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TEDxGöteborg 2010

Anders Ynnerman: Visualizing the medical data explosion

アンダース・インナーマン:爆発的に増大する医療データの視覚化

November 20, 2010

現在では患者一人に対して、医療用撮影装置はわずかな時間のうちに大量の画像やテラバイト級のデータを生成します。では、医者はこれらの情報の中からどのようにして有用なデータを判断するのでしょうか?TEDxGöteborgでは、科学データの視覚化の専門家であるアンダース・インナーマンが、無数のデータの解析のため、バーチャル解剖などといった新しく高機能なツールの紹介や、現在開発中であるSFに近いような医療技術を少しだけ披露します。本トークには医療用画像が含まれます。

Anders Ynnerman - Scientific visualization expert
Anders Ynnerman studies the fundamental aspects of computer graphics and visualization, in particular large scale and complex data sets with a focus on volume rendering and multi-modal interaction. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
I will start by posing a little bit of a challenge:
まず始めに医療に関係する
00:15
the challenge of dealing with data,
データを取り扱う
00:19
data that we have to deal with
課題について
00:22
in medical situations.
ご説明します
00:24
It's really a huge challenge for us.
これは私たちにとって大きな課題です
00:26
And this is our beast of burden --
そんな私たちを助けるのがこの機械です
00:28
this is a Computer Tomography machine,
これはコンピュータ断層撮影装置
00:30
a CT machine.
通称 CTです
00:32
It's a fantastic device.
素晴らしい装置です
00:34
It uses X-rays, X-ray beams,
人体の周りに対して
00:36
that are rotating very fast around the human body.
高速で回転するX線が使われます
00:38
It takes about 30 seconds to go through the whole machine
機械を端から端まで通り抜けるのに
00:41
and is generating enormous amounts of information
およそ30秒かかり そこから膨大な
00:43
that comes out of the machine.
情報が出力されます
00:45
So this is a fantastic machine
健康管理の向上のために
00:47
that we can use
使える
00:49
for improving health care,
大変素晴らしい機械です
00:51
but as I said, it's also a challenge for us.
しかし 私たちにとっての課題でもあるのです
00:53
And the challenge is really found in this picture here.
その課題はこちらの画像で見て取れます
00:55
It's the medical data explosion
これは現在私たちが直面している
00:58
that we're having right now.
医療データの爆発的な増加問題です
01:00
We're facing this problem.
この問題に現在取り組んでいます
01:02
And let me step back in time.
過去に遡りましょう
01:04
Let's go back a few years in time and see what happened back then.
数年前に何が起こったかご説明します
01:06
These machines that came out --
これらの機械は
01:09
they started coming in the 1970s --
1970年頃に導入され始め
01:11
they would scan human bodies,
人体をスキャンし
01:13
and they would generate about 100 images
100枚程度の人体画像を
01:15
of the human body.
生成します
01:17
And I've taken the liberty, just for clarity,
大変勝手ながら 明確化するために
01:19
to translate that to data slices.
それらをデータをデジタル化すると
01:21
That would correspond to about 50 megabytes of data,
大体50MBの大きさになります
01:24
which is small
情報量自体は私たちが
01:26
when you think about the data we can handle today
現在扱っているデータに比べると小さいでしょう
01:28
just on normal mobile devices.
通常のモバイル機器で扱えます
01:31
If you translate that to phone books,
電話帳に例えると
01:33
it's about one meter of phone books in the pile.
1メートル分積み上げた電話帳の数に相当します
01:35
Looking at what we're doing today
現在私たちが扱っている
01:38
with these machines that we have,
これらの機械は
01:40
we can, just in a few seconds,
数秒以内に
01:42
get 24,000 images out of a body,
2万4千枚もの人体の画像を生成します
01:44
and that would correspond to about 20 gigabytes of data,
これは20GBものデータ もしくは
01:46
or 800 phone books,
電話帳800冊分の情報量です
01:49
and the pile would then be 200 meters of phone books.
重ねれば200メートルは行くでしょう
01:51
What's about to happen --
何が起きようとしているか
01:53
and we're seeing this; it's beginning --
今まさに起き始めている
01:55
a technology trend that's happening right now
技術トレンドとは
01:57
is that we're starting to look at time-resolved situations as well.
測定時間中の人体の状態を見れるようになったことです
01:59
So we're getting the dynamics out of the body as well.
