2013.11.16 DICOM 超入門 独立行政法人国立病院機構東京医療センター放射線科 田村正樹
本日の内容 DICOMとは? DICOM 概要 DICOMの特徴 DICOM 規格の構成 DICOMの基本用語 DICOMデータ構造基本機能
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DICOM とは? DICOM の歴史 1970 年代 : 医用画像がデジタル化されはじめ モニタで観察するようになってきた. 同じメーカの装置をつなげる試みがされた. 当時は施設ごと, メーカーごとなど独自のデータ形式や通信プロトコルで接続していた. コストが高い システムの拡張に難
DICOM とは? 1980 年代 : 北米放射線学会 (ACR:American College of Radiology) と電機製造業の工業会 (NEMA: National Electrical Manufacturers Association) が ACR NEMA 委員会を設立 (1983 年 ) ベンダ間接続を目指した共通の通信規格を制定した. ACR-NEMA 規格 Ver1 (1985 年 ) ACR-NEMA 規格 Ver 2 (1988 年 ) で画像や文字情報 1 対 1 の 2 点間接続であった.
DICOM とは? 1990 年代 : 複数機器接続によるネットワークの時代医用機器の扱うデータが多様化した. ACR-NEMA 規格の大幅な変更 ACR-NEMA 規格 Ver 3 とはならなかった. DICOM 規格として正式承認 (1993 年 ) ACR-NEMA 規格の後継からか DICOM3.0 と呼ばれている NEMA が DSC(DICOM Standards Committee) を設立規格の作成, 保守を行っている.
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DICOM 概要 DICOM 規格は英語で書かれています. DICOM 規格は NEMA(National Electrical Manufacturers Association) が中心となって世界中の医用機器ベンダーや利用者が意見を交換して作っています. http://medical.nema.org/
DICOM 概要 PDF と Word でダウンロード可能
DICOM 概要 日本語版は JIRA( 日本画像医療システム工業会 ) が和約版として JIRA のホームページにて公開しています. 常に修正や追加が行われており 毎年 4 月頃過去 1 年分の修正と追加を組み込んだ版が DICOM200X などの名称で公開されます 現在最新版は 2011 年版で 2009 年と 2010 年に追加 修正された部分が差分として公開されています http://www.jira-net.or.jp/index.htm http://www.jira-net.or.jp/dicom/index.html
DICOM 概要
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DICOM の特徴 標準的なネットワーク環境に対応している. オブジェクト指向に基づいて情報が定義されている Conformance statement( 適合性宣言書 ) によって, サポート範囲の明確化が必要である 追加 / 拡張 / 修正が継続的に行われている 規格書本体とは別に, Supplement( 補遺 ) Corrrection Proposal( 修正提案 ) : 新機能の追加や大きな変更 : 比較的小さな変更 DICOM はオープンな規格であり, 企画書等は, インターネットから無償で入手可能
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DICOM 規格の構成 DICOM 企画書は複数のパート ( 別冊 ) から構成されている 2011 年度版は, 以下 20 のパートからなっている. Part 1 Introduction and Overview 序文と概要 Part 2 Conformance 適合性 Part 3 nformation Object Definitions 情報オブジェクト定義 Part 4 Service Class Specifications サービスクラス仕様 Part 5 Data Structure and Encoding データ構造と符号化
DICOM 規格の構成 現在リタイアしている. Part 6 Data Dictionary データ辞書 Part 7 Message Exchange メッセージ交換 Part 8 Part 9 Part 10 Network Communication Support for Message Exchange Point-to-Point Communication Support for Message Exchange Media Storage and File Format for Media Interchange メッセージ交換のためのネットワーク通信 メッセージ交換のための 2 点間通信サポート 可搬電子媒体を用いたデータ交換のための保存とファイルフォーマット Part 11 Media Storage Application Profiles 可搬電子媒体保存応用プロファイル Part 12 Part 13 Media Formats and Physical Media for Media Interchange Print Management Point-to-Point Communication Support 可搬電子媒体を用いたデータ交換のための媒体フォーマットと物理媒体 プリント管理 2 点間通信サポート
DICOM 規格の構成 Part 14 Grayscale Standard Display Function グレースケール標準表示関数 Part 15 Security and System Management Profiles セキュリティ プロファイル Part 16 Content Mapping Resource コンテンツマッピング Part 17 Explanatory Information 説明のための情報 Part 18 Web Access to DICOM Persistent Objects (WADO) DICOM オブジェクトへの web アクセス Part 19 Application Hosting アプリケーションホスティング Part 20 Transformation of DICOM to and from HL7 Standards
DICOM 規格の構成 最新の DICOM 規格では DICOM Base Standard ( 規格書本体 ) 18 Supplement ( 補遺 ) 163 Correction Proposal ( 修正提案 ) 1293 http://medical.nema.org DICOM オフィシャルサイトに公開 ダウンロード可能
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DICOM の基本用語 Conformance statement ( 適合性宣言書 ) 企業が装置ごとに提供しているものであり, この装置が DICOM 規格のどの範囲をサポートしているかを明記したもの. DICOM 対応装置といっても,DICOM は膨大な規格なためどこをサポートしてるかが大事. 自社の Web サイトに公開している企業も増えている. システム導入,replace 時には, サポート範囲の確認は重要.
