GRAPHY tutorial（入門編） ver1_0

メディカルイメージングを科学する人たちの力になるGRAPHYチュートリアル〜入門編〜 VER. 1.0

Visionary Imaging Services, Inc.Author : Tatsuaki Kobayashi2016/8/3

はじめに • このチュートリアルは、 GRAPHY を初めて使う方向けの簡易的な操作マニュアルとして作成されました。• どなたでもご利用いただけます。• フィードバックお待ちしております。• この資料のご利用に関しては、自己責任でお願いします。

• 読んでいただいている方へ

© Visionary Imaging Services, Inc.

GRAPHY

GRAPHY は医用画像処理や解析が可能なオープンソースソフトウェアです。OsiriX-OS をフォークして作られています。どなたでも利用できます。主に、バイオメディカル領域の科学者（医師、コメディカル、コンピュータサイエンスなどの研究者や学生）が、生物医学的な画像データを処理するために利用しています。


GRAPHYのアイコン

イーグルアイ；

バイオメディカルイメージング領域で活躍する、ユーザー、開発者、研究者、科学者たちが観察するデータをより本質的に、客観的に見る鷲（ワシ）の目をイメージしています。

盾と交差する弓矢（ Neith）；

Neithの象徴をイメージしています。 GRAPHYは病気と闘うための武器になります。

球と背景の走査線；

概念間のリンクと推論をイメージしています。

GRAPHYという名前

1984年ごろ、MYCINというエキスパートシステムの開発がスタンフォードで行われていました。このMYCINの命名規則に則り、開発者の強みであるRadiographyの -graphyからこの呼称を採用しました。

OsiriX

OsiriX は医用画像処理が可能なオープンソースソフトウェアです。誰でも利用することができます。スイス、ジュネーブ大学のアントワーヌ先生（放射線科医）が中心となって開発が進められています。

• 2004 年 RSNA, Cum Laude Award• 2005 年 Apple Design Award• 2013 年 Auntminnie award for the best radiology mobile app• 世界中に 5 万人のユーザー


豊富な機能OsiriX は実際に医用画像を解析する医師を中心に開発が進められています。実践的かつ使いやすい機能が豊富です。プラグインによる専門的なプログラムの拡張も可能です。


さあ、始めましょう。


Table of contents

• Get Ready• ダウンロード & インストール• ナビゲーションウィンドウの説明

• Getting Started• データのインポート• 2D ビューワによる画像参照• 3D ビューワによる画像参照• 画像データのエクスポート

• テクニック• 2D ビューワ

• イメージフュージョン• サブトラクション

• 3D ビューワ• 3D 領域抽出と 3D 画像表示• 3D ボリューム計算


GET READYまずは、用意しましょう。


Install & Data download

⒈GRAPHY を入手 ⒉ 教育研究用データを用意

GitHub からバイナリーをダウンロードして、解凍後にアプリケーションフォルダにGRAPHY ファイルを保存してください。https://github.com/tatsunidas/GRAPHY-Binaries

プロジェクトページはこちら。

OsiriX のダウンロードサイトからテストデータをダウンロードします。 BrainiX 、 BrebiX 、 LungiX 、 ArtifiX、 CerebriX をダウンロードしておきましょう。


https://github.com/tatsunidas/GRAPHY-Binaries

https://github.com/tatsunidas/GRAPHY-Binaries

http://graphy.vis-ionary.com/

http://www.osirix-viewer.com/datasets/

• X-ray• CT• MRI• PET• etc （ Echo, SPECT,

Angio… ）医用画像にはいろいろな種類があります。GRAPHY は OsiriX の力を借りて、 DICOMフォーマットに完全に準拠しており、これらの画像が一般的な DICOMフォーマットであれば開くことができます。

