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1 CyberRad 2006 チュートリアル(5) オープンソースの 使 い 方 各 論 : DICOMサーバ 藤 田 保 健 衛 生 大 学 衛 生 学 部 武 藤 晃 一 kmuto@fujita-hu.ac.jp

2 本 チュートリアルの 概 要 オープンソース フリーソフトウェアとして 公 開 されている DICOM サーバ にはどんなものが あるのか? DICOM サーバ = 保 存 SCP, Q/R SCPを を 実 装 どうやって 探 す?! どうやって 使 う? 代 表 的 なソフトの 使 用 法 を 紹 介 実 際 に 使 えるの? 藤 田 保 健 衛 生 大 学 病 院 の 事 例 (WebDAS( WebDAS)を 紹 介 2

3 DICOM 関 連 の OSS FSW DICOM 規 格 の 実 装 を 行 うためのライブラリ DICOMオブジェクトのハンドリング DIMSEのサポート サンプルアプリケーションとして 様 々なツールも 提 供 画 像 ビューア GUIの の 工 夫 コンピュータグラフィックス(3D)や 画 像 処 理 の 機 能 を 実 装 DIMSEのサポートが 無 いものもある DICOMオブジェクトの 加 工 ツール Anonymizer 他 の 画 像 フォーマットへの 変 換 等 画 像 保 存 サーバ 保 存 SCP, Q/R SCP とオブジェクトのストレージをサポート Webによる 画 像 参 照 機 能 を 持 つものもある 3

4 DICOM 関 連 の OSS FSW 個 別 のソフトは 単 独 で 成 立 しているものもあれ ば 他 のOSS, の FSWを を 組 み 合 わせて 成 立 している ものもある 利 用 できるものは 利 用 して 手 早 く 必 要 な 機 能 を 実 現 させる OSSを を 組 み 合 わせれば 個 別 のニーズに 応 じて 改 造 も 可 能 DICOM 規 格 の どの 範 囲 をサポート している かは まちまち Transfer Syntax SOPクラス 4

5 どこにあるの? 669,000 件 ヒット 商 用 製 品 も 多 い 5

6 DICOM 関 連 OSS, FSWへのリンク 集 The DICOM Standard 南 カリフォルニア 大 学 の Chirs Rorden 氏 のDICOMの 解 説 ページ 6

7 DICOM 関 連 OSS, FSWへのリンク 集 Open Rad 最 近 更 新 されていない? 7

8 DICOM 関 連 OSS, FSWへのリンク 集 idoimaging.com Programmer の Andrew Crabb 氏 が 収 集 したリンク 集 200 以 上 医 用 画 像 関 連 のOSS, の FSWが が 分 類 され 検 索 可 能 PACS に 分 類 されたもの 8

9 DICOM 関 連 OSS, FSWへのリンク 集 Free Healthcare Software sls.netpatia.com/ 医 用 画 像 DICOM 関 連 だけでなくHL7 HL7 電 子 カルテなどのOSS 情 報 を 収 集 している 9

10 代 表 的 なOSSな OSSのDICOM 実 装 ライブラリ DIMSE 含 めDICOMめ 規 格 の 実 装 をサポートするもの C CTN v3.0.6 ftp://ftp.erl.wustl.edu/pub/dicom/software/ctn ftp.erl.wustl.edu/pub/dicom/software/ctn/ C++ DCMTK v UCDMC DICOM code dicomlib v dicomlib v Java dcm4che v JDCM v

11 代 表 的 なOSS,FSWな OSS,FSWのDICOMサーバ SimpleDICOM Receiver CTN archive_server DCMTK dmcqrscp UCDMC dicomlib scippy Conquest DICOM Server 11

12 Simple DICOM Receiver 4.0 ピッツバーグ 大 学 ( 米 ) Division of Radiology Informatics, University of Pittsburgh Medical Center CTN と 商 用 の MyDICOM ライブラリ ( をベース 保 存 SCP のみ Windows.NET Framework による GUI アプリケー ション Binaryのみ 提 供 される 12

13 archive_server (CTN) CTN(Central Central Test Node)に 含 まれるDICOM DICOMサーバ Mallinckrodt Institute of Radiology(ワシントン 大 学 セン トルイス 校 )で 開 発 RSNA/NEMAオフィシャルな オフィシャルなDICOM 実 装 v3.0.6 ( ) 11)で で 開 発 停 止 中?! SCPをサポートする 保 存 SOPクラス:34 サポートするTS TS: : 暗 黙 的 VR LE Q/R SCPに に 対 応 RDBMS(PostgreSQL PostgreSQL,, Microsoft SQLServer etc )を 利 用 Consoleアプリケーション( アプリケーション(CUI) Linux, Windows, Mac OSX で 動 作 13