DICOM の基本用語
DICOM の基本用語 Service class DICOM で提供されるサービスの種類 verification Bacic Worklist Management Study Management Strage Strage Commitment 交信確認基本ワークリスト管理スタディ管理データ保存データ保存委託 Query / Retrieve データ問い合わせ / 検索 ( 取得 ) Print Management プリント出力管理
DICOM の基本用語 SCU( エス シー ユー,Service Class User) / SCP( エス シー ピー, Service Class Provider) SCU=DICOM サービスの利用側 ( 何かを行いたい側 ) SCP= DICOM サービスの提供側 ( 機能の提供側 ) SCU 画像を保存したい SCP 画像を保存します
DICOM の基本用語 SOP( エス オー ピー,Service Object Pair) ソップともよばれている. オブジェクトとサービスの組み合わせ オブジェクト =CT 画像 + サービスクラス = 保存 SOP= CT image Strage SOP class CT 画像を保存したい CT 画像を保存します SCU CT image Strage SOP class SCP
DICOM の基本用語 AE ( エー イー, Application Entity) DICOM 通信を行うソフトウエアプロセス AE を識別するための名称が AE Title 通信を呼び掛ける側のAEを Calling AE 通信を受け取る側のSEを Called AE Calling AE 通信しましょう Called AE
DICOM の基本用語 Abstract Syntax ( アブストラクト シンタックス ) 一般的に, 抽象構文と訳される. どのようなもの どのようなことを行いたいのかサービスの種類を示したもの DICOM では,SOP に相当する. CT image Strage SOP Class CT 画像保存 SOP クラス Modality Worklist infomaition Model FIND SOP Class モダリティーワークリスト情報モデル検索 SOP クラス
DICOM の基本用語 Transfer Syntax( トランスファー シンタックス ) 一般的に, 転送構文と訳される. どのような形 DICOM 規格に従ってデータをエンコード ( 符号化 ) する方法 Transfer Syntax が必要な理由 定義をしておかないと, データの並びが分からずデータの解釈が出来ない, Implicit VR Little Endian 暗示的 VR リトル エンディアン ( 非圧縮 ) JPEG Lossless JPEG( 可逆圧縮 )
DICOM の基本用語 Tag ( タグ ) 荷札 固有データそれぞれに番号をつけたもの. Tag は,16 進数で表記される. Group と Element で構成されている. Group とは, 文字通り関係のある要素の集合 Element 各 Group に所属する番号 グループ番号 Tag Attribute Name( 属性名 ) (0010,0010) Patient's Name (0010,0020) Patient ID (0010,0030) Patient's Birth Date (0008,0060) Modality エレメント番号
DICOM の基本用語 Tag ( タグ ) 荷札 主なGroup Group 情報内容 0080 画像に対する情報 0010 患者に対する情報 0018 収集に関する情報 0020 画像付帯情報 0028 画像表示に関する情報 7FE0 実際の画像データ Private Tag Group 番号が奇数
DICOM 通信の流れ Associetion Negotiation AE 同士が最初に取り交わす DICOM 通信の最初のフェーズ XXX MR 1 Requestor モダリティ XXX MR 1と申します. IMAGE SEBER 1さんに MR 画像保存のサービスを ILかELの書式でお願いしたいのですが Calling AE Title Called AE Title SOP Class Transfer Syntax アソシエーション確立要求 Acceptor IMAGE SERVER 1 画像サーバー SCU アソシエーション確立応答 Called AE Title Calling AE Title SOP Class Transfer Syntax IMAGE SEBER 1 です. 了解しました XXX MR 1 さんに MR 画像保存のサービスを提供いたします. 書式は IL でお願います. SCP 交渉成立 = アソシエーション確立
