メイヨー・クリニック（Mayo Clinic） および IBM がリアルタイムの医療画像処理で飛躍的な進歩を達成

ロチェスターミネソタ州およびニューヨーク州アーモンク

メイヨー・クリニック（Mayo Clinic） および IBM (ニューヨーク証券取引所: IBM) の共同研究者は、並列コンピューター・アーキテクチャーおよびメモリー帯域幅を利用して、3D 医療画像の処理を大幅に高速化しました。この進歩は画像登録に大いに役立ち、3 次元空間においては、異なる日に取得した、または異なる画像処理デバイスを用いて取得した 2 つの医療画像の正確な位置合わせがコンピューター処理によって実現します。2 つの画像の位置合わせが適切に行われていれば、放射線科医師は、腫瘍の増大または縮小といった構造的変化を一層簡単に検出することができます。

「この画像の位置合わせによって、特に癌のような病気の場合には、解釈の精度と放射線科医師の効率の両方が向上します」と、メイヨーの放射線医学の研究者である医学博士の医師 Bradley Erickson は述べています。

IBM® BladeCenter® QS20 の「Cell Blade」に メイヨー・クリニックの画像登録アプリケーションを移植して最適化することで、そのアプリケーションは、従来のプロセッサー構成上で実行中のときに比べ、50 倍の速度で画像結果を生成しました。

医療画像が向上する 1 つの方法としては、例えば、磁気共鳴画像診断装置 (MRI) やコンピューター断層撮影 (CT) スキャンなど、複数の情報源からの視覚映像を用いることがあります。コンピューターにより画質が向上した画像を複数の情報源から生成するためには、その視覚データの正確な位置合わせから始める必要があります。3 次元と数百万のピクセルが関係する場合、課題は幾何級数的に複雑になります。この範囲内では、より高速の処理速度が必要不可欠です。

この画像処理プロジェクトでは、メイヨー・クリニックおよび IBM は 98 の画像セットを用いました。そして標準的なプロセッサー構成上で元のアプリケーションを実行したときと比べるために、最適化された登録アプリケーションを IBM BladeCenter QS20 上で実行しました。標準的なプロセッサー構成上でアプリケーションを実行した場合、約 7 時間かかって 98 セットすべての画像の登録が完了しました。チームでは Cell/B.E. 向けに最適化された「相互情報ベースの」3D 線形登録アルゴリズム・アプリケーションを開発し直しました。その結果、98 セットすべての画像の登録がわずか 516 秒で完了し、その際にいずれの登録にも 20 秒とかかりませんでした。

3D 線形アルゴリズムは、最適な空間位置を見つけて 2 つの画像から収集される情報量を最大化することによって、サンプリング時間を短縮しながらサンプリング品質を最適化します。効率の向上は、画像サンプリングでピクセルが「浪費」されないように、立方骨のデータをキャッシュに保存することによって達成しました。サンプリング率が比較的低かった場合、チームはサンプリングした動くピクセル画像を連続的に まとめて、必要に応じて取り出し速度を速めました。

「これはテクノロジーの技術革新を受け入れ、お客様と手を組み、そしてそれを応用することにより、直接的に患者のためになるようにお客様を手助けすることが目的です」と、IBM の次世代コンピューティング/システム/テクノロジー担当、Shahrokh Daijavad は述べています。「Cell 上でのアプリケーション実行が向上することによって、次の2 つのことが実現されます。メイヨーの内科医および放射線科医師が以前は数時間かかっていたことを秒単位で達成できます。それにより同時に、医師からの告知を待つ間の患者の待ち時間と不安が大幅に減少します」

医療、家庭用電子機器および航空宇宙防衛の数多くの企業が IBM と協力して、豊富な媒体を持つ電子機器、ビデオ/画像処理システム、さらに他のいくつもの新たなアプリケーションの開発へと Cell テクノロジーを取り入れています。Cell/B.E. の画期的なマルチコア・アーキテクチャーおよび超高速の通信機能によって、大幅に向上したリアルタイム応答が実現でき「スーパーコンピューターのような」パフォーマンスが効果的に発揮されます。IBM または QS20 BladeCenter の詳細については、こちら を参照してください。

非営利医療センターとしてのメイヨー・クリニックは、あらゆる専門分野において複雑な医学的疾患を徹底的に診断して治療します。さらに、患者ケアの向上を唯一の目標として、多岐にわたり、異なる分野にまたがる医学研究も行っています。メイヨー・クリニックの詳細については、こちらを参照してください。 メイヨー・クリニック ホームページ（US）

メイヨーの研究については、こちらを参照してください。 メイヨー・クリニック 研究ホームページ（US）

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