つまり人体の挙動を解剖なしで確認できるのです
02:02
And just assume
それでは
02:05
that we will be collecting data during five seconds,
5秒もの間 データを取得したとしましょう
02:07
and that would correspond to one terabyte of data --
それは1テラバイトものデータになります
02:10
that's 800,000 books
これは 80万冊の本 あるいは
02:12
and 16 kilometers of phone books.
16km分重ねた電話帳に相当します
02:14
That's one patient, one data set.
これは患者一人分のデータです
02:16
And this is what we have to deal with.
私たちが取り組む対象です
02:18
So this is really the enormous challenge that we have.
実に途方もない仕事です
02:20
And already today -- this is 25,000 images.
これで 2万5千枚もあります
02:23
Imagine the days
これらを放射線専門医が
02:26
when we had radiologists doing this.
対応する姿を想像してみてください
02:28
They would put up 25,000 images,
2万5千枚もの画像を前に
02:30
they would go like this, "25,0000, okay, okay.
こう言うのです 「えっと 2万5千枚か
02:32
There is the problem."
ああ ここが問題の箇所だ」
02:35
They can't do that anymore. That's impossible.
もうそのようなことはできません 不可能です
02:37
So we have to do something that's a little bit more intelligent than doing this.
そうするよりももっと合理的な方法を行う必要があります
02:39
So what we do is that we put all these slices together.
まずこれらの画像を一つにまとめます
02:43
Imagine that you slice your body in all these directions,
自分自身の体をあらゆる角度から薄切りにし
02:45
and then you try to put the slices back together again
それらを再度元のデータの塊に戻すことを
02:48
into a pile of data, into a block of data.
想像してみてください
02:51
So this is really what we're doing.
そういうことを私たちは行っているのです
02:53
So this gigabyte or terabyte of data, we're putting it into this block.
このギガ テラバイト級のデータを元の塊に戻します
02:55
But of course, the block of data
もちろん データの塊は
02:58
just contains the amount of X-ray
単に 人体のそれぞれの箇所において
03:00
that's been absorbed in each point in the human body.
吸収されたX線の総量のみを表します
03:02
So what we need to do is to figure out a way
そこで まずは私たちが
03:04
of looking at the things we do want to look at
注目していないものは透過し 確認したいもののみを
03:06
and make things transparent that we don't want to look at.
見れるようにする必要があります
03:09
So transforming the data set
つまり このような形に
03:12
into something that looks like this.
データを変換したいのです
03:14
And this is a challenge.
この課題は
03:16
This is a huge challenge for us to do that.
私たちにとって とてつもない難題でした
03:18
Using computers, even though they're getting faster and better all the time,
絶えず処理速度や性能が良くなるコンピュータでも
03:21
it's a challenge to deal with gigabytes of data,
ギガバイトや
03:24
terabytes of data
テラバイト級のデータを対象に
03:26
and extracting the relevant information.
関連情報を抽出するのは困難な作業です
03:28
I want to look at the heart.
心臓であったり血管や肝臓を
03:30
I want to look at the blood vessels. I want to look at the liver.
見たい時があるかもしれません
03:32
Maybe even find a tumor,
もしかしたら腫瘍を発見する
03:34
in some cases.
こともあるかもしれません
03:36
So this is where this little dear comes into play.
そこでこの可愛らしい子の出番です
03:39
This is my daughter.
これは私の娘です
03:41
This is as of 9 a.m. this morning.
今朝の9時頃の彼女の様子です
03:43
She's playing a computer game.
彼女はゲームで遊んでいます
03:45
She's only two years old,
まだ2歳児ですが
03:47
and she's having a blast.
とても楽しんでいます
03:49
So she's really the driving force
彼女はGPU開発の
03:51
behind the development of graphics-processing units.
推進役といっていいでしょう
03:54
As long as kids are playing computer games,
子供達がゲームを遊ぶ限り
03:58
graphics is getting better and better and better.
グラフィックは進化し続けるのです
04:00
So please go back home, tell your kids to play more games,
帰ったら 是非ゲームを勧めてください
04:02
because that's what I need.
それが私たちには必要だからです
04:04
So what's inside of this machine
この機械の中には
04:06
is what enables me to do the things that I'm doing
私が医療データに対して行っていることを
04:08
with the medical data.
可能にしてくれるものが存在します
04:10
So really what I'm doing is using these fantastic little devices.
