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3D画像が様々な医療現場で急速に普及してきている昨今、ソフトウェア・ハードウェア両方の進化はとどまるところを知らない。各企業が様々な製品を提示する中でも、ザイオソフト株式会社（以下ザイオソフト）は、高度な3D医用画像処理ワークステーション（以下3DWS）を医療現場に提供し、業界を牽引している。
今回ザイオソフトは 、日本ヒューレット・パッカード株式会社（以下日本HP）が発売した最新のインテル® Xeon® プロセッサー W5580を搭載したWSシリーズのハイエンドモデル「Z800」を用いて、ベンチマークテストを行った。ザイオソフトがZ800で切り開く、新たな画像処理とは？
ザイオソフトセールス部門長 竹原 大氏と開発部門長 山村雅夫氏にお話を伺った。
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1．ベンチマークテストの結果 |
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ザイオソフトが提供する3DWSには、ZIOSTATION（スタンドアロン型3DWS）やZIOSTATION system 1000（ネットワーク型3DWS）などがある。現在のモデルにはxw8600が採用されているが、Z800の登場により、ザイオソフトではいち早く導入に向けて検証を行った。
図1に示すようにベンチマークテストでは、Z800ではxw8600と比較して1.3〜2倍以上の処理速度の向上が認められた。特に負荷の高い、クライアント3台で同時処理を行うネットワーク型の画像処理では、顕著なスピードアップがみられるという。ZIOSTATIONでのZ800の画像処理性能は、現行のモデルより遙かに向上していることが分かる（図2）。 |
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図1 ZIOSTATIONによるベンチマークテスト、時間比較
xw8600（インテル® Xeon® プロセッサー X5460搭載）とZ800（インテル® Xeon® プロセッサーW5580搭載）にてベンチマークテストを行った。1000枚のデータを水平回転で300枚分シネ作成した時間を計測した結果。ネットワーク型3DWSは、VGRクライアントを3台接続し、同じデータでシネ作成を実施している。計測は本体側で行った。 |
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図2 ZIOSTATIONによるベンチマークテスト、性能比較
図1の結果をもとに、WSの処理性能を比較している（グラフの数値が大きければ大きいほど性能が高い）。ネットワーク型3DWSにおいてスピード優先で画像処理を行った場合では、処理性能において2倍以上の向上がみられた。 |
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2．ザイオソフトの開発ポリシー |
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「従来、画像処理には専用のグラフィックボードなどを必要としていました。しかし弊社では開発当初から専用ハードウェアを用いず、汎用のハードウェアを最大限に活かすソフトウェア設計で高度な画像処理を実現しています。
弊社が日本HPのWSを採用する最大の理由は、ハードウェアの設計が優れていて信頼性が高いということと、最新のチップセットの導入など進化の早さです」と竹原氏は語る。
専用のハードウェアを用いれば、ソフトウェアがいくら進化しても医療現場には迅速に反映することはできない。汎用ハードウェアを採用することで、ソフトウェアの進化は加速する。
ザイオソフトは従来よりマルチコアを見据えたソフトウェア開発を行ってきた。山村氏はソフトウェアの開発ポリシーを次のように掲げている。
「3D画像処理では膨大な量のデータを処理しています。クオリティの高い画像を実用に即したスピードで提供するためには、ソフトウェアによってハードウェアのパフォーマンスを100％引き出さなければなりません。弊社のソフトウェアでは、Z800に搭載されたインテル® Xeon® プロセッサー5500番台2基（計8コア）を常に90％以上使い続けます。その結果、ソフトウェア・ハードウェア双方のベストパフォーマンスをユーザに提供しています。Z800とインテル® Xeon® プロセッサー 5500番台は高度なソフトウェアと非常に親和性が高いので、ZIOSTATIONのように高度な処理を行うシステムにとっては最適と言えるでしょう」と語る。短時間かつリアルタイムでの画像診断においては、様々な場面でザイオソフトのWSが活躍するだろう。
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3．ユーザの使いやすさを求めて |
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ハードウェアの進化は、アプリケーションの高速化にとどまらず、“使いやすさ” をさらに追求するユーザインターフェイス（以下UI）の改善にもつながった。
山村氏はベンチマークテストの結果をふまえ、次のように語る。「Z800のパフォーマンス向上によってマウス操作の追従感や違和感を完全に払拭できるようになりました。快適な操作感が得られることはもちろんですが、高度な処理能力は、UIの改善にも大きな役割を果たしています。直感的に使いやすいUIを追求するほど、プログラムは複雑になりますから」。
実際に同社のWSの処理能力の高さとUIの使いやすさを証明した例を紹介する。
同社は、2009年5月に米国サンフランシスコ市で開催された、スタンフォード大学主催の「第11回国際MDCTシンポジウム7th Workstation Face-Off」に、日本企業として初めて参加した。
Face-Offでは、実際の臨床で各社WSを常用している医師が、与えられた5つの課題に対してそれぞれ2〜4分の制限時間内でデモンストレーションを行う。スクリーンに映し出された実際の操作画面や作成画像から、オーディエンスがそれぞれのWSの操作性、画像の精度、処理速度などをブラインドで評価する。同社はいち早くZ800を採用したZIOSTATIONを出展。参加8社の中で、同社のWSは他メーカーのWSと比べて秀でた成績を残した。
