УДК: 519.245 535.34 535.36

Моделирование распространения излучения в неоднородных средах с использованием вычислений на графических процессорах

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Кривцун А.М., Сетейкин А.Ю. Моделирование распространения излучения в неоднородных средах с использованием вычислений на графических процессорах // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 9. С. 8–13.

Krivtsun A. M., Seteĭkin A. Yu. Modelling the propagation of radiation in inhomogeneous media using computations on graphical processors [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2012. V. 79. № 9. P. 8–13.

Ссылка на англоязычную версию:

A. M. Krivtsun and A. Yu. Seteĭkin, "Modelling the propagation of radiation in inhomogeneous media using computations on graphical processors," Journal of Optical Technology. 79(9), 534-537 (2012). https://doi.org/10.1364/JOT.79.000534

Аннотация:

В работе рассмотрен ряд вопросов, возникающих при расчете распространения оптического излучения в биологических средах. Получены результаты моделирования для сред с различным набором оптических параметров, включая шестислойную модель кожи человека. Представлен подход для повышения вычислительной эффективности используемого метода.

Ключевые слова:

метод Монте-Карло, воксел, анизотропия, рассеивание, статистический вес

Коды OCIS: 260.0260, 170.3660

Список источников:

1. Ishimaru A. Wave propagation and scattering in random media. N.Y.: Academic Press, 1978. 600 p.
2. Hielscher A.H., Alcouffe R.E., Barbour R.L. Comparison of finite-difference transport and diffusion calculations for photon migration in homogeneous and heterogeneous tissues // Physics in Medicine and Biology. 1998. V. 43. № 5. P. 1285–1302.
3. Welch A.J., van Gemert M.J.C. Optical-thermal response of laser irradiated tissue. N.Y.: Plenum Publishing Corporation, 1995. 952 p.

4. Page A.J., Coyle S., Keane T.M., Naughton T.J., Markham C., Ward T. Distributed Monte Carlo simulation of light transportation in tissue // Proc. 20th IEEE International Parallel & Distributed Processing Symposium. 2006. 254 p.
5. Romero L.F., Trelles O., Trelles M.A. Real-time simulation for Laser-Tissue Interaction Model // Parallel Computing: Current & Future Issues of High-End Computing, Proceedings of the International Conference ParCo – 2005. NIC Series. №. 33. P. 415–422.
6. Wang L.H., Jacques S.L. MCML – Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues // Computer Methods and Programs in Biomedicine. 1995. V. 47. P. 131–146.
7. Boas D., Culver J., Stott J., Dunn A. Three dimensional Monte Carlo code for photon migration through complex heterogeneous media including the adult human head // Optics Express. 2002. № 10. P. 159–170.
8. Jacques S.L., Wang L.-H. Monte Carlo modeling of light transport in tissues // Optical-Thermal Response of Laser Irradiated Tissue. N.Y.: Plenum Publishing Corp. 1995. P. 73–100.
9. Lo W.C.Y., Han T.D., Rose J., Lilge L. GPU-accelerated Monte Carlo simulation for photodynamic therapy treatment planning // Proc. SPIE. 2009. V. 7373. P. 737313.
10. Меглинский И.В. Моделирование спектров отражения оптического излучения от случайно-неоднородных многослойных сильно рассеивающих и поглощающих свет сред методом Монте-Карло // Квант. электрон. 2001. T. 31. № 12. С. 1101–1107.
11. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1998. 348 с.
12. Сетейкин А.Ю., Красников И.В., Фогель Н.И. Моделирование температурных полей с учетом распространения света в биоткани // Изв. вузов. Приборостроение. 2007. Т. 50. № 9. С. 24–28.