実はこのような小さな装置を使っています
04:12
And you know, going back
ご存知のように
04:15
maybe 10 years in time
おそらく10年程前 私が
04:17
when I got the funding
1台目の画像処理用のコンピュータを
04:19
to buy my first graphics computer --
買う予算を得た時代の頃は
04:21
it was a huge machine.
それはとても巨大なマシンでした
04:23
It was cabinets of processors and storage and everything.
プロセッサやらストレージなどあらゆるものが詰め込まれていました
04:25
I paid about one million dollars for that machine.
私はそのマシンに100万ドル支払いました
04:28
That machine is, today, about as fast as my iPhone.
そんな機械も 今や私のiPhoneと同じくらいの性能です
04:32
So every month there are new graphics cards coming out,
毎月 新型のグラフィックカードが販売されますが
04:37
and here is a few of the latest ones from the vendors --
これは NVDIA ATI Intelといったベンダーから頂いた
04:39
NVIDIA, ATI, Intel is out there as well.
数少ない最新モデルです
04:42
And you know, for a few hundred bucks
ご存知のように 数百ドルも払えば
04:45
you can get these things and put them into your computer,
このようなグラフィックカードを購入し
04:47
and you can do fantastic things with these graphics cards.
コンピュータに追加して様々なことが可能になります
04:49
So this is really what's enabling us
このように これらと共に
04:52
to deal with the explosion of data in medicine,
人々に研究されている
04:54
together with some really nifty work
アルゴリズム開発や
04:57
in terms of algorithms --
データの圧縮方法
04:59
compressing data,
関連情報の抽出方法などによって
05:01
extracting the relevant information that people are doing research on.
膨大な医療データを取り扱うことを可能にしています
05:03
So I'm going to show you a few examples of what we can do.
それでは 私たちが出来るいくつかの例をご紹介します
05:06
This is a data set that was captured using a CT scanner.
これはCTスキャナーによって取得されたデータです
05:09
You can see that this is a full data [set].
ご覧のようにこれは完全なデータです
05:12
It's a woman. You can see the hair.
これは女性で 髪の毛が見えます
05:15
You can see the individual structures of the woman.
女性の身体の個別構成を確認することができます
05:18
You can see that there is [a] scattering of X-rays
このように歯の金属部分に対して
05:21
on the teeth, the metal in the teeth.
X線が拡散していることが見て取れます
05:24
That's where those artifacts are coming from.
ノイズが発生しているのはそういう部分です
05:26
But fully interactively
でも 通常のコンピュータ内の
05:29
on standard graphics cards on a normal computer,
標準のグラフィックカードによって インタラクティブに
05:31
I can just put in a clip plane.
断面を作ることができます
05:34
And of course all the data is inside,
全てのデータは格納されているので
05:36
so I can start rotating, I can look at it from different angles,
回転させたり 別の異なるアングルから確認ができます
05:38
and I can see that this woman had a problem.
この女性は問題を抱えていたようですね
05:41
She had a bleeding up in the brain,
脳内出血を起こしていたようですが
05:44
and that's been fixed with a little stent,
小さなステントと呼ばれる血管を狭める
05:46
a metal clamp that's tightening up the vessel.
金属製の留め具で治療されています
05:48
And just by changing the functions,
そして機能を変えることで
05:50
then I can decide what's going to be transparent
何を透明にし何を見えるようにするか
05:52
and what's going to be visible.
決めることができます
05:55
I can look at the skull structure,
骨格を見ることができます
05:57
and I can see that, okay, this is where they opened up the skull on this woman,
これが 女性の頭蓋骨を開けた部分で
05:59
and that's where they went in.
ここから中に入ったようです
06:02
So these are fantastic images.
これらは素晴らしい画像です
06:04
They're really high resolution,
非常に解像度が高く
06:06
and they're really showing us what we can do
現在の標準グラフィックカードを使って
06:08
with standard graphics cards today.
何が出来るかをとても良く示しています
06:10
Now we have really made use of this,
効果的な利用方法を編み出した私たちは
06:13
and we have tried to squeeze a lot of data
膨大なデータをシステム上に
06:15
into the system.
圧縮することを試みました
06:18
And one of the applications that we've been working on --
私たちの取り組んでいるアプリのうちの
06:20
and this has gotten a little bit of traction worldwide --
一つは 世界中で少しずつ話題になりつつある
06:22
is the application of virtual autopsies.
