リストモードPET画像再構成のGPU高速実装法の基礎的検討

摘要

近年グラフィック演算ボードであるGPUを汎用計算に利用するGPGPUが注目され、画像再構成高速化にも利用されるようになったが、高速化の効率はその実装方法によって大きく左右される。そこで本研究では、高精度なPET画像再構成計算を高速化するためのGPU実装方法を検討した。GPUにより並列計算するのは、画像再構成において最も負荷の高い投影演算部分である。投影演算方法にはRay-driven法とVoxel-driven法に大別することができる。逆投影の際、Ray-driven法ではメモリ競合が生じてしまうが、Voxel-driven法では無駄な計算が多く計算時間がかかる。そこで、逆投影においてメモリ競合を避けたRay-driven法による実装法とVoxel-driven法による実装法を、計算機シミュレーションにより比較すると、どちらも同等の画像が得られ、Ray-driven法の方が高速に計算することができた。今後は、開放型PET装置OpenPETによる放射線治療と診断を融合するコンセプトの実現に向けて、画像再構成計算のリアルタイム化を目指す。