蛙の末裔の妄創手帖

　研究室のとあるM2さんが扱っているテーマでは、お医者さん提供のDICOM形式CT画像を有限要素解析まで持っていかなければなりません。今日はこの課題に、私とD2の先輩の二人が取り組みました。当然ながら私もD2の先輩も研究テーマは別にあるのですが、いろいろあってそういう流れになってしまったわけですね。いろいろあって。

　タスクの内容をもう少し具体的に述べますと、raw形式の連番X線CT画像が入ったDICOMファイルがあって、それに写っている物体をANSYSのプリポストで読み込めるモデルにする、というものになります。ちなみに、内輪の話になりますが（まぁ全部内輪ですが）、当初はFEAをPro/EngineerのMechanicaで行うという話で、ゴールはSTLファイルで良いんじゃね？と思われていました。ただ、STLは物体表面を三角形パッチで覆っただけのサーフェスデータなので3DCADに取り込めはしても、すぐには解析出来ません。つまり、何とかしてソリッド化して、立体のメッシュを切る必要がある。
　そこでさぁM2さんよ。そのことに”今気付いた”、みたいな顔をしないでおくれや。一年前から判っていた話じゃないか。

　そんなわけで、サーフェスモデルのSTLじゃなくてソリッドモデルが欲しいよ！と言われてしまったのが、まぁ今日のスタートでありました。
　結論から申し上げれば、出来ました。よりによって私とD2の先輩と、二通りで。以下はその手順の概略です。

(1)先輩
DICOMファイル
　　　↓　　　←自作ツール
CT画像のrawデータ
　　　↓　　　←研究室オリジナルのメッシュモデル作成ソフト
四面体要素でメッシュが切られた中間ファイル（NISAというFEAソフトのファイル形式なんですが）
　　　↓　　　←自作ツール
netgenのニュートラルファイル（.mesh）
　　　↓　　　←netgen（サーフェスデータから四面体メッシュを生成してくれるフリーソフト）
ABAQUS用入力ファイル（.inp）
目出度しめでたし。

(2)蛙
DICOMファイル
　　　↓　　　←DeVIDE（修正BSDライセンスのフリーソフト）
サーフェスデータ（.stl）
　　　↓　　　←MeshLab（3次元メッシュを編集できるフリーソフト）
修正されたサーフェスデータ（.stl）
　　　↓　　　←netgen
ABAQUS用入力ファイル（.inp）
目出度しめでたし。

　御覧の通り、フリーソフトを漁ってなんとかした蛙と、自作のツールをもりもり書いて仕上げた先輩、なんとも対照的なルートを辿っています。
　肝心の成果物の出来ですが、これはD2の先輩が作ったメッシュモデルのほうが形状に忠実でした。メッシュ品質に大差は無いので、私の手順は完敗です（別に競っているつもりはありませんでしたが）。
　まあ、元々CT画像はボクセル状のソリッドデータであるとも言えるので、ソリッドのまま攻めるか、間にサーフェスデータを挟むか、というところで命運が決した気はします。stlのサーフェスデータって元の表面形状に忠実なのは良いんですが、メッシュ品質という面から見ると酷いことが多いんですよね。今回も、DeVIDEから吐いたばかりのstlファイルには妙にでかい三角形が居たり、かと思えば小さな三角形がやたらと密集した部分が有ったりでnetgenでメッシュが切れませんでした。仕方なくMeshLabでスムージングをして表面を滑らかにしたわけですが、こういう過程を辿ればそりゃ元の形は保たれません。M2さんのテーマ的に、形状が不正確なのは致命的なので、私がやった方法は多分にお蔵入りでしょう。うー、最初はstlを使うって言ってたからそうしたのになぁ……

　話が離れますが、上の手順を見比べていると、ソフトを使うだけの人間か、ソフトを作る人間か、という違いが如実に現れていて興味深くもあります。そして、作る側の人間でないとしゃんとした結果は出せない、というこの結果も。
　やっぱり、研究をするなら作る側でなくてはいけないということですね。押忍。



　ちなみに、DICOMのCT画像をstlファイルにするためのDeVIDEの操作手順はこの動画ヘルプで説明されていました。

　このDeVIDE、オランダのデルフト工科大学で作られているそうなのですが、何やらいろいろ出来るみたいで面白そうです。といいますか、そもそもDICOMを.stlにするという作業でさえwindows上ではなかなかフリーで出来ないわけですから（MacならOsirixがありますが）、これからDeVIDEのユーザーは増えるんじゃないかなぁ、と思っているものでもあります。

　最後に、Macユーザーなら使えるというOsirix（オザイリクス）。まぁ研究室にWin機しかない蛙としては指をくわえて見ているしかないのですが、初見だったら”おしりえっくす”って読んじゃいませんか？

　すみません。ごめんなさい。
 

　”機械に詳しそうなビジュアル”とは、トータルテンボスのお二人から頂戴したお言葉。これに恥じぬように精進したいところですね。って、これは今日、静岡市立伝馬町小学校にいた人にしか通じませんか。

　今日は（昨日ですが）NHK教育（Eテレ）のスクールLiveShowの公開収録がありました。先日来準備していた教材の出番ということで、私と研究室の後輩I氏はトラブルシューティング兼当日の裏方を担当。4/30に現地入りし、教材の動作テストと修理改良、当日のリハーサルと収録を経て、先ほど帰還したところです。4/30は宿に着いたのが25時半であったりして、番組製作は過酷なんだなぁとあらためて感じました。
　とはいえ楽しかったですけどね。初めての台本（裏方ですが）、初めてのロケバスなど、貴重な体験をさせていただきました。自分には判らない形で諸方面に迷惑をかけていたとも思われますが……。

　収録の中身は番組のネタバレになりかねないので、ここでは割愛いたします。オンエア後に私が覚えていれば、写真も交えて紹介するかもしれません。とりあえず、かいつまんで言うとラジコン台車のキット（これが私の今回の製作物）を小学生が組み立て、様々な形で+αして競技を行った、というところでしょうか。会場の伝馬町小学校と、同じ市内の森下小学校の対抗戦ということもあって激しく盛り上がりました。