モダリティとトレーニングデータ

※ これらの画像はサンプルです。


http://www.driainduncan.com.au/wp-content/uploads/2012/04/foot-for-web1.jpg

http://www.google.co.jp/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=UNovzTRGr0flFM&tbnid=Xu_O8mavqnBdwM:&ved=0CAUQjRw&url=http://rad.med.hokudai.ac.jp/medicalcare/diagnostics/ivr/&ei=zzj0U4GGCsq68gXE0YGQAw&bvm=bv.73231344,d.dGc&psig=AFQjCNES_Ut9hZEENrTXWRF77lIehUCaAQ&ust=1408600637635192

基本となる 3 つのウィンドウデータベースウィンドウ（起動画面）

2D ビューワ

3D ビューワ

ダブルクリックで起動


データベースウィンドウ

• データベースの一元管理• データベース内の画像のリスティング• 選択した画像の内容表示• データのインポートやエクスポート（ CD 作成）• ネットワーク設定

データベースウィンドウが、画像を対象とした動作の起点になります。データベースに保存されているデータを参照することができます。


2D ビューワ

• WW/WL• ウィンドウタイリング• パンニング• 回転• 拡大縮小• ROI による計測• スライス位置同期ページング• 2D スライススラブ• 自動スライス送り• カラールックアップテーブル変更• 多断面再構成• フュージョン• キー画像保存• 画像フィルタリング

プレビュー

サムネイル

ツールバー

画像を参照、計測するために必要な機能を搭載しています。表示設定にこだわる方のために、ツールバー設定も可能になっています。


3D ビューワ

• MPR• 垂直 MPR• カーブ MPR• MIP• ボリュームレンダリング• 3D エンドスコピー• 3D サーフェスレンダリング

プレビューツールバー

3 次元で画像を参照、計測するために必要な機能を搭載しています。 3D 解析状態の保存や、 3D-ROI を使った高度な解析も可能です。


確認しよう。 • GRAPHY とはどんなソフトウェアでしょうか？• GRAPHY を無事にインストールできましたか？• トレーニングデータのダウンロードはできましたか？• おおまかに GRAPHY でできそうなことをイメージできましたか？

振り返ってみましょう。すべてチェックがついた方は、次に進みましょう。


GETTING STARTED使い始めましょう。


トレーニングデータのインポート• BrainiX• LungiX• BrebiX• ArtifiX

GRAPHY を起動して、最初にダウンロードしておいたデータをインポート（読み込み）します。

⒈インポート ⒉ インポートするデータを選択

リンク参照かファイルをコピーするか選択する。（ここではコピー）

3. データベースに追加される。


2D ビューワによる画像参照• データベースウィンドウで参照したいデータを選択してダブルクリックするだけで 2D ビューワが起動します。Try now!• コントラストを変えよう• 表示タイルを変更しよう• 拡大縮小してみよう• パンニングしてみよう• スライス同期を確認しよう• （ ROI を使ってみよう）


• 任意の画像を 2D ビューワを開いて、ツールを選択して画像のコントラストなどを変えてみましょう。

3D ビューワによる画像参照2D ビューワを開いたら、次は 3D 画像解析を体験しましょう。

2D ビューワを開いた状態でメニューから 3D ビューワを起動

• 2D ビューワを開いた状態で、 3D 解析したいシリーズウィンドウを選択し、メニューの 3D ビューワから機能を起動できます。


3D ビューワによる画像参照3D 画像解析を体験しましょう。いろんな表示方法がありますが、細かいことは気にせずにまずは使って体験しましょう。Try now!• BrebiX を 2D ビューワで表示させ、 3Dビューワメニューから 3D 機能を試していきましょう。

• 3D MIP• 3D ボリュームレンダリング• 3D サーフェイス• (3D 仮想内視鏡 )

