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1 第 5 回 IHE ワークショップ in 名 古 屋 2005 年 9 月 3 日 DICOMの 拡 張 Multiframeへの 対 応 株 式 会 社 日 立 メディコ 技 術 研 究 所 中 島 今 日 のお 話 は 日 々 進 化 している 各 モダリティの 撮 像 技 術 や 利 用 方 法 に 関 するDICOMの 最 近 の 動 向 のご 紹 介 です Enhanced DICOM キーワード Attribute & Value Functional Group Concatenation Stack Dimension Real World Values Supplemental Palette Color 2 1

2 背 景 1993 年 にDICOMが 制 定 された 各 モダリティの 画 像 の 基 本 データ 構 造 が 定 義 された 近 年 技 術 や 利 用 方 法 が 進 歩 し 新 しい 撮 像 技 術 や 先 進 的 アプリケーションが 開 発 された 従 来 のDICOMでは 完 全 に 対 応 ( 表 現 )できない Enhanced DICOM の 開 発 Enhanced MR Image Supp Standard Enhanced C Image Supp Standard Enhanced XA/XRF Supp Ballot 3 先 進 的 アプリケーション 肝 臓 Perfusion 脳 Diffusion Multi-stacks Colonoscopy Multi-station Cardiac Spectroscopy 脳 Functional Imaging 4 2

3 Enhanced DICOMの の 狙 い 先 進 的 アプリケーションのサポート 新 しいパラメータやコンテンツ 情 報 の 表 現 方 法 の 定 義 マルチベンダーシステムにおける 互 換 性 の 確 保 属 性 と 用 語 の 整 備 プライベートタグの 使 用 低 減 増 大 する 画 像 量 への 対 応 データ 形 式 とプロトコルによる 対 応 診 療 効 率 の 向 上 画 像 付 帯 情 報 による 後 処 理 の 容 易 化 あるいは 自 動 化 画 像 生 成 時 の 画 像 表 示 の 配 置 の 再 現 拡 張 された 画 像 付 帯 情 報 5 先 進 的 アプリケーションのサポート マルチベンダーシステムにおける 互 換 性 の 確 保 6 3

4 先 進 的 アプリケーションのサポート 従 来 のDICOMの DICOMの の 課 題 標 準 的 な 画 像 収 集 情 報 は 最 小 限 である 撮 影 のタイミング 情 報 が 不 正 確 である シリーズ 以 外 の 組 織 化 されたデータ 構 造 がない Enhanced DICOMの の 対 応 最 新 の 収 集 プロトコルと 詳 細 に 記 述 が 可 能 である タイミング 情 報 が 正 確 できちんと 定 義 されている 組 織 化 されたデータ 構 造 がある 7 MR SOP クラス 新 しい 属 性 情 報 ( 一 例 ) Separate gradient and RF echo train lengths Flow compensation Diffusion values and direction Chemical shift imaging (metabolite maps) など C SOP クラス Acquisition type Constant volume and fluoroscopy able speed, feed and spiral pith factor Reconstruction geometry and convolution kernel など 8 4

5 DICOM 属 性 & 用 語 属 性 を 増 やすことで プライベートタグの 使 用 を 低 減 必 須 属 性 を 増 やすことで 厳 密 さと 相 互 運 用 性 を 向 上 用 語 を 増 やすことで 互 換 性 を 向 上 C MR 従 来 Enhanced 従 来 Enhanced 属 性 ( 必 須 ) 18 (0) 41 (39) 44 (2) 103 (94) 用 語 ( 列 挙 ) 4 (2) 86 (18) 38 (9) 228 (47) 9 増 大 する 画 像 量 への 対 応 10 5

6 Functional Group 従 来 のC/MRのDICOM Instanceはフレーム 毎 に 存 在 MultiFrame 画 像 では 共 通 な 情 報 とフレーム 毎 に 異 なる 情 報 を 持 つ 共 通 の 情 報 がオーバーヘッドとなる! Functional Group によるMultiFrame 構 造 の 定 義 Multiframe:1つのDICOM Instanceで 複 数 のフレーム 情 報 を 纏 める Shared Functional Group: 複 数 のframeに 共 通 な 情 報 を 扱 う Per-frame Functional Group:frame 毎 に 異 なる 情 報 を 扱 う 従 来 のDICOM Functional Group :Shared Data :Per-frame Data :Pixel Data :Dimension Data 11 Network Performance 12 6

7 Concatenation Multiframeはアプリケーションで 扱 うまとまりを 単 位 としている しかし 巨 大 化 したDICOM Instanceが が 別 の 弊 害 を 生 じる? 記 録 メディアの 容 量 制 限 スキャナで 撮 像 しながらワークステーションでリアルタイム 処 理 表 示 Concatenationは 本 来 一 つとして 扱 うべきDICOM Instanceに に 対 し て 分 割 する 手 段 を 提 供 する 従 来 のDICOM Functional Group Concatenation :Shared Data :Per-frame Data :Pixel Data :Dimension Data 13 Stack StackはFrame のグループを 作 る Frame Number In-Stack Position In-Stack Position Stack ID3 Frame Number 6-10 Stack ID2 In-Stack Position Frame Number 1-5 Stack ID1 14 7

