JEMRIS acelerado por Gpu para simulaciones de resonancia magnética extensa

Área de la Ciencia:

• Imágenes médicas
• Física computacional
• Imagen de resonancia magnética (IRM)

Sus antecedentes:

• JEMRIS es una herramienta de código abierto para simulaciones de RM.
• Acelerar las simulaciones de Bloch es crucial para escenarios complejos de resonancia magnética.

Objetivo del estudio:

• Para mejorar JEMRIS con la paralelización de GPU para simulaciones de Bloch más rápidas.
• Mejorar el rendimiento y las capacidades de la herramienta de simulación JEMRIS.

Principales métodos:

• Reimplementó las clases clave de JEMRIS en CUDA C++ para la aceleración de la GPU.
• Comunicación asíncrona integrada y soporte mixto de precisión.
• Se comparó GPU-JEMRIS con CPU-JEMRIS y KomaMRI.jl.

Principales resultados:

• Factores de aceleración alcanzados de 3-12 (precisión doble) y 7-65 (precisión única) en comparación con la CPU.
• Se han demostrado diferencias mínimas de precisión (< 0,1% NRMSE) en doble precisión.
• Artefactos de movimiento simulados en la cuantificación de grasa hepática, revelando un sesgo significativo.

Conclusiones:

• GPU-JEMRIS permite simulaciones aceleradas de Bloch en las GPU habilitadas para CUDA.
• Facilita simulaciones de resonancia magnética más realistas y exigentes desde el punto de vista computacional.
• Se abren posibilidades para la investigación avanzada en grandes piscinas de espín y efectos dinámicos de resonancia magnética.