※ サーフェイスレンダリングはデフォルトの設定で実行してください。

VR をいじってみよう！• WW/WL• ローテーション• ボリュームクロップ• CLUT 変更• 16-bit ボタンからオパシティを変更

MIP

VR

SR


補足

画像データのエクスポート• 任意の場所に画像データをエクスポート• DICOM クライアントに送信• 簡易ビューワ付き

CD 作成

⒈エクスポート機能を起動 ⒉ エクスポート先を選択

• DICOM DIR の付加の有無• フォルダ階層の有無• 圧縮の有無• ZIP のパスワード設定の有無



CD 作成

⒈転送機能を起動

⒉ 送信先クライアントを選択



CD 作成

⒈CD/DVD 作成機能を起動

• ビューワソフトを選択• レポートや ROI を含めるか選択• ZIP暗号化するか選択


ROI の取扱い• 2D-ROI• 3D-ROI• ROI の設定（設定パネルと ROI メニュー）

• 2D/3D ビューワを起動して利用します。


ROI の取扱い• 2D-ROI• 3D-ROI を作成する

→ポリゴン系の 2D-ROI を同じ名称にして、一つの 3D-ROI を作り、体積などを解析します。その他、ボリュームレンダリングする方法があります（後述）。

• ROI の設定（設定パネルと ROI メニュー）

• デフォルト ROI ネーム設定を On にしておくと、新しく作る全ての ROI名が同じになります。（例えば、 ROI 1 ）

ROI 1

ROI 1

ROI 1


ROI の取扱い• 2D-ROI• 3D-ROI• ROI の設定（設定パネルと ROI メニュー）

• ROI を取り扱うための詳細な設定が豊富に揃っています。• ROI データの保存• 保存した ROI データのインポート• ROI Info の表示設定• ROI の選択• ROI名の設定• 表示サイズや透明度の設定• ボリューム解析• ROI のロック• リージョングローイング• ピクセルバリュー割り当てなど


動画作成2D ビューワや 3Dビューワから、任意の場所に .mov形式の動画をエクスポートできます。• 2D 画像のスライス送り動画• 3D 画像のローテーション動画• フライスルーの動画操作画面の動画はQuickTime などの別のアプリケーションで作成できます。

すべて、フレームレートを決定し、任意の場所に .mov形式の動画をエクスポートできます。

• 2D ビューワからムービーエクスポート • 3D ビューワからムービーエクスポート（回転方向と角度を選択可能）

• 仮想内視鏡からフライスルーを選択して、 Movie タブで設定


3D ファイル作成3D サーフェイスレンダリングを起動してから、エクスポート 3D 機能で選択リスト内のフォーマットで出力できます。STL形式でも出力可能です。 3D プリンティングにも利用できます。

WireframeSR

• ワイヤーフレームへの変換は” w”キーを押します。戻す時は” s” です。


確認しよう。 • トレーニングデータをデータベースにインポートできましたか？• 2D ビューワを開くことができましたか？• 2D ビューワの機能を試すことができましたか？（ウィンドイング、拡大縮小、パンニングなど）• 3D ビューワの 3D 表示機能（ MIP, VR, SR ）を起動できましたか？• 画像データのエクスポートの方法はわかりましたか？• ROI の機能を確認できましたか？• 動画の作成方法はわかりましたか？• 3D ファイルの出力方法は確認できましたか？本チュートリアルではご紹介できておりませんが、マスク画像をサブトラクションできるデジタル・サブトラクション・アンギオグラフィー向けの画像表示や、心臓 CTなどの時相の異なる複数シリーズを同時に動画再生する4D 機能もあります。別の機会に一度ご確認ください。

振り返ってみましょう。ここまでできたら初歩は終了です。


TECHNIQUESNext step を体験しましょう。


2D ビューワによる画像処理• イメージフュージョン• サブトラクション

フュージョンTry now!• データベースウィンドウで LungiX のスタディを選択し、ダブルクリックで表示させて下さい。• ウィンドウタイリングを複数表示にすると、自動でフュージョン画像が参照できます。• または、データベースウィンドウで重ね合わせたい PET+CT あるいは、 SPECT+CTの各シリーズを選択して、右クリックで画像表示を選択して開きます。• PET-MRI を重ね合わせることもできます。