デモンストレータに迎えたJeffery Mendel医師（タフツ医科大学）は、ZIOSTATIONに搭載されているマクロをフルに活用し、すべての課題を制限時間内でクリアし、その使いやすさをアピールした。さらに同医師は「通常こういったWSを使うことができるまで少なくとも1週間はトレーニングにかかるが、今回出展のZIOSTATIONは30分あれば基本操作はマスターできる」と語った。
「このFace-offでZIOSTATIONの処理能力の高さとUIの使いやすさを証明しました」と山村氏は話す。画質の精度や正確な抽出能力、充実した機能が実現できるのはZIOSTATIONとZ800双方のパフォーマンスが高いからに他ならない。 |
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1．ネットワーク型の重要性 |
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今後のWSの動向を見据え山村氏はこう語る。「WSはこれからネットワーク型の時代に入っていくでしょう。ユーザが増えれば増えるほど画像処理サーバの処理速度が要求されます。
CPUの速度は速ければ速いほど良い。医療現場において、特に医用画像処理は画像処理の負荷が高いためネットワーク化が遅れていましたが、汎用ハードウェアやネットワーク技術の進化がようやく追いつきました。院内のデジタル化やフィルムレス化に伴い、ネットワーク型WSの必要性が高まっています」。院内・院外にとどまらず必要な情報をどこからでも得ることができるシステムになれば、誰でも使えるUIの重要性はより高まる。
「Ｚ800でのパフォーマンスは、ネットワーク型3ＤＷＳにおいて顕著に向上します」と竹原氏。ネットワーク型で、さらなる真価を発揮するZIOSTATIONは、病院のシステムを構築する上で欠かせないWSとなるだろう。 |
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2．使いやすさを新たに |
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ザイオソフトは7月にZ800を採用したZIOSTATIONの最新バージョンをリリース予定である。新バージョンでは、特にニーズの高い「MR心機能解析（図3）」が新たにリリースされる。心筋輪郭のオートトレースの精度を大幅に向上させ、ワンクリックで輪郭の自動抽出が可能だ。ワイドモニタに対応したレイアウトを採用し、Bull's eye mapを1画面上に複数表示できる。
シンプルに直感的に使えるように操作ボタンも出来る限り簡略化し、ユーザにとっての使いやすさを追及している。「今までの“WSは専門的過ぎる”というイメージを、Z800を採用することで払拭しています。高度な処理を行わなければならない3DWSですが、ユーザのため、なによりも医療のために、限りなく使いやすいUIを目指しました」と山村氏。
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図3 MR心機能解析アプリケーション
心筋輪郭のオートトレースの精度が大幅に向上。複数のBull's eye mapを1画面上に表示可能。短軸画像の壁運動を動画再生しながらBull's eye mapを同時に観察できる。 |
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その他にも処理の自動化マクロなどの機能が追加されたことで、より操作が快適になり、スループットの向上が期待できる。マクロは様々な画像処理の操作を自由に組み合わせて自動化する同社独自の機能。パレットやマクロ処理を組み合わせることで、ユーザごとに異なるワークフローにも対応できる。「ソフトウェアに柔軟性を持たせているので、ユーザ自身が簡単にカスタマイズができます」と山村氏。
竹原氏も「誰でも簡単に使え、高度な処理が容易に行える。この新製品はユーザが使い込めば使い込むほど、使いやすさを実感できます」と話す。高度なアプリケーションをストレス無く実行できるには、ハードウェアは勿論、ソフトウェアにも高度な性能が求められる。 |
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3．今後の可能性 |
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山村氏は新しいアプリケーションの可能性も示した。
「将来的にはCTの多列化が進み、脳の血流や心臓の血流といった分野に時間軸を持った情報、つまり4Dの技術が応用されるでしょう。それぞれのモダリティが多列化・高性能化している昨今、画像が時間軸を含んだものになればデータ量も更に膨大になります。多種多様なデータが時間をかけることなく処理できる。今回のハードウェアの進歩はそういった未知の領域への可能性を拡げます」。
竹原氏は「我々の事業の最終目的は、医療の質を高めることにあります。ユーザの負担をで
きる限り軽減することによって、より良い医療を提供できると考えています」と語った。 |
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| Company Profile |
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ザイオソフト株式会社
1998年創業。主な事業は医用画像処理システムの開発・製造・販売。3DWSの販売実績は累計1,600台を誇る。部門単位の3DWSから大病院クラスのネットワーク型医用画像処理システムまで、画像診断を包括的にサポートする同社の製品群は、すべて自社開発のため統一されたシステム設計がなされ、相互互換性、拡張性を確保する。2005年1月にはアメリカ法人Ziosoft, INC.を設立。今後はアメリカでの事業拡大にも力を入れていく構え。 |
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| URL： |
http://www.zio.co.jp |
| 設立： |
1998年 |
| 本社所在地： |
〒108-0073
東京都港区三田1丁目2番18号 |
| TEL： |
03-5427-1903 |
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