岩手県立大学ソフトウェア情報学部では、医療現場において診断や術前計画を支援するソフトウェア「Volume Extractor」を開発。「Volume Extractor」とDimensionを組み合わせることで、より容易かつ確実な術前計画を可能にするシステムを開発しています。そのユニークな取り 組みについて、同学部の土井章男教授にお話をうかがいました。

それではまず、土井先生のおもな研究内容をお教えください。

土井教授：

CGを使った可視化や画像処理がおもな研究内容になります。最近では医療系への応用に取り組んでいて、手術シミュレーションやセグメンテーションなどの研究を行っています。

Volume Extractor上で抽出した
頭部の画像。

Volume Extractorを開発するようになったきっかけをお聞かせください。

土井教授：

しばらく前から、医療系の大学の先生と共同研究をしているんです。岩手医科大学の脳神経外科、千葉大学の整形外科などですね。
医療現場の方の意見を聞いてみると、大脳と血管の関係を詳しく知りたいというような要望は結構多い。神経もそうですね。主要な神経を切ってしまうと後遺症 の怖れがあるので、確実にそれを避けたいというのです。ところが、これまではどこをどう切るかという判断は、「この辺は大事そうだからやめよう」といった 感じで、いわば医者個人の経験と勘に頼る部分が大きかったのです。
さらに、必ずしも熟練医師が対応できない場合もあります。例えばくも膜下出血。死亡率が高く、緊急の処置が必要になりますが、専門の脳神経外科医がいない 救急病院もあります。こうした場合でも、適切に診断を支援できるシステムを構築したかったのです。どの救急病院でも一定水準以上の診断と手術ができるよう になれば、患者としても安心できますしね。

実際にDimensionで造形した頭部。灰色の部分はABS樹脂が固まるまで使われる補助剤。

ラピッドプロトタイピングに
ABS樹脂を用いるDimensionを選択されたのは
どのような理由からでしょうか？

土井教授：

まず、排水設備などの特殊な設備が不要という手軽さです。どこにでも設置できるというのは大きな強みです。品質的にも十分ですし、価格面でもだいぶ有利で すよね。それに、手元で簡単に模型を抽出できるということは、実は個人情報保護法の観点からも有利なんです。外注――つまり、患者の個人情報を外に出さず にすむので、医療現場での利用にはたいへん向いているといえます。

Volume Extractorの研究は平成17年の
科学技術振興機構「独創的シーズ展開事業 大学発ベンチャー創出推進」に
採択されたとのことですが。

土井教授：

おかげさまで研究にも弾みがつきます。現在は、Volume Extractorからラピッドプロトタイピングに直接データを渡せるような仕組みを開発しているところ。ポリゴン※1［微小三角形］のデータが大きすぎると、STL※2にするときに処理が追いつかなくなるという問題があるので、そのあたりの圧縮と精度、処理スピードなどのバランスについても研究中です。これが完成したら、製品として丸紅ソリューションさんから販売していただくことにもなっているんです。
3年後くらいを目処にベンチャーとして立ち上げて、将来的にはきちんと利益を上げていかなければならないので、それはそれで大変。しかし、やりがいはある 仕事だと思っています。企業では採算などの面から開発に踏み切れない分野でも、大学ならば身軽に取り組めますしね。コアとなる技術だけは大学が特許として 押さえ、その後の改良や販売などは企業に任せるというような連携も可能になるでしょう。 　　　　　

※1 ポリゴン
3Dコンピュータグラフィックスにおいて、立体の形状を表現するときに使う多角形。三角形が使われるケースが多い。ポリゴンの数を増やせば増やすほど表現が精細になっていくが、計算量が増えるため、描画に時間がかかるようになる。

※2 STL（Stereo Lithography）
3次元CADシステムから3次元積層造形装置へデータ出力する際に使われる3次元データファイル形式。