Actas JP2011 - Universidad de La Laguna

Actas XXII Jornadas de Paralelismo (JP2011) , La Laguna, Tenerife, 7-9 septiembre 2011 (a) 2 Fibras (b) 4 FibrasFig. 8. Comparativa de tiempo total de ejecución de Bedpost y MCMC entre CPU y GPU, en escala logarítmica, con unaimagen de dimensiones 128x128x47 y 35 direcciones diferentes en los gradientes, modelando 2 y 4 fibras, y alternando elnúmero de iteraciones para el algortimo MCMC.TABLA IMáxima mejora obtenida al ejecutar Bedpost en GPUpara diferentes tamaños de imagen respecto a suversión secuencial.DIM. IMAGEN NFIBRAS NITERS MEJORA128x128x47x352 9000 69X4 1125 85X256x256x47x352 4500 60X4 2250 65X128x104x60x622 9000 84X4 2250 83XNuestro análisis experimental en la GPU muestraunos resultados prometedores, llegando a obtenerunas aceleraciones en torno a 85x en comparacióncon el código secuencial.Tras comprobar que la GPU es una arquitecturaadecuada para la paralelización del aplicaciónBedpost, las futuras líneas de investigación irán dirigidasa la paralelización de otros aplicaciones incluidasen el software FSL.AgradecimientosEl presente trabajo ha sido financiado mediantela Fundación Séneca (Agencia Regional de Cienciay Tecnología, Región de Murcia) con la ayuda00001/CS/2007, y también al MEC y la ComisiónEuropea FEDER con las ayudas CSD2006-00046 yTIN2009-14475-C04.Referencias[1] Denis Le Bihan, “Looking into the functional architectureof the brain with diffusion mri,” Nature ReviewsNeuroscience, vol. 4, pp. 469–480, 2003.[2] T.E.J. Behrens, H.Johansen Berg, S.Jbabdi, M.F.S.Rushworth, and M.W. Woolrich, “Probabilistic diffusiontractography with multiple fibre orientations: What canwe gain?,” NeuroImage, vol. 34, no. 1, pp. 144–155, 2007.[3] David Solomon Tuch, Diffusion MRI of complex tissuestructure, Ph.D. thesis, Massachusetts Institute of Technology,2002.[4] MSc. Diwei Zhou, Statistical analysis of diffusion tensorimaging, Ph.D. thesis, University of Nottingham, 2010.[5] J. E. Castro and J. T. Hernández, “Algoritmos aplicadosen el cálculo, análisis y aplicación del tensor de difusión enimágenes médicas de da materia blanca cerebral,” RevistaColombiana de Física, vol. 42, no. 3, 2010.[6] T.E.J. Behrens, H.Johansen-Berg, M.W. Woolrich, S.M.Smith, C.A.M. Wheeler-Kingshott, P.A. Boulby, G.J.Barker, E.L. Sillery, K.Sheehan, O.Ciccarelli, A.J. Thompson,J.M. Brady, and P.M. Matthews, “Non-invasivemapping of connections between human thalamus andcortex using diffusion imaging,” Nature Neuroscience,vol. 6, no. 7, pp. 750–757, 2003.[7] Stamatios N. Sotiropoulos, Processing of Diffusion MRImages of the Brain: From Crossing Fibres to DistributedTractography,Ph.D. thesis, University of Nottingham,2010.[8] Behrens TE, Woolrich MW, Jenkinson M, Johansen-BergH, Nunes RG, Clare S, Matthews PM, Brady JM, andSmith SM., “Characterization and propagation of uncertaintyin diffusion-weighted mr imaging,” MagneticResonance in Medicine, vol. 50, no. 5, pp. 1077–1088,2003.[9] Jesper L.R. Andersson, Mark Jenkinson, and StephenSmith, “Non-linear optimisation,” Tech. Rep. TR07JA1,FMRIB Centre, Oxford, United Kingdom, June 2007.[10] Jesper L.R. Andersson, Mark Jenkinson, and StephenSmith, “Non-linear registration aka spatial normalisation,”Tech. Rep. TR07JA2, FMRIB Centre, Oxford,United Kingdom, June 2007.[11] NVIDIA, NVIDIA CUDA C Programming Guide 4.0,2011.[12] Stephen M. Smith, Mark Jenkinson, Mark W. Woolrich,Christian F. Beckmann, Timothy E.J. Behrens, HeidiJohansen-Berg, Peter R. Bannister, Marilena De Luca,Ivana Drobnjak, David E. Flitney, Rami K. Niazy, JamesSaunders, John Vickers, Yongyue Zhang, Nicola DeStefano, J. Michael Brady, and Paul M. Matthews, “Advancesin functional and structural mr image analysis andimplementation as fsl,” Tech. Rep. TR04SS2, FMRIBCentre, Oxford, United Kingdom, September 2004.[13] Analysis Group FMRIB Oxford UK, “Fmrib softwarelibrary,” http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/.[14] Inc. Sun Microsystems, “Sun n1 grid engine 6.1 user’sguide,” 2007.[15] NVIDIA Corporation, “Cudacurand library,” 2010.[16] Jorge Ahualli, “Aspectos generales de las secuencias dedifusión de imagen en resonancia magnética,” Revistaargentina de radiología, vol. 74, no. 3, pp. 227–237, 2010.[17] Denis Le Bihan, Jean-François Mangin, Cyril Poupon,Chris A. Clark, Sabina Pappata, Nicolas Molko, and HughesChabriat, “Diffusion tensor imaging: Concepts andapplications,” Journal of Magnetic Resonance Imaging,vol. 13, no. 4, pp. 534–546, 2001.JP2011-164