最近では医療分野でも3Dモデリングが取り沙汰されている。筆者が現在の学校に入学した頃、既にCTやMRIの画像をモニター上で3Dに再現する高性能なソフトウェア(ワークステーション)は存在していたが、3Dプリンタや拡張現実などの発展により、撮像した臓器のモデルをモニター以外の場所でも五感で体感することが出来るようになった。
神戸大学大学院の医学研究科に所属している医師、杉本真樹氏が中心となって、これらの取り組みを行っている。杉本氏は、医療画像アプリケーションOsiriXの開発にも携わり、現在ではOsiriXをベースとした低侵襲度の手術法やロボット手術などの研究をしている。
OsiriXは無料版も提供されており、以前撮像してもらったCTやMRIのデータがCD-Rなどで手元に残っていれば、お金をかけずに自分の身体の3Dモデルを作ることが出来る。(ただし、OsiriXはMac専用なので、Windowsの場合は、SlicerやITKSnapなどがある。)
① 《OsiriX》 (http://www.osirix-viewer.com)にてDICOMを読み込む。OsiriXの無料版はこちらからダウンロード出来る。
② OsiriXでモデリングしたいファイルを選択する。
そして、画像を選択した状態で[3Dサーフェスレンダリング]を選択する。(MRIの画像でも出来る。)
このような表示が出る。間引き、平滑化の部分をいじると、画像が滑らかになったり粗くなったりする。
このような形で、個人パソコン上で自分の頭部の画像を3Dで再現することが出来た。ただし、今回使ったのが
6mm厚の画像だったので、ステアステップアーチファクトが生じてしまっている。1~2mmなどより薄いスライス厚であれば、より細かく再現出来る。
③ 2の画面上で、 [3D-SR書き出し]から［STLに書き出し(.stl)］を選択する。
④この.stlファイルを3Dプリンタに直接渡せば造形できる。
今回用いたのがMRIの画像であり、細部を再現することは出来なかったが、CT画像を用いれば、骨の3Dモデリングを行うことも出来る。
MRIの場合、組織の違いによる信号のしきい値を設定することが難しく、3Dモデリングすると、中身がすかすかになってしまうようである。Autodesk Inventorなどで内部構造を埋める処理を行おうとしたが、修正出来なかった。
実際に出力したものはこのような形になった。
⑤ AR(拡張現実感)を再現するには、《Augment》というアプリで.stlファイルを重畳表示できる。 (http://www.augmentedev.com/#home)
会員登録してログインすると、[Add Model]というボタンがあるので、これをクリックして、先程保存したstlファイルをアップロードする。
アップロードされたら、名前とカテゴリーを選択する。ここでは、[Medical]を選択。
自身のスマートフォンに、Augmentのアプリをダウンロードしておく。iPhoneとAndroidの両方に対応している。
(iPhone:https://itunes.apple.com/us/app/augment-3d-augmented-reality/id506463171?mt=8
Android:https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ar.augment&hl=ja)
アップロードしたモデルを選択すると、スマートフォンの画面上で3Dモデルが表示される。
ちなみにOsiriXの日本語マニュアルはこちら：http://www.xknowledge.co.jp/book/detail/XK9784767811994
stlファイルの確認には、《Meshlab》というソフトが使いやすいそうだ。.plyファイルに書き出すこともでき、Augmentにもアップロード出来る。 (ダウンロードはこちら。http://sourceforge.jp/projects/sfnet_meshlab/ )