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ホームトモグラフィー画像の3次元可視化プログラムの作成
SDGsの分類
研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクス
学科の分類
情報科学部情報システム学科

トモグラフィー画像の3次元可視化プログラムの作成

情報科学部

情報システム学科

Scientific Visualization研究室

鎌倉快之 准教授

医用画像処理可視化

X線CTやMRIなどで撮影したトモグラフィー像(断層画像)の中から,注目領域だけを検出したり,立体構造を想像することは容易ではありません.画像処理技術や手法の応用により,注目領域のセグメンテーションとラベリング,立体構造の再構成を行い,三次元可視化するためのソフトウェアの開発に取り組んでいます.

トモグラフィー像からの3次元化の流れ

・検討,導入しているセグメンテーション法

動的輪郭法Snakeの応用として提案したR-Centipede法を用いた輪郭抽出例.エッジの検出には極小領域の平均や分散といった統計情報を利用しています.

画像領域分割法として広く用いられているWatershed法の拡張に取り組んでいます.具体的にはシードの自動配置,枝状領域への最適な適用方法の検討,深度方向情報の利用などです.

・3次元可視化例

  • 超高圧電子顕微鏡による緑藻のトモグラフィ像からの3次元再構成例(左)
  • ヒトの下半身のMRI画像からの3次元再構成例(右)

・3Dプリント例

  • マウスの頭部CT画像から骨領域だけを抽出し3次元化したもの(上)
  • ゴム製の球体の電子顕微鏡像を3次元化したもの(中)
  • 緑藻の電子顕微鏡像から外郭と内部構造の一部を3次元化したもの(下)

論文

「A Novel Approach for Investigating Upper Airway Hyperresponsiveness Using Micro-CT in Eosinophilic Upper Airway Inflammation such as Allergic Rhinitis Model」(2019)Van BuiDan『Biomolecules』9(7)p.252.

「HawkC: computer-aided 3D visualization and analysis software for electron tomography(IMC2014発表論文一覧) -- (Type of presentation : Oral)」(2014)MidohYoshihiro『大阪大学超高圧電子顕微鏡センター年報』43p.33-35.

「R-centipede モデルを用いたトモグラフィー電子顕微鏡像からの輪郭抽出の高速化手法」(2013)鎌倉快之『医用画像情報学会雑誌』30(4)p.95-100.

研究者INFO: 情報科学部 情報システム学科 Scientific Visualization研究室 鎌倉快之 准教授

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神田 智子

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生体の運動制御メカニズムを取り入れた人と親和性の高い介護支援ロボット

人間の神経系や筋骨格系の構造は長い進化の過程で日常生活を行うのに適した形に最適化されてきたものと考えられています。本研究では進化の過程で生物が獲得してきた運動制御メカニズムをロボットに取り入れることにより,動力を使用せずに人やモノの自重を支持できる機械式自重補償装置や,脳の運動制御メカニズムを取り入れた環境適応制御,小脳-大脳基底核をモデル化したニューラルネットワークによる予測的な環境認識・最適行動生成を実現する研究を行っています。

廣井 富

手すりの上を移動する道案内ロボット

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姜 長安

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本研究では,力学的な本質を失わず,3次元運動を2次元運動に簡略化し,要介護者を一つの関節を持った2リンクの物体とみなす.そして,非把持双腕ロボットアームとリンクの間の静止摩擦を利用し,リンクがロボットアームから滑り落ちないための安定領域を求め,最も滑り落ちにくい角度を求める.得られたロバスト角度を用いて,ロボットの抱きかかえ制御を行い,リンクが動いてもリンクの安定支持が実現できることを示す.

高田 恭子

デザイン思考に基づく産学連携研究開発モデルの構築

デザイン思考に基づく学部横断型産学連携研究開発を試行し,その過程を分析して学部横断型産学連携研究開発モデルを考察した。市場調査や社会の共感を構築しているためのストーリー作りとしてのビジネス計画が必要となり,これには,研究開発の段階からビジネスを視野に入れた広義における知的財産マネジメントを取り入れる必要がある。これを,R&D工学部の産学連携活動に高田研究室が参加して実践的に検証した。

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