基于OpenCL 的 DRR 算法优化研究

来源：计算机技术与发展杂志2018年第04期北京时间：

作者：田林琳;李莹

摘要：放射治疗计划系统(TPS)是为放疗患者制定放疗计划的特殊系统,对放射治疗的精度和效果有重要影响,是放射治疗的核心技术之一。 数字重建放射影像算法(DRR)是 TPS 中的关键算法,广泛用于实现射野验证、病人摆位等。 针对DRR 算法性能不能满足交互式和实时性的要求,提出了一种使用 OpenCL 技术对 DRR 算法进行并行加速的计算方法。 首先介绍了 DRR 算法在 TPS 系统中的重要性和 OpenCL 框架,接着在 DRR 算法的优化过程中以 X 射线衰减理论公式为基础,构建了 DRR 算法的串行版本作为算法优化的基准,分析了基于光线跟踪的 DRR 算法的特点,给出了算法的并行化方案,并结合 OpenCL 的存储器特性对并行算法进行了性能调优。 在 NVIDIA 平台对算法进行了实验和评测,结果显示,OpenCL 并行优化版本相对其串行版本加速约 36 倍左右,满足了系统的性能要求。

关键词：OpenCL;放射治疗计划系统;数字重建放射影像;光线跟踪;并行化