【摘 要】
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目的:蒙特卡洛模拟被认为是目前为止在放疗剂量计算领域最为精确的算法。同时，EGSnrc是目前在医学物理领域应用最为广泛的程序，但是，因为蒙卡程序过长的执行时间，使得其在日常临
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目的:蒙特卡洛模拟被认为是目前为止在放疗剂量计算领域最为精确的算法。同时，EGSnrc是目前在医学物理领域应用最为广泛的程序，但是，因为蒙卡程序过长的执行时间，使得其在日常临床应用当中遇到了很大的障碍。为了克服这一障碍，我们开发了一个基于GPU的蒙特卡洛模拟程序，GEGS，以期为放疗计量计算提供一个高效和低成本的蒙卡程序。 方法:在GEGS，EGSnrc的核心物理过程以及粒子输运机制都完整移植到了CUDA平台。同时，我们给出了两种不同的并行机制——EGSnrc原始的基于粒子类型的模拟(GEGS-PBP)以及一种新的基于粒子反应过程的新机制(GEGS-IBI)，这个新机制的提出是为了处理CUDA并行中遇到的线程发散问题。GEGS在一块英伟达Tesla C2050显卡上。同时用五种不同的模体以及3种不同的入射源进行验证。三种源分别为6MV光子，18MV光子以及20MV电子。模拟的结果同时和CPU版本的EGSnrc进行比对。 结果:模体实验的结果证实GEGS-IBI相对于EGSnrc加速可达24.6到49.0之间。同时，模拟实验结果显示GEGS-IBI的比GEGS-PBP加速达到3.8倍。同时，GEGS剂量分布计算结果显示其和EGSnrc符合非常好。计算结果的方差在高剂量区域(D＞Dmax)小于0.5％，计量误差经过Dmax归一化之后，其和EGSnrc的误差小于1％的比率在占整个区域的90％以上。 结论:基于物理过程的新的模拟机制使用之后，GEGS执行效率大大提高，同时并未牺牲模拟的精度。鉴于GEGS的速度以及精度的优点，GEGS在未来的临床应用中有着广阔的前景。
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