バーチャル解剖アプリです
06:25
So again, looking at very, very large data sets,
同じように 全身スキャンの画像といった
06:27
and you saw those full-body scans that we can do.
非常に巨大なデータセットを使います
06:29
We're just pushing the body through the whole CT scanner,
CTスキャナーに全身を通し
06:32
and just in a few seconds we can get a full-body data set.
数秒後に全身の画像データを得ることができます
06:35
So this is from a virtual autopsy.
これがバーチャル解剖です
06:38
And you can see how I'm gradually peeling off.
こうやって徐々に剥ぎ取っていきます
06:40
First you saw the body bag that the body came in,
始めに遺体袋が確認できます
06:42
then I'm peeling off the skin -- you can see the muscles --
次に皮を剥ぎ取り 筋肉が見えますね
06:45
and eventually you can see the bone structure of this woman.
最後にこの女性の骨格がご覧になれます
06:48
Now at this point, I would also like to emphasize
ここからは
06:51
that, with the greatest respect
これからお見せする人々に
06:54
for the people that I'm now going to show --
対し敬意を持って
06:56
I'm going to show you a few cases of virtual autopsies --
いくつかのバーチャル解剖をお見せします
06:58
so it's with great respect for the people
凶悪な事件によって
07:00
that have died under violent circumstances
お亡くなりになられた方々に敬意を払いつつ
07:02
that I'm showing these pictures to you.
これらの画像を
07:04
In the forensic case --
法医学的な事例としてお見せします
07:08
and this is something
これらは私の出身である
07:10
that ... there's been approximately 400 cases so far
スウェーデンだけで
07:12
just in the part of Sweden that I come from
過去4年間において
07:14
that has been undergoing virtual autopsies
およそ400件バーチャル解剖が
07:16
in the past four years.
執り行われています
07:18
So this will be the typical workflow situation.
これが通常のワークフローです
07:20
The police will decide --
警察は
07:23
in the evening, when there's a case coming in --
例えば夕方に 事件が起きたとして
07:25
they will decide, okay, is this a case where we need to do an autopsy?
解剖の必要があるかどうか判断します
07:27
So in the morning, in between six and seven in the morning,
そして朝の6時から7時にかけて
07:30
the body is then transported inside of the body bag
袋に包まれた遺体が
07:33
to our center
私たちのセンターに移送され
07:35
and is being scanned through one of the CT scanners.
CTスキャナーの一つでスキャンされます
07:37
And then the radiologist, together with the pathologist
病理学者やたまに法医学の研究者を
07:39
and sometimes the forensic scientist,
伴った放射線科医が
07:41
looks at the data that's coming out,
出力されるデータを確認し
07:43
and they have a joint session.
合同で会議を開きます
07:45
And then they decide what to do in the real physical autopsy after that.
そして本当の解剖をどのように行うか決めるのです
07:47
Now looking at a few cases,
いくつかの事例のうち
07:52
here's one of the first cases that we had.
私たちが担当した初期の事例を紹介します
07:54
You can really see the details of the data set.
このようにデータを本当に詳細に確認できます
07:56
It's very high-resolution,
とても高画質です
07:59
and it's our algorithms that allow us
さらに私たちが考案したアルゴリズムによって
08:01
to zoom in on all the details.
詳細な部分を拡大をすることが可能です
08:03
And again, it's fully interactive,
繰り返しますが 完全にインタラクティブで
08:05
so you can rotate and you can look at things in real time
このシステムによってリアルタイムで
08:07
on these systems here.
画像を回転させて見ることが可能です
08:09
Without saying too much about this case,
こちらの事例の説明は不要かもしれませんが
08:11
this is a traffic accident,
これは交通事故です
08:13
a drunk driver hit a woman.
酔っぱらった運転手が女性をひきました
08:15
And it's very, very easy to see the damages on the bone structure.
骨格の損傷を確認することがとても容易です
08:17
And the cause of death is the broken neck.
死因は首の損傷です
08:20
And this women also ended up under the car,
さらに女性は車に下敷きになってしまったため
08:23
so she's quite badly beaten up
その怪我によって体に
08:25
by this injury.
重度の損傷を負っています
08:27
Here's another case, a knifing.
別の事例を紹介します 刺殺事件です
08:29
And this is also again showing us what we can do.
