Sugárterápiás Monte Carlo szimulációs kód fejlesztése GPU architektúrára teleterápiás alkalmazások esetén

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2016/17/2.
Témavezető: 
Név: 
Légrády Dávid
Email cím: 
legrady@reak.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
NTI
Beosztás: 
egy. docens
Hallgató: 
Név: 
Berczédi Balázs
Képzés: 
Fizika BSc - alkalmazott fizika
Elvárások: 
Monte Carlo ismeretek, programozási ismeretek
Leírás: 
A sugárterápia sarkalatos kérdése, hogy milyen módon lehet a tumor
térfogatára a megfelelően nagy dózist leadni azzal a feltétellel, hogy
az egészséges szövetek – legfőképpen a védett szervek – által
elszenvedett dózisterhelés minimális legyen. Ezzel kapcsolatban több
probléma is felmerül. Az egyik, hogy a szerveket, szöveteket érő dózis
meghatározása milyen közelítésekkel történik. Ebben a tekintetben az
utóbbi évek kutatásai jelentős eredményeket hoztak. Bizonyítást nyert,
hogy a  korábbi  –  és  a  tervezőrendszerekben  jelenleg  is
általánosan  alkalmazott  –  egyszerű  fizikai megközelítéseket
alkalmazó módszerekkel ellentétben nagypontosságú Monte Carlo
számítások alkalmazhatók, mivel a GPU programozás segítségével az
MC-algoritmusok viszonylag gyorsan lefuttatható programokká
alakíthatók.

A szakdolgozat keretein belül a jelentkező feladata a Nukleáris
Technika Intézetben született GPU alapú Monte Carlo kódok (PET
képrekonstrukció, brachyterápiás szimulációs program, iteratív CT
rekonstrukció)  példáira  támaszkodva,  hogy  egy  GPU  alapú,
párhuzamos  nyaláb  forrású fotonszimulációs  kódot  hozzon  létre
teleterápiás  besugárzás  modellezésére  egyszerű  fantom
geometriákban.  A  modellezett  forrás  energiaspektrumának
figyelembe  kell  vennie  a  lineáris gyorsítókban létrejövő fékezési
sugárzás keltette fotonok spektrumát.

A dolgozat készítése során  ki  kell alakítani  egy a GPU
architektúrához illeszkedő algoritmust, ügyelve a korábbi  Monte
Carlo  motorok  energiatartományánál  magasabb  energián jelentkező
párkeltési jelenségre, illetve az if-else elágazások számának
minimalizálására.