14 dcmqrscp (DCMTK) DCMTK に 含 まれる DICOM サーバ オルデンブルグ 大 学 (ドイツ)の OFFIS(Oldenburg Oldenburg Research and Development Institute for Information Technology Tools and Systems)が 開 発 公 開 1993 年 よりCEN/TC251 CEN/TC251のプロジェクトとして 開 発 が 始 まる ヨーロッパのCTN DCMTK v3.5.4( ) SCPをサポートする 保 存 SOPクラス: クラス:84 サポートするTS TS: 9 (Jpeg2000にも 対 応 ) Q/R SCPに に 対 応 インデックスファイル(index.dat index.dat)を 作 成 RDBMS 不 要 Consoleアプリケーション( アプリケーション(CUI) Linux, Windows, Mac OSX で 動 作 OsiriX は DIMTK を 利 用 している 14

15 DCMTKの の 中 身 dcmdata DICOMデータのエンコード/ デコード dump, XML 化, dumpやxml からDICOM DICOMデータ 作 成, PDF のDICOM 化 dcmimage カラー 画 像 のDICOMの 化 dcmimgle DICOM Part14 準 拠 の 画 像 処 理 dcmjpeg Jpegエンコード エンコード/デコード dcmnet DIMSEライブラリ echo, C-FIND C SCU, C-C MOVE SCU&SCP, C-C STORE SCU&SCP dcmpstat Presentation Stateライブラ リ DICOM Print SCU&SCP dcmqrdb DICOM 画 像 サーバ dcmqrscp dcmsign 電 子 署 名 dcmsr DICOM SR dcmtls セキュリティ 通 信 (Part15( Part15) dcmwlm MWM SCPとなる となるWebアプリ 15

16 dcmqrscpを を 使 ってみる Windows 用 実 行 バイナリ(dcmtk dcmtk win32-i386.zip i386.zip)をダウンロードして 解 凍 C: C: usr dcmtk に 展 開 環 境 変 数 の 設 定 set DCMDICTPATH=C: usr usr dcmtk lib dicom.dic dcmqrscp.exe 用 の 設 定 ファイルを 編 集 C: usr usr dcmtk etc dcmqrscp.cfg 16

17 dcmqrscp.cfg # Global Configuration Parameters NetworkType = "tcp" tcp" NetworkTCPPort = 104 MaxPDUSize = MaxAssociations = 16 Display = "no" Store SCUのAEタイトルを TEST とする HostTable BEGIN test = (TEST, localhost,, 3000) HostTable END Store SCPのAEタイトルを DCMSRV とする VendorTable BEGIN 受 け 取 ったDICOMデータは VendorTable END x: dicomtest TEST ディレクトリに 保 存 する AETable BEGIN DCMSRV x: dicomtest dicomtest TEST RW (200,1024mb) test AETable END 最 大 保 持 Studyは 200 件 最 大 保 存 容 量 は 1024MByte HostTable 内 のエイリアス test からのリクエストに 対 応 17

18 保 存 SCP 保 存 SCU 18

19 scippy Sunnybrook&Women s College (カナダ) Health Sciences Center の Trevor Morgan 氏 UCDMC(Medical Medical Center of the University of California at Davis)で 開 発 されたDICOM DICOMライブラリを 元 に 改 良 を 加 えた DICOMライブラリ dicomlib v を 開 発 dicomlib v0.9.0をベースに 実 装 (2004( ) Q/R SCPに に 対 応 PostgreSQL を 利 用 Consoleアプリケーション( アプリケーション(CUI) Linuxで で 動 作 インストールは 手 作 業 で 19

20 Conquest DICOM Server Netherlands Cancer Institute(オランダ) Marcel van Herk 氏 らにより 開 発 公 開 UCDMCで で 開 発 されたDICOM DICOMライブラリを 元 に 改 良 を 加 えたDICOM DICOMライブラリ dicomlib v を 開 発 dicomlib v1.4.11をベースに 実 装 Windows 版 はバイナリのみ 公 開 Q/R SCPに に 対 応 Microsoft Access (MDB), SQL Server, DBASEⅢを を 利 用 SCPをサポートする 保 存 SOPクラス:67 サポートするTS TS:7( :7(Jpeg Lossless 等 をサポート) GUIアプリケーション Linux 版 はソースコードによる 公 開 20