私たちにできることを この例でも説明します
08:32
It's very easy to look at metal artifacts
体内に存在する金属製品を
08:34
that we can show inside of the body.
簡単に確認することができます
08:36
You can also see some of the artifacts from the teeth --
歯の中の加工物も確認できます
08:39
that's actually the filling of the teeth --
これは歯の詰め物です
08:42
but because I've set the functions to show me metal
金属のみを表示し その他は透明にする機能を
08:44
and make everything else transparent.
設定しています
08:47
Here's another violent case. This really didn't kill the person.
別の凶悪な事例を紹介します これは実際の致命傷ではありません
08:49
The person was killed by stabs in the heart,
この方は心臓に複数回刺され 死亡しました
08:52
but they just deposited the knife
しかし犯人はさらにナイフを
08:54
by putting it through one of the eyeballs.
片方の眼球に刺したままにしたのです
08:56
Here's another case.
別の事例を紹介します
08:58
It's very interesting for us
ナイフによる刺殺の事例などを検証できることは
09:00
to be able to look at things like knife stabbings.
私たちにとって大変興味深いものです
09:02
Here you can see that knife went through the heart.
ここではナイフが心臓に突き刺さっているのが確認できます
09:04
It's very easy to see how air has been leaking
空気が一方からもう一方へと
09:07
from one part to another part,
漏れだしている様子が簡単に確認できます
09:09
which is difficult to do in a normal, standard, physical autopsy.
通常の解剖ではこのようなことを確認することは困難です
09:11
So it really, really helps
このように
09:14
the criminal investigation
死因を判断する上で
09:16
to establish the cause of death,
犯罪捜査に大変有効です
09:18
and in some cases also directing the investigation in the right direction
また 捜査を正しい方向へ導き 真の殺人犯を
09:20
to find out who the killer really was.
突き止める場合もあります
09:23
Here's another case that I think is interesting.
これは 私が興味深いと感じた事例です
09:25
Here you can see a bullet
弾丸がこの方の脊椎の横に
09:27
that has lodged just next to the spine on this person.
留まっているのが見えます
09:29
And what we've done is that we've turned the bullet into a light source,
この弾丸を光源に変換することで
09:32
so that bullet is actually shining,
弾丸がこれらの破片を光らせて
09:35
and it makes it really easy to find these fragments.
見つけやすくしています
09:37
During a physical autopsy,
通常の解剖を行う際にこれらの破片を
09:40
if you actually have to dig through the body to find these fragments,
体内から見つけだそうとする場合は
09:42
that's actually quite hard to do.
実際には大変困難です
09:44
One of the things that I'm really, really happy
今日 皆さんにお見せ出来ることを
09:48
to be able to show you here today
嬉しく思っているものの一つが
09:50
is our virtual autopsy table.
このバーチャル解剖テーブルです
09:53
It's a touch device that we have developed
これは標準のGPUと今までのアルゴリズムを
09:55
based on these algorithms, using standard graphics GPUs.
元に私たちが開発したタッチデバイスです
09:57
It actually looks like this,
実際には
10:00
just to give you a feeling for what it looks like.
このような形となっています
10:02
It really just works like a huge iPhone.
巨大なiPhoneのように動作します
10:05
So we've implemented
テーブル上で
10:08
all the gestures you can do on the table,
行える全てのジェスチャーを実装しています
10:10
and you can think of it as an enormous touch interface.
巨大なタッチインターフェースと考えて頂ければと思います
10:13
So if you were thinking of buying an iPad,
iPadを買おうと考えている方は
10:17
forget about it. This is what you want instead.
忘れてください これこそ皆さんが欲していたものです
10:19
Steve, I hope you're listening to this, all right.
スティーブ あなたがこれを聞いてくれているといいんですが
10:22
So it's a very nice little device.
という訳で これはとても良いデバイスです
10:26
So if you have the opportunity, please try it out.
もし機会があれば 是非使ってみてください
10:28
It's really a hands-on experience.
実体験して頂くことをお勧めします
10:30
So it gained some traction, and we're trying to roll this out
注目も集めたことなので 私たちはこれの教育目的の
10:33
and trying to use it for educational purposes,
利用を想定して製品化を目指しており
10:36
but also, perhaps in the future,
将来的には
10:38
in a more clinical situation.
