精度保証された平滑化に基づく微分計算による,医用ボリュームデータの解析・可視化

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500100
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 田中 覚 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (60251980)
• Keywords: 可視化 / 医療・福祉 / ボリュームデータ / 特徴抽出

Research Abstract

本研究の目的は,医療データの精密可視化において問題となる様々なノイズを平滑化する際に,データの本質的な内容を出来る限り変えないようにする新手法を開発し,さらに開発した手法を利用した新しい可視化を実現することにある
上記の目的にこの目的に照らして,本年度は以下の成果をあげた:
(1) ボリュームデータの精度保証された平滑化法としての「ボリュームMPU法」の理論を完成
(2) ノイズに強い特徴可視化のための「勾配方向曲率法」の理論の完成と効果的な適用対象の確認
(3) 描画の基本形状として点群を利用した高精細な半透明可視化法のプロトタイプを構築
まず(1)に関しては,ボリュームMPU法のアルゴリズムに関して一応の完成を見た.具体的には,局所的な補間場の生成とその滑らかな結合に関しての手順が確定した.ただし,ソフトウェアの実装に関しては様々な実験によって細部のチューニングを行う必要がある.また,手術で変形して非正規格子型になったデータに対しては別途なチューニングが必要となるが,これも,大きな方向性は見いだすことが出来た
次に(2)に関しては,勾配法高曲率によって血管の境界及びその中心線の可視化が可能であることを確かめた.とくに中心線の明確な可視化が可能となることが分かったのは,大きな収穫であった.血管の位置・形状の確認や,癌と血管の識別に有用と思われる
最後に(3)に関してはボリューム,サーフェス,スライスの全てを融合して可視化する手法のプロトタイプを作り上げることができた.これにより,スライスで病変部を見つつ,そのスライスの人体中の位置を確認できる可視化が可能になると思われる

Research Products

• [Journal Article] Grid-Independent Metropolis Sampling for Volume Visualization (2010)
  • Author(s): Satoshi Tanaka, Kyoko Hasegawa, Susumu Nakata, Hideo Nakajima, Takuya Hatta, Frederika Rambu Ngana, Takuma Kawamura, Naohisa Sakamoto, Koji Koyamada
  • Journal Title: International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing Volume: Vol.1, No.2 Pages: 119-218
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 方向分割された曲率に基づくボリュームデータの特徴可視化 (2011)
  • Author(s): 玉貴康寛, 仲田晋, 田中覚
  • Organizer: 電子情報通信学会2011総合大会
  • Place of Presentation: 東京都市大学(東京)
  • Year and Date: 2011-03-14
• [Presentation] DICOM-RT Extension Support of Visualization Tool for Radiotherapy Simulation (2010)
  • Author(s): A.Kimura, T.Yamashita, T.Akagi, T.Sasaki, Y, Tatsumi, K.Hasegawa, S.Tanaka
  • Organizer: Proceedings of IEEE Nuclear Science Symposium Conference 2010
  • Place of Presentation: Knoxville, Tennessee, US.
  • Year and Date: 2010-10-30
• [Presentation] A High-Quality Sampling Technique of PBVR for Unstructured Hexahedral Mesh Data (2010)
  • Author(s): Takuma Kawamura, Koji Koyamada, Naohisa Sakamoto, Satoshi Tanaka
  • Organizer: IEEE Visualization 2010
  • Place of Presentation: Salt Lake City, Utah, US
  • Year and Date: 2010-10-27
• [Presentation] 次元拡張と粒子ベースレンダリングに基づく科学研究支援可視化の試み (2010)
  • Author(s): 田中覚
  • Organizer: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 核融合科学研究所(岐阜)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-10-14
• [Presentation] Development of a volume visualizer for particle radiation therapy (2010)
  • Author(s): Yota Tatsumi, Kyoko Hasegawa, Ayumu Saitoh, Akinori Kimura, Satoshi Tanaka, Takashi Sasaki
  • Organizer: The 6th Joint Workshop on Machine Perception and Robotics (MPR2010)
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2010-10-09
• [Presentation] Data fitting and compression of Irregular Volume Data based on the Volumic MPU method (2010)
  • Author(s): Shuhei Kawashima, Kyoko Hasegawa, Susumu Nakata, Satoshi Tanaka
  • Organizer: The 6th Joint Workshop on Machine Perception and Robotics (MPR2010)
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2010-10-09
• [Presentation] 粒子ベース・サーフェイス・レンダリングに基づく,曲面-曲面および曲面・ボリュームの半透明可視化 (2010)
  • Author(s): 下久保嘉之, 金子智典, 玉貴康寛, 仲田晋, 長谷川恭子, 坂本尚久, 小山田耕二, 田中覚
  • Organizer: 可視化情報全国講演会(鹿児島2010)
  • Place of Presentation: 霧島市国分シビックセンター(鹿児島)
  • Year and Date: 2010-10-07
• [Presentation] DICOM-RT visualization tool for radiotherapy simulations (2010)
  • Author(s): A.Kimura, S.Tanaka, T.Sasaki
  • Organizer: Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS 2010)
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 2010-06-23