21 画 像 参 照 サーバ CTN 等 は Q/R SCP に 対 応 するため RDBMS を 利 用 RDBMS は SQL 言 語 を 使 って 情 報 を 検 索 し 取 り 出 せる Webサーバーサイド スクリプト 言 語 には RDBMSとの 連 携 をサポートするものが 多 い PHP, ASP, JSP etc DICOM 画 像 をjpegを 画 像 にコンバートすることも DCMTK 等 のライブラリを 使 えば 簡 単 Webサーバと サーバとDICOMサーバを 連 携 させた 画 像 参 照 機 能 を 構 築 できる 21

22 CTN + α( ( 画 像 参 照 機 能 ) DIOWave DIOWave vs.sourceforge.net/ 浜 松 医 科 大 学 でのプロジェクト( 作 佐 部 太 也 氏 ら) オープンソース Windows.NET Framework, MDAC, ASP.NET, IIS CTNをWindows Windowsサービス 化 DiAcess ( 有 ) 夢 見 堂 のフリーソフトウェア Mac OSX, MySQL,, PHP, apache pgctn pgctn pgctn.sourceforge.jp/ 若 狭 湾 エネルギー 研 究 所 横 浜 則 也 氏 が 開 発 しオープンソース 化 Linux, PostgreSQL,, PHP, apache DCMTK, dicom3tools, dicom2, ImageMagic etc レポート 作 成 機 能 やAjaxや Ajaxによる 画 像 参 照 など 多 機 能 WebDAS WebDAS hu.ac.jp/~kmuto/webdas/ 拙 作 のフリーソフトウェア(ソースコードは 公 開 ) Windows, SQLServer,, ASP, IIS / Linux, PostgreSQL,, PHP, apache CTNの Store SCP ソフトにjpeg 画 像 出 力 機 能 を 付 加 22

23 WebDAS のシステム 構 成 画 像 データはURL URLで で 特 定 httpで で 転 送 Microsoft IE http protocol apache Web server DICOM protocol archive_serve_jpeg DICOM Viewer Java applet JPEG images DICOM images Windowsクライアント 端 末 PHP SQL pglib dicomimage Data base JPEG images Linux ext3 filesystem Linux 画 像 サーバ DICOM images 23

24 archive_serverが が 利 用 するデータベース PatientLevel PatNam (0010,0010) PatID (0010,0020) PatBirDat (0010,0030) PatBirTim (0010,0032) PatSex (0010,0040) NumPatRelStu NumPatRelSer NumPatRelIma InsertDate InsertTime Owner GroupName Priv StudyLevel StuDat (0008,0020) StuTim (0008,0030) AccNum (0008,0050) StuID (0020,0010) StuInsUID (0020,000D) RefPhyNam (0008,0090) StuDes (0008,1030) PatAge (0010,1010) PatSiz (0010,1020) PatWei (0010,1030) NumStuRelSer NumStuRelIma InsertDate InsertTime Owner GroupName Priv PatParent (0010,0020) SeriesLevel Mod (0008,0060) SerNum (0020,0011) SerInsUID (0020,000E) ProNam (0018,1030) SerDes (0008,103E) BodParExa (0018,0015) ViePos (0018,5100) NumSerRelIma InsertDate InsertTime Owner GroupName Priv StuParent DICOMオブジェクトを 受 信 すると タグ 情 報 をパースしてQ/R Q/Rに 必 要 な 情 報 をRDBMSを RDBMSに に 格 納 DICOMオブジェクト 自 体 はOSは OSのファイルシステム 上 にファイルとして 保 存 され データベースにはそのありか(path path)が 格 納 される (0020,000D) ImageLevel ImaNum (0020,0013) SOPInsUID (0008,0016) SOPClaUID (0008,0018) SamPerPix (0028,0002) PhoInt (0028,0004) Row (0028,0010) Col (0028,0011) BitAll (0028,0100) BitSto (0028,0101) PixRep (0028,0103) PatOri (0020,0020) InsertDate InsertTime Owner GroupName Priv SerParent (0020,000E) InstanceTable ImageUID (0008,0018) RespondingTitle Medium Path Size (7fe0,0000) Transfer 24

25 画 像 データ 検 索 欲 しい 情 報 を 取 得 するためのSQL 文 を 作 成 患 者 ID をもつ 検 査 を 取 得 SELECT * FROM StudyLevel WHERE PatParent = クエリーの 結 果 として PatParent PatParentが が である StudyLevelテーブルの 情 報 が 返 ってくる UID を 持 つシリーズを 取 得 検 査 UID x.y.z.a.b を 持 つシリーズを 取 得 SELECT * FROM SeriesLevel WHERE StuParent = x.y.z.a.b シリーズUID UID x.y.z.c.d を 持 つ 画 像 の 所 在 (path) path)を を 取 得 SELECT Path FROM ImageLevel, InstanceTable WHERE (SerParent = x.y.z.c.d AND ImageLevel.SOPInsUID = InstanceTable.ImageUID) 25