医療現場での利用も考えています
10:40
There's a YouTube video that you can download and look at this,
バーチャル解剖について紹介したい場合は
10:43
if you want to convey the information to other people
YouTubeに閲覧できる動画があるので
10:45
about virtual autopsies.
是非ご利用ください
10:47
Okay, now that we're talking about touch,
「触れる」ことについてご紹介したので
10:50
let me move on to really "touching" data.
次は本当にデータに触れることについてお話します
10:52
And this is a bit of science fiction now,
若干SFが入ってきますが
10:54
so we're moving into really the future.
未来のことについてお話します
10:56
This is not really what the medical doctors are using right now,
今は 医師がこれを利用している訳ではありませんが
10:59
but I hope they will in the future.
将来は 使っていることに期待しています
11:02
So what you're seeing on the left is a touch device.
左側に見えるのはタッチデバイスです
11:04
It's a little mechanical pen
小さな機械式のペンで
11:07
that has very, very fast step motors inside of the pen.
高速のステッピング・モーターが内蔵されており
11:09
And so I can generate a force feedback.
フィードバックを生むことができます
11:12
So when I virtually touch data,
よって データに仮想的に触れると
11:14
it will generate forces in the pen, so I get a feedback.
ペンに接触力が生まれ 感覚を得ることができるのです
11:16
So in this particular situation,
このように生きている方の
11:19
it's a scan of a living person.
スキャン画像に対して
11:21
I have this pen, and I look at the data,
ペンを持って データを確認しながら
11:23
and I move the pen towards the head,
頭部に向けてペンを動かすと
11:26
and all of a sudden I feel resistance.
突如 抵抗力を感じることができます
11:28
So I can feel the skin.
このように皮膚を感じることができます
11:30
If I push a little bit harder, I'll go through the skin,
もう少し強く押すと 皮膚を通り抜け
11:32
and I can feel the bone structure inside.
中の骨格を感じることができます
11:34
If I push even harder, I'll go through the bone structure,
さらに強く押せば 骨格を通り抜け
11:37
especially close to the ear where the bone is very soft.
耳のすぐ近くの柔らかい骨を通り
11:39
And then I can feel the brain inside, and this will be the slushy like this.
ぬるぬるしたような感じで 脳の部分を感じることができます
11:42
So this is really nice.
非常に有効な機能です
11:45
And to take that even further, this is a heart.
さらに例を紹介します これが心臓です
11:47
And this is also due to these fantastic new scanners,
新型のスキャナーのおかげで
11:50
that just in 0.3 seconds,
たった0.3秒で
11:53
I can scan the whole heart,
心臓全体をスキャンすることができます
11:55
and I can do that with time resolution.
さらに時間分解が行えるため
11:57
So just looking at this heart,
心臓を見ながら
11:59
I can play back a video here.
動画を再生することが可能です
12:01
And this is Karljohan, one of my graduate students
彼はこのプロジェクトに取り組んでいる
12:03
who's been working on this project.
大学院生の一人でカーデュアンと言います
12:05
And he's sitting there in front of the Haptic device, the force feedback system,
フィードバックシステムである触覚装置の前に座りながら
12:07
and he's moving his pen towards the heart,
心臓に向けてペンを動かすと
12:10
and the heart is now beating in front of him,
心臓が目の前で拍動しはじめます
12:13
so he can see how the heart is beating.
どのように心臓が拍動するのか確認できるのです
12:15
He's taken the pen, and he's moving it towards the heart,
ペンをとって 心臓に向けて動かし
12:17
and he's putting it on the heart,
心臓の上にペンを置くと
12:19
and then he feels the heartbeats from the real living patient.
生きた患者の心臓の鼓動を感じることができるため
12:21
Then he can examine how the heart is moving.
心臓の動作を確認することができます
12:24
He can go inside, push inside of the heart,
心臓の中に移動し 内部を押して
12:26
and really feel how the valves are moving.
心臓弁の動作を感じることができます
12:28
And this, I think, is really the future for heart surgeons.
これこそが 心臓外科医の将来の姿であると考えます
12:31
I mean it's probably the wet dream for a heart surgeon
心臓外科医にとって
12:34
to be able to go inside of the patient's heart
患者の心臓の中を
12:37
before you actually do surgery,
高解像度のデータを元に手術前に
12:40
and do that with high-quality resolution data.
確認するなんて夢のような話でしょう
12:42
So this is really neat.
