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次世代手術ナビゲーションにおける大規模医用画像のPCクラスタ並列処理に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14580374
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関大阪大学

研究代表者

萩原 兼一  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00133140)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード3次元画像 / 医用画像 / 非剛体位置合せ / 剛体位置合せ / ボリュームレンダリング / 並列処理 / データ分散 / PCクラスタ / 非剛体レジストレーション / データ分割 / 大規模医用画像 / 分散メモリ型並列計算 / 手術支援
研究概要

医用画像処理において重要な次の処理を,分散メモリ型並列計算実行環境(PCクラスタ:64台(1台に2つのPentium3(1GHz),2GB主記憶掲載)のPCを高速ネットワークMyrinet-2000で接続したもの)で高速に計算する並列プログラムを開発した.
(1)3次元剛体画像位置合せ/3次元非剛体画像位置合せ:3次元画像の位置合せは,同一部分に関する撮影時刻などが異なる2つの3次元画像における,同一箇所の対応関係を求めるものであり,医用画像処理において重要な要素技術である.内臓を対象とする場合は,画像が変形しているという想定の元での位置合わせ(非剛体位置合わせ)と呼び,1024×1024×590画素からなる肝臓部分に対して,データ分散も行い実行時間を18時間から10分強まで短縮した.一方,骨を対象とする場合は,画像が変形しないという想定の元の位置合せ(剛体位置合せ)と呼び,10分から20秒弱に短縮した.
(2)ボリュームレンダリング:この処理は,3次元医用画像を任意に視点から描画するための可視化技術である.1024×1024×896画素規模の3次元画像は,一般的な1台のPCの主記憶に格納することが難しい.このような場合は,データを複数PCで分割保持し,並列処理する必要がある.データ分散,並列処理,負荷分散の技術により,毎秒1回の描画を実現できた.
これらの処理時間は,医療の段階にもよるが,ある程度の実時間処理を実現したと言える.

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "High Performance Computing Service over the Internet for Intraoperative Image Processing"IEEE Transactions on Information Technology and Biomedicine. 8・1. 36-46 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Takeuchi: "An Improved Binary-Swap Compositing for Sort-Last Parallel Rendering on Distributed Memory Multiprocessors"Parallel Computing. 29・11/12. 1745-1762 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "A High Performance Computing System for Medical Imaging in the Remote Operating Room"Proceedings of the 10th International Conference on High Performance Computing (HiPC 2003). 162-173 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "Design and Implementation of Parallel Nonrigid Image Registration Using Off-the-Shelf Supercomputers"Proceedings of the 6th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (MICCAI 2003). 327-334 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A High Performance Computing Service over the Internet for Nonrigid Image Registration"Proceedings of Computer Assisted Radiology and Surgery : 17th International Congress and Exhibition (CARS2003). 193-199 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A Divided-Screenwise Hierarchical Compositing for Sort-Last Parallel Volume Rendering"Proceedings of the 17th International Parallel and Distributed Processing Symposium. (CD-ROM). 20 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "High-Performance Computing Service Over the Internet for Intraoperative Image Processing"IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine. Vol.8,No.1. 36-46 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Takeuchi: "An Improved Binary-Swap Compositing for Sort-Last Parallel Rendering on Distributed Memory Multiprocessors"Parallel Computing. Vol.29,No.11/12. 1745-1762 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "A High Performance Computing System for Medical Imaging in the Remote Operating Room"Proceedings of the 10th International Conference on High Performance Computing (HiPC 2003). VOL.LNCS2913,(Springer-Verlag,). 162-173 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "Design and Implementation of Parallel Nonrigid Image Registration Using Off-The-Shelf Supercomputers"Proceedings of the 6th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (MICCAI2003). PartI, LNCS2878, (Springer-Verlag). 327-334 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A High Performance Computing Service over the Internet for Nonrigid Image Registration"Proceedings of Computer Assisted Radiology and Surgery 17th Internaticrnal Congress and Exhibition (CARS 2003),International Congress Series. 1256. 193-199 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A Divided-Screenwise Hierarchical Compositing for Sort-Last Parallel Volume Rendering"Proceedings ofthe 17th International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS2003). (CD-ROM). 10 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "High Performance Computing Service over the Internet for Intraoperative Image Processing"IEEE Transactions on Information Technology and Biomedicine. 8・1. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Takeuchi: "An Improved Binary-Swap Compositing for Sort-Last Parallel Rendering on Distributed Memory Multiprocessors"Parallel Computing. 29・11/12. 1745-1762 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuhiro Kawasaki: "A High Performance Computing System for Medical Imaging in the Remote Operating Room"Proceedings of the 10th International Conference on High Performance Computing (HiPC 2003). 162-173 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "Design and Implementation of Parallel Nonrigid Image Registration Using Off-the-Shelf Supercomputers"Proceedings of the 6th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention (MICCAI 2003). 327-334 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A High Performance Computing Service over the Internet for Nonrigid Image Registration"Proceedings of Computer Assisted Radiology and Surgery : 17th International Congress and Exhibition (CARS 2003). 193-199 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A Divided-Screenwise Hierarchical Compositing for Sort-Last Parallel Volume Rendering"Proceedings of the 17th International Parallel and Distributed Processing Symposium. (CD-ROM). 10 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 置田真生: "通信依存解析に基づくメッセージ通信並列プログラム向けデバック支援ツール"情報処理学会論文誌:ハイパフォーマンスコンピユーティングシステム. 43-SIG 6(HPS 5). 88-98 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 伊野文彦: "投影面分割に基づく階層的な画像合成手法を用いた並列ボリュームレンダリング"情報処理学会論文誌. 44-3(掲載予定). 10 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Noriyuki Fujimoto: "Near-Optimal Task Scheduling of a Complete K-ary Tree with Communication Delays"Proc. of 6th WSEAS Int'l Conf. on COMPUTERS (CSCC 2002). 7491-7496 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Takeuchi: "An Improvement on Binary-Swap Compositing for Sort-Last Parallel Rendering"Proc. of 18th ACM Symp. on Applied Computing (SAC 2003). 受理済(3月発表予定). 8 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A Divided-Screenwise Hierarchical Compositin for Sort-Last Parallel Volume Rendering"Proc. of 17th Int'l Parallel and Distributed Processing Symp. (IPDPS 2003). 受理済(4月発表予定). 8 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fumihiko Ino: "A High Performance Computing Service over the Internet for Nonrigid Image Registration"Proc. of CARS2003 Computer Assisted Radiology and Surgery. 受理済(6月発表予定). 8 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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