ベース画像重ね合わせ画像フュージョン画像ショートカット：Shift+Command+F

• 次のスライドから Fusion 画像の参照にトライしていきます。


フュージョンTry now!• 画像が開けたら、フュージョンを使いやすくするためにツールバーをカスタマイズしていきます。• Fusion ツールをメニューバーにドラッグ & ドロップします。• これで準備完了です。

メニュー領域を右クリック（または Ctrl+左クリック）して、カスタマイズパネルを表示

アイコンをメニューバーへドラッグ & ドロップ（逆に外す時はメニューのアイコンを下の領域にドラッグ & ドロップ）

①

②


フュージョンTry now!• ツールバーをカスタマイズできたら、透明度を変更してみましょう。

• Mode からオパシティの変更も可能です

• 透明度を変更します。© Visionary Imaging Services, Inc.

フュージョンの補足• 2D ビューワでフュージョンをした状態で垂直 MPR を起動します。

Fusion を 3D で参照することもできます。※LungiX は、画像シリーズのつなぎ合わせがあるためエラーになります。 CerebriX などでお試しください。


※微妙な位置調整は、ツールの 3D Pos 機能を使います。

フュージョンの補足• もちろん、 SUV の詳細の確認や設定が可能です。• PET 画像の放射性同位元素情報• SUV 計算設定• フュージョン自動設定の On/Off


フュージョンの補足• もちろん、 SUV の詳細の確認や設定が可能です。• PET 画像の放射性同位元素情報• SUV 表示や計算の設定フュージョン自動設定の On/Off は 2D ビューワ設定パネルから設定できます。

• メニューから Preferences を開きます。


SUV のウィンドウスケール

撮像開始時刻タグ指定

サブトラクションTry now!• まずは、 BrainiX の

T1w と T1wCE を表示してみましょう。開けたら次に進みましょう。

アクティブ画像表示画像サブトラクション画像がつくれます。

• 任意の画像どうしのサブトラクションにトライしてみましょう。


サブトラクションTry now!• BrainiX の T1 、 T1CE画像を 2 ウィンドウで表示します。• サブトラクションをするために、差分する画像を元画像へドラッグ

& ドロップします。

• T1w を T1wCE へドラッグ & ドロップしてみましょう。

ウィンドウフレームの DICOM マークをドラッグし、重ね合わせたい画像にドロップします。

ドラッグ中

ドロップ


サブトラクションTry now!• サブトラクションしてみましょう。他のシーケンスで取得された画像でも試してみてください。

• サブトラクションしてみましょう。表示されたパネルからサブトラクションを選択します。

サブトラクション画像


3D ビューワによる画像処理• 3D 領域抽出と 3D 画像表示• 3D ボリューム計算

ボリュームレンダリングの振り返り

• オパシティ設定• ルックアップテーブル• CPU/GPU切り替え• カメラポジションビュー• 3D 画像上の計測• 3D-ROI• ボユームクロップ（骨除去など）• 3D データ出力（ STL など）• クロッピングキューブ


3D 領域抽出

3D 画像から領域を抽出してみましょう。

• このような 3D 処理を今から実践します。


3D 領域抽出

• まずは、トレーニングデータを用意します。• データが重すぎると作業が遅くなってしまうため、今回は、

ArtifiX の A Aorta w-c 1.5 B20f 60% を利用していきます。

• ArtifiX の A Aorta w-c 1.5 B20f 60% を 2D ビューワで開きます。


3D 領域抽出

• 早速、領域を抽出します。• 領域は ROI として抽出します。• GRAPHY は、 3D-

ROI を作成できます。• 3D-ROI は、ポリゴン系の 2D-ROI を同じ名前にしたグループ ROI か、リージョングローイングで抽出したボリュームです。• 今回は後者のやり方で話を進めます。

• ROI メニューから Grow Region を選択します。


3D 領域抽出

• 右図のようにパラメータを設定しましょう。• 今回は、空気の領域を抽出します。• この設定を確認した後、抽出する領域の任意のポイントをクリックします（肺の黒い部分）。• 今回はインターバルを 1000 にしていますので、クリックしたところのピクセル値から 1000 の差異までの隣接するピクセルすべてを自動抽出します。