26 Jpeg 画 像 出 力 機 能 archive_server の 動 作 DICOMデータを 受 け 取 るとメモリー 内 に 保 持 DICOMタグデータをデータベースにインサート OSが が 提 供 するfile systemの の 所 定 のディレクトリに DICOM DICOMデー タをfile fileとして 保 存 archive_server_jpeg の 動 作 OSが が 提 供 するfile systemの の 所 定 のディレクトリに DICOM DICOMデー タをfile fileとして 保 存 メモリー 内 のピクセルデータ(7fe0,0010 7fe0,0010)をコピーして JPEGフォーマットに 変 換 し DICOM DICOMデータと 同 じ 場 所 に 同 じ file 名 で 拡 張 子 を.jpgを.jpg に に 変 えて 保 存 メモリー 内 のピクセルデータを 縮 小 補 完 してからJPEG JPEGフォー マットに 変 換 し DICOM DICOMデータと 同 じ 場 所 に file 名 の 最 後 に _s を を 付 け 拡 張 子 を.jpgを.jpg に に 変 えて 保 存 26

27 例 ) archive_server /home/images/1_2_392_x_y_z_a_b/1_2_392_x_y_z_c_d/ct_340_1.dcm archive_server_jpeg /home/images/1_2_392_x_y_z_a_b/1_2_392_x_y_z_c_d/ct_340_1.dcm DICOM 画 像 データ /home/images/1_2_392_x_y_z_a_b/1_2_392_x_y_z_c_d/ct_340_1 CT_340_1.jpg DICOM 画 像 データと 同 じ 解 像 度 のjpegの 画 像 データ /home/images/1_2_392_x_y_z_a_b/1_2_392_x_y_z_c_d/ct_340_1 CT_340_1_s.jpg_s.jpg DICOM 画 像 を 縮 小 してからjpeg jpegへ へ 変 換 したサムネイル 画 像 データ 27

28 WebDASの の 構 成 /home/webdas webdas/ リ でアクセスされるディレクト menu.php topページ patient-study.php 患 者 - 検 査 一 覧 作 成 refimage_topflame.php 1 検 査 を 表 示 するためのフレームを 生 成 study.php 検 査 情 報 を 表 示 series.php シリーズ 情 報 を 表 示 image.php JPEGサムネイル 画 像 オリジナルサイズ 画 像 表 示 dicomview.php DICOM viewer Java applet 起 動 スクリプト /dicomviewer/* DICOM viewer Java applet 本 体 search_top.php 検 査 情 報 検 索 ページ search_result.php 検 索 結 果 表 示 ページ dcmdump.php DICOM ヘッダ 情 報 表 示 list.css Webページのスタイルシート /img/* Webページで 使 用 するアイコンなどの 画 像 /inc/* DHTML 関 連 の Javascript 書 類 /home/webdas webdas-inc/ webdassite.php データベースにアクセスするためのpasswd 等 を 保 持 common.php Webページの 表 示 方 法 などを 制 御 するinclude 書 類 common-mb.php mb.php 患 者 名 のローマ 字 ひらがな 変 換 機 能 28

29 デモ VMware の 仮 想 マシンに Linux をインストール LAPPと と 改 造 CTNによる によるWebDAS(DICOMDICOM 画 像 参 照 サーバ)を 構 築 参 照 はホストOS OS(Windows XP)から 29

30 ご 清 聴 ありがとうございました

31

32 患 者 - 検 査 リスト patient-study.php 32

33 検 査 サムネイル 表 示 image.php study.php series.php 33

34 DICOM tag 情 報 表 示 dcmdump.php 34

35 1 画 像 表 示 image.php 35

36 画 像 のリサイズ(DHTML DHTMLの の 機 能 ) 36

37 画 像 データの 一 覧 をURLを URLで で 保 持 Javascriptで で 画 像 の URLを を 配 列 変 数 に 保 持 することで アニメーション 等 を 実 現 できる 37

38 DICOM Viewer Java applet dicomview.php 38

39 DICOM 画 像 もhttpも httpで で 転 送 Viewer applet の 設 定 Viewer appletは URLで で 指 定 され たDICOM 画 像 を httpで で 取 得 する 39

40 検 査 の 検 索 search_result.php search_top.php refimage_topflame.php 40