医療支援診断のためのコンピュータ分散システムの検討

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1 医療支援診断のためのコンピュータ分散システムの検討
画像工学研究室 　Marlporl

2 背景 ＣＴ画像再構成の高速化 複数台のＰＣで分散システムを構築 ４次元ＣＴの利用、リアルタイムの診断
256×512×256の3次元ＣＴ画像を 1秒以下で再構成することが求められている ＣＴ画像再構成の高速化 複数台のＰＣで分散システムを構築

3 ＣＴ画像の再構成を高速に処理できるように、複数台のＰＣを用いて分散システムを構築し、処理の流れを検討する。
目的 ＣＴ画像の再構成を高速に処理できるように、複数台のＰＣを用いて分散システムを構築し、処理の流れを検討する。

4 ＣＴ画像について 並列分散処理に向いている
ＣＴ画像再構成の手順 　・投影データ作成 　・フィルタ補正 　・逆投影 　・画像に出力 Shepp-Loganの頭部ファントム ＣＴ画像再構成の計算処理は角度ごとに独立して行うことができるので、それぞれ他の角度と影響を与え合わない 並列分散処理に向いている

5 方法（１） ・２次元ＣＴ画像再構成プログラムの作成 ・分散システムの構築 →Ｃ言語を使用 出力画像は ４０１×４０１ である
　　→Ｃ言語を使用 　　出力画像は　４０１×４０１　である 　　実際に分散させる計算は、逆投影の処理である ・分散システムの構築 複数台のＰＣを利用可能に スクリプト言語Ｒｕｂｙを使用 ネットワーク環境：ＴＣＰ/ＩＰ通信、１００ＢＡＳＥ-ＴＸ

6 方法（２） 分散システムの処理の流れ

7 実際の手順 ・２次元ＣＴ画像再構成の計算処理を、サー バーに１台、クライアントに２台の計３台の ＰＣを用いて分散処理を行う
・２次元ＣＴ画像再構成の計算処理を、サー　バーに１台、クライアントに２台の計３台の　ＰＣを用いて分散処理を行う 　　　-１台のＰＣで実行した時と比較 ・クライアントの台数を増やし、３台、４台の　　時の処理の流れを検討する

8 結果 -再構成画像の処理時間- 分散処理において 投影データ作成 ： ６秒 逆投影（クライアント１） ： １０２秒
　　投影データ作成　 ： 　 　６秒 　　逆投影（クライアント１）　：　１０２秒 　　逆投影（クライアント２）　： 　 ９４秒 　　データ転送 　： ３９秒 　　画像出力 　： ５秒

9 結果-ＰＣの台数と時間の関係- ・それぞれの値は５回行った実験の平均値である

10 考察 しかし、、、クライアントを４台にした時 ・２台に分散して処理を行ったほうが、ＰＣ１台単独で 処理を行った時よりも実行時間は短縮された。
・２台に分散して処理を行ったほうが、ＰＣ１台単独で　　処理を行った時よりも実行時間は短縮された。 ・１台より２台、２台より３台と台数を増やす毎に、実行　時間は短縮された。 しかし、、、クライアントを４台にした時 データ転送の時間が増えたため、総実行時間も３台のときよりも多くかかるようになった。 データ転送量が増えたことにより、float型に変換する量も増えたことや、ソケットが確保できず、データでソケットがFull状態になったため、転送が待ち状態となったのではないかと考えられる。

11 今後の課題 ・ 今回構築した分散システムの改良 ・ ＰＣの台数を増やして、分散システム の効果を検討していく。
　　　データ転送の方法、処理の流れの改良 ・ ＰＣの台数を増やして、分散システム　の効果を検討していく。 ・ Ｒｕｂｙ以外の言語でシステム構築