dicom超入門 - jsmim.jp · dicomとは？ dicomの歴史...

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

DICOM超入門

2013.11.16

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

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

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．

DICOMとは？

本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能

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

http://www.jira-net.or.jp/index.htm

http://www.jira-net.or.jp/dicom/index.html

DICOM概要

本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能

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) : 新機能の追加や大きな変更

Corrrection Proposal(修正提案) : 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

本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能


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


Part 6 Data Dictionary データ辞書

Part 7 Message Exchange メッセージ交換

Part 8Network Communication Support for Message Exchange

メッセージ交換のためのネットワーク通信

Part 9Point-to-Point Communication Support for Message Exchange

メッセージ交換のための2点間通信サポート

Part 10Media Storage and File Format for Media Interchange

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 12Media Formats and Physical Media for Media Interchange

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

Part 13Print Management Point-to-Point Communication Support

プリント管理2点間通信サポート

現在リタイアしている．


Part 14 Grayscale Standard Display Function グレースケール標準表示関数

Part 15Security 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 18Web 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 20Transformation of DICOM to and from HL7 Standards


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


本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能


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．


Service class

DICOMで提供されるサービスの種類

verification 交信確認

Bacic Worklist Management 基本ワークリスト管理

Study Management スタディ管理

Strage データ保存

Strage Commitment 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


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 SCP

画像を保存したい画像を保存します


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

SCU SCP

CT画像を保存したい

CT画像を保存します

CT image Strage SOP class

オブジェクト=CT画像サービスクラス=保存+SOP=

CT image Strage SOP class


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 Called AE通信しましょう


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


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）


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

Tag Attribute Name(属性名）

(0010,0010) Patient's Name

(0010,0020) Patient ID

(0010,0030) Patient's Birth Date

(0008,0060) Modality

エレメント番号グループ番号


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

SCP

DICOM通信の流れ

Associetion Negotiation

SCU

アソシエーション確立要求

アソシエーション確立応答

AE同士が最初に取り交わすDICOM通信の最初のフェーズ

交渉成立

Called AE Title

Calling AE Title

SOP Class

Transfer Syntax

→

→

→

→

Calling AE Title

Called AE Title

SOP Class

Transfer Syntax

→

→

→

→

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

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．

XXX MR 1

Requestor

モダリティ

Acceptor

IMAGE SERVER １画像サーバー

＝アソシエーション確立

SCP


SCU

Association Negotiation

アソシエーション折衝

Association Release

アソシエーション解放

モダリティ画像サーバー

AE AEDICOM

Message/

Data


本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能


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 Value FieldValue

LengthVR

データ表現方式 VR（Value Representaｔion）データ値の長さ（バイト数）

※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．

本日の内容

DICOMとは？

DICOM概要

DICOMの特徴




基本機能

基本機能

Verification

SCPSCU

DICOM語

もしもし，聞こえますか？モダリティ画像サーバー

DICOM語

はい，聞こえてますよ！

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

基本機能

Modality Worklist Management ( MWM )

SCPSCU

本日の予約リストをください．モダリティ RIS

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

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．

・・・・

基本機能

Modality Performed Procedure Step ( MPPS )

SCPSCU

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

・・・・モダリティ RIS

撮影終了しました．撮影終了時刻 14：30

撮影条件・・・・造影剤・・・・・・

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．

了解！

了解！

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

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

SCP

RIS

SCUReport・WS

インジェクターなど

基本機能

Storage （ストレージ）

SCU

画像を送りますので保存してください．モダリティ

DICOMオブジェクトを保管するために使用する.

SCP

画像サーバー

画像を受け取りました．保存します

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）

SCU

指定した画像を確実に保管して下さいね

モダリティ

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

SCP

画像サーバー

要求を受け付けました

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

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．

基本機能

Query / Retrieve

この患者さんの検査リストを下さい．

DICOMオブジェクトの検索と取得の機能

SCP

画像サーバー

検査リストです．

全ての画像送り終わりました

では,この検査を送ってください．

画像送ります．

画像を受け取りました

画像ビューア/ WS

SCU

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