Medical Imaging Technology
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31 巻, 1 号
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特集／医用イメージングにおける画像再構成の基礎と現状
研究論文
  • MPIを用いたITKによる並列プログラム作成支援マクロの拡張
    空尾 英樹, 徐 睿, 平野 靖, 木戸 尚治
    2013 年 31 巻 1 号 p. 32-41
    発行日: 2013年
    公開日: 2013/02/14
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.31.32
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    近年の3次元医用画像の高精細化により，画像の解析や特徴量の算出には膨大な計算量を必要とするようになってきた．これを解決するために，並列処理を行うことが近年の主流となりつつある．並列処理用のライブラリとしてはMPI(message passing interface)が一般的であり，高速な処理を実現できる．しかし，並列処理を行う際にはデータの送受信や分割の方法をユーザが指定する必要があり，プログラミングが煩雑となる．そこで先行研究では，MPIを用いた並列プログラムの作成支援マクロを提案している．しかし，医用画像分野において広く用いられているITK(the insight segmentation and registration toolkit)のように独自のデータ構造を持つ画像処理ライブラリには対応できていない．そこで本研究では，ITKのデータ構造をそのまま利用可能で，汎用的に用いられるプログラム記述に対応したマクロを作成した．本手法を用いてITKを用いた逐次プログラムを並列化することによって，本手法の有効性を示した．
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  • GPUとCUDAを用いた並列画像処理プログラムの作成支援環境の構築
    秋山 亮太, 徐 睿, 平野 靖, 木戸 尚治
    2013 年 31 巻 1 号 p. 42-51
    発行日: 2013年
    公開日: 2013/02/14
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.31.42
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    3次元医用画像の高精細化によりコンピュータ支援診断システムにおける計算コストが増大傾向にあり，計算の高速化が求められている．解決方法の一つとしてGPUを汎用計算に応用するGPGPUによる並列計算がある．GPGPUのためのプログラム作成手段としてCUDAが広く使われている．しかしこれを用いる際にCUDAや並列プログラミングに関するさまざまな制約を考慮する必要があり，プログラミングが煩雑化する．また，医用画像処理ライブラリとしてITKが広く知られているが，ITKは独自のデータ構造を持つため，CUDAによるプログラムはITKのデータにアクセスできない．そこで本稿では，プログラマが逐次ITKプログラムを作成するような感覚でCUDAによる並列ITKプログラムの作成を可能とする手法を提案する．本手法を用いて逐次ITKプログラムを並列化し，速度比較による評価とユーザビリティ評価により本手法の有効性を示した．
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  • 複数小領域の相互情報量を用いた超音波画像の自動位置合わせ
    木原 朝彦, 小畑 秀明
    2013 年 31 巻 1 号 p. 52-61
    発行日: 2013年
    公開日: 2013/02/14
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.31.52
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    診断・治療・評価の過程で得られる一連の画像を空間的に位置合わせし，病変の経時変化や治療効果を判定して効果的な治療を実施する意義は大きい．画像の位置合わせは，CT，MR，PETの分野を中心に精力的な研究が行われ，多くの問題を解決してきた．しかし，超音波画像を対象とした研究は，超音波画像に特有の諸要因のため，他のモダリティに比べその数は少ない．報告者らは，これまで，領域全体の相互情報量の増減とその部分領域での相互情報量の増減との間には必ずしも一貫性がないことに着目し，解剖学的な特徴を多く含む領域に，複数の小領域VOIをマニュアルで設定し，それらの相互情報量に基づくボリューム類似度指標を用いた3D超音波画像の位置合わせについて報告してきた．本報告では，位置合わせの自動化を目的に，これまでマニュアルにより行っていたVOI配置を一般化し，多数の小領域VOIを画像中央に固定的に配置する方法を考案し，臨床データによる性能評価実験により，マニュアル設定の場合と同等の性能が得られることを示した．
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  • 塊状構造強調処理の改良による3次元腹部X線CT像からのリンパ節自動検出手法の精度向上
    中村 嘉彦, 北坂 孝幸, 水野 慎士, 古川 和宏, 後藤 秀実, 藤原 道隆, 三澤 一成, 伊藤 雅昭, 縄野 繁, 森 健策
    2013 年 31 巻 1 号 p. 62-71
    発行日: 2013年
    公開日: 2013/02/14
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.31.62
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    本論文では，がんの治療手法の一つである外科手術における術前診断支援を目的とした，腹部リンパ節の自動検出手法について述べる．がんの転移の可能性がある腫大リンパ節を自動的に検出することで，郭清領域の範囲決定支援による術前診断支援や検出した腫大リンパ節領域の提示などによる術中支援が可能となる．今回，従来手法の問題点であった偽陽性(false positive, FP)数の削減を目的として，腫大リンパ節の初期検出処理である塊状構造強調処理の改良，および，FP削減処理における特徴量を用いた識別器の改良などによる精度向上を試みた．腹部CT像28例に提案手法を適用した結果，直径5mm以上の腫大リンパ節95個中67個を検出するとき，過検出数を約42個／症例から約13個／症例に削減可能であった．
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研究速報
  • Cellプロセッサを用いた並列処理によるスネーク法
    宮 兆テツ, 岡田 直久, 増田 信之, 伊藤 智義
    2013 年 31 巻 1 号 p. 72-74
    発行日: 2013年
    公開日: 2013/02/14
    DOIhttps://doi.org/10.11409/mit.31.72
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    医療画像診断で臓器などの輪郭抽出に使われる代表的な手法の一つであるスネーク法を，代表的なマルチコアプロセッサの一つであるCell Broadband Engine (Cell)を用いて高並列処理するシステムを構築した．スネーク法による輪郭抽出ではパラメータ設定の自動化が難しく，パラメータを調整しながら繰り返し計算を行って所望の画像を得ることが多い．これを高並列化された計算システムの各プロセッサに異なったパラメータを持たせて同時に計算させ，所望の画像を得られるようにする．本システムではCellを搭載したソニー製家庭用ゲーム機プレイステーション3 (PS3)を用いた．PS3に搭載されているCellでは，チップ内部の6個の計算ユニットを並列動作させることが可能である．16台のPS3をクラスタ化し，パラメータの異なる96の輪郭抽出計算を同時に行うことに成功した．
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報　告
日本医用画像工学会
編集後記
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