①設定して、肺野をクリック

②抽出

③計算を実行


3D 領域抽出

• 抽出して、 Computeを実行したら、そのまま 3D ビューワ機能の 3D ボリュームレンダリングを実行します。ボリュームレンダリングが起動します。


3D 領域抽出

• ツールバーの右側の拡張ボタンから、 ROI マネージャを選択して起動します。• すると、先ほど作成した 3D-ROI が自動で認識されます。• もし複数ある場合は、このウィンドウにリストされていきます。

①ツールバーから ROI Managerを起動

起動後の状態

ROI マネージャ


3D 領域抽出

• 最後に、 3D-ROI をボリュームレンダリング画像にレンダリングさせます。• そのために、 ROI マネージャの左側のチェックボックスを

On にします。• すると、計算がはじまります。• さあ、結果はどうでしょうか。

チェックを On にします。

計算処理が走ります。


3D 領域抽出

• 完成です。CPU から GPU に切り替えると、表示される画像がより綺麗になります。複数 3D-ROI を作れば、より複雑な可視化が可能です。アイディアは無限です。いろいろとお試しください。

• うまくできましたか？


3D ボリューム計算次は容積（体積）を測定してみましょう！GRAPHY なら簡単です。

• 知らないうちに、あなたはスペシャリストに一歩ずつ近づいています。次は 3D 容積の算出をしてみましょう。


3D 容積が算出できます。

3D ボリューム計算• 先ほど作成した肺野領域の 3D-ROI を使っていきます。• もし削除してしまった場合は、同じやり方でリージョングローイングから 3D-

ROI を作成してください。• まず、 2D ビューワを開いた状態で ROIメニューから ROI ボリュームを選択します。• その中の Compute

Volume… を選択します。

• ROI メニューから ROI ボリューム >Compute Volume… を選択します。

① ②


3D ボリューム計算• ROI ボリュームウィンドウが起動します。• Statistics から、特徴量を確認しましょう。• その中に、ボリュームの計算結果が含まれています。計算結果はいくつでしたか？


確認しよう。 2D ビューワ：テクニック• フュージョンはうまくできましたか？• フュージョンで透明度の変更はできましたか？• SUV 算出に関する設定を確認できるようになりましたか？• フュージョンを MPR で見れましたか？• 画像間のサブトラクションはできましたか？3D ビューワ：テクニック• 肺野の領域抽出はできましたか？• 3D-ROI をボリュームレンダリングできましたか？• 3D-ROI の容積を算出できましたか？ここまで確認できた方、本当にすごいことをしてきたと思います。ところで、何がすごいことだったのでしょう？これを知るのはもう少し時間がかかる方もいるでしょう。ピクセルとは何か、ボクセルとは何か、ボリュームレンダリングとは何か、はたまた、医用画像で見ているものは何か、、。疑問が湧きませんか？

振り返ってみましょう。ここまでできたら入門は終了です。


本チュートリアルはここまでです。

あなたの画像を科学する探求をこれからも応援しています。Have fun.


筆者よりアドバイス• 研究・教育用の DICOM データはたくさん公開されています。 Google で調べてみましょう。• YouTube は OsiriX の使い方を知る効率的なツールです。活用しましょう。• DICOM の知識はある程度必要です。初歩は勉強しておきましょう。

• 研究用画像データ• YouTube• DICOM


最後までお読みいただき、ありがとうございました。わたしたちは、これからも進化し続けるGRAPHYやOsiriXを、みなさんをときめかせ、長く使いたいと思わせ、使うほどに価値を感じるようなツールとして普及させていきます。本チュートリアルのさらなる改良や、別領域でのチュートリアル作成、操作トレーニングに関してなど、お問い合わせお待ちしております。

（お問い合わせ）ビジョナリーイメージングサービス株式会社http://www.vis-ionary.com/inquiry

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