DICOM 通信の流れ DICOM 通信の流れ モダリティ Association Negotiation アソシエーション折衝 画像サーバー AE DICOM Message/ Data AE SCU Association Release アソシエーション解放 SCP
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DICOM データ構造 DICOM Object ( 一枚の画像 一人の患者情報 ) Data Element Data Element Data Element Data Element Data Element Tag VR Value Length Value Field データ値の長さ ( バイト数 ) データ表現方式 VR(Value Representation) 必ず偶数 VRはエレメントのタイプ ( 数値, 文字列, 日付 ) を示す.
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基本機能 Verification DICOM をサポートしている機器間での DICOM 機能の動作確認機能 設置時やトラブル発生時に使用 TCP/IP ネットワークでの Ping コマンドの上位機能 モダリティ もしもし, 聞こえますか? DICOM 語 画像サーバー SCU DICOM 語 はい, 聞こえてますよ! SCP
基本機能 Modality Worklist Management ( MWM ) ある条件 ( 例 : 日付, モダリティー種別, 患者 ID など ) をキーにして予約検査リストの検索を掛けることが出来る. モダリティ 本日の予約リストをください. RIS SCU 本日の予約されている MRI 検査は 14:00 鈴木里香頭部 14:30 田村正樹腹部 15:00 村上浩骨盤 SCP
基本機能 Modality Performed Procedure Step ( MPPS ) モダリティーで行われる検査の進行状況や撮影処理の経過 薬剤や撮影条件などを RIS に返すこともできる. モダリティ 撮影を開始します. 患者氏名 : 田村正樹撮影部位 : 頭部撮影開始時刻 : 13:50 了解! RIS SCU 撮影終了しました. 撮影終了時刻 14:30 撮影条件 造影剤 了解! SCP
基本機能 GPWM(General Purpose Worklist Management ) MWM と同様な情報をモダリティーではなく, 多目的 (WS や report) に使用する仕組み RIS Report WS インジェクターなど SCU SCP GPPPS( General Purpose Performed Procedure Step) MPPS と同様な情報をモダリティーではなく, 多目的 (WS や report) に使用する仕組み
基本機能 Storage ( ストレージ ) DICOM オブジェクトを保管するために使用する. モダリティ 画像を送りますので保存してください. 画像サーバー SCU 画像を受け取りました. 保存します SCP DICOM では Storage はオブジェクトのコピーであり厳密には保存という意図は含まれていない
基本機能 Storage Commitment ( ストレージコミットメント ) DICOM オブジェクトが確実に保管されたかを確認するために使用する機能 モダリティ 指定した画像を確実に保管して下さいね 要求を受け付けました 画像サーバー SCU 指定した画像を確かに預かりました よろしくお願いします. SCP この機能は 技術的に実装が難しいとされている. DICOM のなかで唯一,SCP から Assosiation 要求を掛ける例 エラー処理などの規定がなく, 実装に依存した状態. 実装はすすんでいない
基本機能 Query / Retrieve DICOM オブジェクトの検索と取得の機能 この患者さんの検査リストを下さい. 画像ビューア / WS 画像サーバー 検査リストです. では, この検査を送ってください. SCU 画像送ります. SCP 画像を受け取りました 全ての画像送り終わりました