非常に素晴らしい構想です
12:44
Now we're going even further into science fiction.
さらにSFに近いものをご紹介します
12:47
And we heard a little bit about functional MRI.
機能MRIについてご存知でしょうか
12:50
Now this is really an interesting project.
これはとても興味深いプロジェクトです
12:53
MRI is using magnetic fields
MRIは磁場と周波数を利用し
12:56
and radio frequencies
脳や体の
12:58
to scan the brain, or any part of the body.
あらゆる部分をスキャンすることができます
13:00
So what we're really getting out of this
これによって
13:03
is information of the structure of the brain,
脳の構造についての情報が得られます
13:05
but we can also measure the difference
しかし 更にこれを使って
13:07
in magnetic properties of blood that's oxygenated
酸素を含む血液と
13:09
and blood that's depleted of oxygen.
そうでない血液の磁性の差を測定することが可能です
13:12
That means that it's possible
これはつまり
13:15
to map out the activity of the brain.
脳の活動を映し出すことが可能なのです
13:17
So this is something that we've been working on.
私たちはこれにも取り組んでいます
13:19
And you just saw Motts the research engineer, there,
ちょうど研究技術者であるモッツが
13:21
going into the MRI system,
MRIにゴーグルを着用して
13:24
and he was wearing goggles.
中に入る所をご覧頂いています
13:26
So he could actually see things in the goggles.
これはゴーグルを通して
13:28
So I could present things to him while he's in the scanner.
彼にスキャナーにいながら映像を見せることができるためです
13:30
And this is a little bit freaky,
これは中々ビックリするかもしれません
13:33
because what Motts is seeing is actually this.
モッツが実際に見ている映像はこれです
13:35
He's seeing his own brain.
彼は自分の脳を見ているのです
13:37
So Motts is doing something here,
モッツはここで何かしていますね
13:40
and probably he is going like this with his right hand,
恐らく右手でこういう風にしています
13:42
because the left side is activated
なぜなら左側は運動皮質によって
13:44
on the motor cortex.
活性化されるからです
13:46
And then he can see that at the same time.
彼も同じくその様子を確認できます
13:48
These visualizations are brand new.
このような可視化は新しい取り組みであり
13:50
And this is something that we've been researching for a little while.
私たちが少し前から研究している分野です
13:52
This is another sequence of Motts' brain.
これはモッツの脳の別の部分です
13:55
And here we asked Motts to calculate backwards from 100.
彼には 100から逆に計算するように頼みました
13:58
So he's going "100, 97, 94."
「100 97 94...」とった具合に
14:01
And then he's going backwards.
計算しています
14:03
And you can see how the little math processor is working up here in his brain
彼の脳の小さな計算に関わる領域が活性化し
14:05
and is lighting up the whole brain.
脳の全体を光らせているのがわかります
14:08
Well this is fantastic. We can do this in real time.
素晴らしい結果です リアルタイムで計測できます
14:10
We can investigate things. We can tell him to do things.
彼に依頼して調査を行うことが可能です
14:12
You can also see that his visual cortex
更に彼の視覚野が
14:14
is activated in the back of the head,
頭頂部の後ろ側で活性化しています
14:16
because that's where he's seeing, he's seeing his own brain.
なぜなら自分自身の脳を見ているからです
14:18
And he's also hearing our instructions
また彼は 私たちが彼に何かをさせるための
14:20
when we tell him to do things.
命令を聞いています
14:22
The signal is really deep inside of the brain as well,
この信号は脳の奥深くで発せられていますが
14:24
and it's shining through,
中で光っているのが確認できます
14:26
because all of the data is inside this volume.
全てのデータがここに含まれているからです
14:28
And in just a second here you will see --
ここでは以下のような光景をご覧頂けます
14:30
okay, here. Motts, now move your left foot.
モッツ 左足を動かしてください
14:32
So he's going like this.
彼はその通りにします
14:34
For 20 seconds he's going like that,
20秒間そのままの状態でいます
14:36
and all of a sudden it lights up up here.
するとここが急に光ります
14:38
So we've got motor cortex activation up there.
運動皮質が活性化されたことが確認できます
14:40
So this is really, really nice,
非常に面白い結果です
14:42
and I think this is a great tool.