8 Dimension Dimensionは 多 次 元 のFrameの 並 びを 定 義 する 例 では Phase( 時 間 )とPosition( 空 間 )を 定 義 Multi-slice a c e g b d f h Multi-phase 15 Dimension & Stack この 例 では Stack( 空 間 ) Slice( 空 間 ) ime( 時 間 )の 順 序 を 定 義 している 5 Stack ID=1 1 5 Stack ID=2 1 5 Stack ID= In-Stack Position ime 16 8

9 診 療 効 率 の 向 上 物 理 量 の 表 現 17 Real World Values 機 能 解 析 の 結 果 得 られる 物 理 的 な 値 を 画 素 値 とする 手 法 Perfusion: ml/100g/min, etc. Velocity encoding: cm/s F-MRI Z score Diffusion b-value: s/mm^2 Flow: 1/min emperature: C 物 理 量 と 画 素 値 の 関 係 グレイスケールとは 独 立 非 線 形 様 々な 単 位 カラー 情 報 は 扱 わない Intercept/Slope Measurement Units 物 理 的 な 値 ml/100g/min ml/100g s CBF CBV M CBF CBV M 画 素 値 18 9

10 Supplemental Palette Color 解 剖 学 的 情 報 を 持 つGrayscaleつ 画 像 に 機 能 情 報 をカラー で 重 ねる Intercept/Slope Measurement Units ml/100g/min CBF CBV M Palette Color LU 物 理 的 な 値 ml/100g Grayscale WW/WL s 画 素 値 Grayscale & Color Display 19 Supplemental Palette Color 補 足 Color Representation ag MONOCHROME2 RGS YCR_FULL PALEECOLOR Supplemental Module MONOCHROME

11 普 及 活 動 21 Enhanced C/MR ask Force Enhanced C/MR ask Force NEMAが 主 催 し 複 数 のベンダーでEnhanced C/MRのテストデータを 共 有 し 接 続 試 験 による 実 証 テストを 行 い その 効 果 を 示 すグループ SCAR2005 (he Society for Computer Applications in Radiology) ( ) C, MR, PACS Server, Workstation(10 社 14システム 参 加 ) 目 的 : 新 規 格 が 機 能 すること とその メリット を 示 すこと ネットワーク 性 能 確 認 コンテキスト 情 報 確 認 診 療 情 報 不 十 分 RSNA2005での 接 続 試 験 とデモを 計 画 中 参 加 ベンダー 数 を 増 やす 診 療 情 報 の 改 善 を 示 す 22 11

12 Enhanced C/MR est + Demonstration 23 MR Philips Cardiac SCAR2005 デモグループA spectro WS jmrui spectro C Siemens Image Manager McKesson WS GE C horax Siemens C horax? Hitachi Abdomen Philips Cardiac C Hitachi Abdomen Go and Return WS INFINI Hitachi Go and Return Siemens C horax 24 12

13 SCAR2005 デモグループB MR oshiba perfusion WS Philips Siemens Perfusion MR GE diffusion Image Manager Dynamic Imaging WS Siemens GE Diffusion MR Siemens perfusion WS Agfa oshiba Perfusion 25 Enhanced DICOMのまとめ 新 しい 属 性 によって 最 新 のアプリケーションをサポート 厳 密 な 定 義 とルールによる 曖 昧 さの 排 除 Functional Group によるマルチフレーム 画 像 のサイズの 低 減 Concatenation によるファイルサイズの 柔 軟 性 Dimension + Stack によるコンテキスト 情 報 の 表 現 Real World Values による 機 能 画 像 における 物 理 量 表 現 Supplemental Palette Color によるカラーの 割 付 26 13

14 参 考 資 料 Kees Verduin(PMS) 他 3 名 : SPIE Medical Imaging 2003 All day workshop. David Clunie 他 3 名 : New Enhanced Multi-frame DICOM C and MR Objects to Enhance Performance and Image Processing on PACS and Workstations SCAR Bradley J Erickson, David Clunie: he New C and MR DICOM Objects: Why All the Fuss?, SCAR2005 DICOM Part 3:Information Object Definitions 2004, NEMA, October, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/2004/printed/04_03pu2.pdf DICOM Part 16:Information Object Definitions 2004, NEMA, October, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/2004/printed/016_03pu2.pdf DICOM Supplement 49:Enhanced MR Image Storage SOP Class, DICOM Standards Committee, Working Group 16, March, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/final/sup49_ft.pdf DICOM Supplement 58:Enhanced C Image Storage SOP Class, DICOM Standards Committee, Working Group 21, January, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/final/sup58_ft2.pdf DICOM Supplement 83:Enhanced XA Image Storage SOP Class/Enhanced XRF Image Storage SOP Class, DICOM Standards Committee, Working Group 2, February, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/supps/sup83_pc.pdf DICOM Supplement 103:Real World Value Mapping SOP Class, DICOM Standards Committee, Working Group 3, January, ftp://medical.nema.org/medical/dicom/supps/sup103_pc.pdf 27 ご 清 聴 ありがとうございました 28 14

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