiothérapie sur processeurs graphiques

Sami Hissoiny

Master's thesis (2009)

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Abstract

The project presented here is related to treatment planning in radiotherapy. Moreprecisely, it is a mean of finding the configuration of irradiation, in terms of dosage,which will be able to answer the amount prescribed by the radio oncologist and this, in away faster than the data-processing techniques used at present at the department ofradio-oncology of the Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM). Thecomputing time is at present of in the order of one minute for a precise calculation andwe want to bring this time to the order of a second.The dose calculation module is part of a complete treatment planning software, PLUNC,developed at the University of North Carolina. Our application uses the computingpower which is available with the use of graphics hardware to complete most of thework. The CUDA platform,by nVidia, is used to program the graphics hardware. Thecalculation of the dose consists in determining the quantity of primary and secondaryradiation to each unit of volume (voxel) forming the model of the patient. The datanecessary to carry out this calculation are the density in all voxels forming the patientand a precise and detailed characterization of the irradiation beam as well as the raywhich is produced.

Résumé

Le projet présenté a trait à la planification de traitement en radiothérapie. Plusprécisément, il a comme objectif de calculer la dose étant donné une configurationd'irradiation pour vérifier que celle-ci est conforme à la dose prescrite par le médecintraitant, et ce, de façon plus rapide que les techniques informatiques utiliséesprésentement. Le temps de calcul pour une dose complète est présentement de quelquesminutes pour un calcul précis et on veut ramener ce délai à quelques secondes.Un module de calcul a été développé et inséré dans un logiciel de planification detraitement complet, PlanUNC, développé à l'Université de Caroline du Nord. Le moduledéveloppé utilise la puissance de calcul d'une carte graphique pour réaliser la majeurepartie du travail numérique. La plateforme CUDA de nVidia a été utilisée pourprogrammer la carte graphique.Le calcul de la dose consiste à déterminer la quantité de radiation primaire et secondaireà chaque unité de volume (voxel) représentant le modèle du patient tel qu'obtenu parune modalité d'imagerie médicale. Les données nécessaires pour réaliser ce calculsont la densité de chaque voxel représentant le patient et les caractéristiques del'accélérateur linéaire utilisé pour l'irradiation (énergie, spectre, collimation, etc.).
Department: Department of Computer Engineering and Software Engineering
Program: Génie informatique
Academic/Research Directors: Philippe Després, Benoît Ozell
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/134/
Institution: École Polytechnique de Montréal
Date Deposited: 15 Oct 2009 09:35
Last Modified: 13 Nov 2022 12:06
Cite in APA 7: Hissoiny, S. (2009). Accélération du calcul de la dose en radiothérapie sur processeurs graphiques [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/134/

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