これはとても素晴らしいツールだと思います
14:44
And connecting also with the previous talk here,
そして今までお話しした内容をまとめると
14:46
this is something that we could use as a tool
ニューロンや脳がどのように
14:48
to really understand
機能しているのかを理解する上で
14:50
how the neurons are working, how the brain is working,
とても使えるツールであると考えます
14:52
and we can do this with very, very high visual quality
何より非常に高画質かつ高分解能な上
14:54
and very fast resolution.
高速に処理できます
14:57
Now we're also having a bit of fun at the center.
さらにセンター内で少々面白いことも行っています
15:00
So this is a CAT scan -- Computer Aided Tomography.
これはCAT(コンピューター断層撮影)スキャンです
15:02
So this is a lion from the local zoo
これはノーショーピングのはずれにある
15:06
outside of Norrkoping in Kolmarden, Elsa.
コルマルデン動物園からのエルサというライオンです
15:08
So she came to the center,
彼女はセンターに来て
15:11
and they sedated her
鎮静状態にされ
15:13
and then put her straight into the scanner.
そのままスキャナー内に運び込みました
15:15
And then, of course, I get the whole data set from the lion.
その後 ライオンの全データを取得しました
15:17
And I can do very nice images like this.
このようなライオンの画像に対して
15:20
I can peel off the layer of the lion.
レイヤーを剥ぎ取っていき
15:22
I can look inside of it.
内部を確認していきます
15:24
And we've been experimenting with this.
このようにして検証を行ってきました
15:26
And I think this is a great application
これは未来のテクノロジーにおける
15:28
for the future of this technology,
大変優れたアプリだと思います
15:30
because there's very little known about the animal anatomy.
なぜなら 動物解剖学については未知の部分も多く
15:32
What's known out there for veterinarians is kind of basic information.
獣医側で知られているのは基本的な知識に限られています
15:35
We can scan all sorts of things,
あらゆる動物をはじめ
15:38
all sorts of animals.
あらゆるものをスキャンできます
15:40
The only problem is to fit it into the machine.
唯一の問題は機械の中に入れることくらいです
15:42
So here's a bear.
これは熊です
15:45
It was kind of hard to get it in.
機械に入れるのに苦労しました
15:47
And the bear is a cuddly, friendly animal.
熊は非常にかわいらしい 友好的な動物です
15:49
And here it is. Here is the nose of the bear.
これは 熊の鼻の部分です
15:52
And you might want to cuddle this one,
抱きしめたくなるでしょう
15:55
until you change the functions and look at this.
機能を変更してこれを見るまでは
15:58
So be aware of the bear.
熊には注意しましょう
16:01
So with that,
以上をもって
16:03
I'd like to thank all the people
これらの画像の生成を手伝って頂いた
16:05
who have helped me to generate these images.
全ての方々に感謝したいと思います
16:07
It's a huge effort that goes into doing this,
データの収集やアルゴリズムの開発
16:09
gathering the data and developing the algorithms,
全てのソフトウェアを作り上げるまでに
16:11
writing all the software.
非常に多くの労力がかかっています
16:14
So, some very talented people.
非常に能力のある方々のおかげです
16:16
My motto is always, I only hire people that are smarter than I am
私のモットーは 私よりも頭の良い人達を雇うことです
16:19
and most of these are smarter than I am.
多くは私より頭が良い方々ばかりです
16:22
So thank you very much.
ありがとうございました
16:24
(Applause)
(拍手)
16:26
Translator:Yuki Okada
Reviewer:Takafusa Kitazume

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Anders Ynnerman - Scientific visualization expert
Anders Ynnerman studies the fundamental aspects of computer graphics and visualization, in particular large scale and complex data sets with a focus on volume rendering and multi-modal interaction.

Why you should listen

Professor Anders Ynnerman received a Ph.D. in physics from Gothenburg University. During the early 90s he was doing research at Oxford University and Vanderbilt University. In 1996 he started the Swedish National Graduate School in Scientific Computing, which he directed until 1999. From 1997 to 2002 he directed the Swedish National Supercomputer Centre and from 2002 to 2006 he directed the Swedish National Infrastructure for Computing (SNIC).

Since 1999 he is holding a chair in scientific visualization at Linköping University and in 2000 he founded the Norrköping Visualization and Interaction Studio (NVIS). NVIS currently constitutes one of the main focal points for research and education in computer graphics and visualization in the Nordic region. Ynnerman is currently heading the build-up of a large scale center for Visualization in Norrköping.

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Data provided by TED.

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