IHE ワークショップ in 広島

DICOM & IHE

Digital Imaging and Communications in Medicine

Integrating the Healthcare Enterprise- DICOMの基礎 - DICOM と IHE の関連 東芝メディカルシステムズ株式会社
SI 事業部
鈴木 真人
DICOM & IHE

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1

今回の内容【目的】
DICOMの概要 を理解していただくこと
DICOMとIHEとの関係 を知っていただくこと【DICOMの概要】
DICOMとは
DICOMの機能
DICOMの基本用語【DICOMとIHEの関係】
IHEとはIHEの目的
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DICOMとは使う側のメリット

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DICOMとはDigital Imaging and Communications in Medicineの略。
医療分野における通信プロトコルのデ・ファクト・スタンダードのひとつ。
情報交換の媒体としてネットワークまたはオフラインメディア（CD, DVD等）を使用する。
医用画像のやり取りのみでなく、画像検査全体に関わるワークフローの改善を目的として拡張が進められている。
機器間のデータ受け渡しの規格 から 院内上位層 や 院外へのシームレスなデータ連携にも範囲を拡大中。
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DICOMは 何ができるのか
従来から行ってきた 医療業務の一部を肩代わり情報をもらう

情報を返す

情報を渡す

情報を受け取る

仕事を頼む

仕事を引き受ける

その他 （挨拶する）

その他 （挨拶に返事する）

要求者
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提供者

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5使う側から見た ほしい機能
要求者情報をもらう
検査予約情報患者の過去画像リスト
情報を渡す
照射録情報
終了した検査の画像
読影レポート
仕事を頼む
フィルムに落とす
モニタ表示順序を指定する
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画像サーバー（PACS)

オーダリング

読影ワークステーション

レポートサーバー
イメージャ
画像表示用PC

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6使う側から見た ほしい機能
オーダリング（HIS)
オーダリング（RIS)

検査予約情報をもらう
終了した検査の画像を送る
フィルムに落とす
照射録や消耗品情報を送る

画像サーバー（PACS)

読影ワークステーション
レポートサーバー

過去画像をもらう
過去レポートをもらう
読影レポートを送る
参照キー画像を指定する
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イメージャ
画像表示用PC

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7使う側から見た ほしい機能
自分がしたいこと
もらいたい

文字情報系

画像系

検査情報

過去画像（画像リスト）

渡したい

読影レポート
照射情報

今日の画像キー画像指定

お願いしたいDICOM & IHE

フィルム出し画像の所在確認

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8使う側から見た ほしい機能
自分がしたいこと受け取りたい

文字情報系

Q/R

検査情報
MWM

渡したい

読影レポート
照射情報お願いしたい画像系

MPPS

Storage Commitment

過去画像（画像リスト）
今日の画像

Storage

StoragePrint

フィルム出し画像の所在確認

これらを全部まとめて 同じ手順（プロトコル）でやりとりできるようにしたのが DICOM規格DICOM & IHE

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DICOMに ほしい機能がない場合
・今でも やりたいことの全部は DICOMで実現されてはいない。

・今後 何らかの共通規格でやりたいことが でてくるかも。

DICOMは常時 機能の追加や 修正を受け付けています。
ユーザも メーカも 規格への要望を提言することができます。
１）個々の要望に DICOM委員会のワーキンググループで担当がアサインされ 詳細が作られます。
２）作られた文書は一般に公開され、コメントを受け付けます。
３）最終案は DICOM委員会のメンバーが承認の投票を行います。
４）承認された内容は毎年一回 DICOM規格に組み入れられます。
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DICOMに ほしい機能がない場合
最近の例
・ ２管球のCTを入れたんですが 管電圧を変えて Dual Energyの検査をしています。 でも DICOMには管電圧が 一つしか記入できません。
＞＞＞ 複数管球の情報が入れられるタグを定義します。

・ レポートを送るのは良いんですが、病名や性別・年齢で統計をとる為の工夫がなくて とても不便です。
＞＞＞ レポートのテンプレートを提供します。
共通フォーマットで書くので 項目の検索が可能になります。
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DICOMの機能
規格の中身

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DICOMでは何を規定しているのか
大きくは、データの中身 と 通信の方法 を規定している。
データ

通信

属性の定義

メッセージの定義

構造（フォーマット）

役割（送り側／受け側）

符号化

手順

対象が画像でも 文字情報でも 同じ手順でやり取りできる枠組みを作るのが DICOM。
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DICOMは データの形式を決める
Tag

Attribute Name

VR Length Value(0008,0000)(0008,0008)(0008,0016)(0008,0018)(0008,0020)(0008,0030)(0008,0050)(0008,0060)(0008,0070)(0010,0010)(0010,0020)

Group Length
Image TypeSOP Class UID
SOP Instance UID
Study Date
Study Time
Accession Number
Modality
Manufacturer
Patient’s Name
Patient’s ID

UL
CS
UIUI
DA
TMSH
CS
LOPN
LO

42226548108281210

個々の情報に番号を付けて共通に使います。

"732 0x000002DC""ORIGINAL¥PRIMARY¥AXIAL""1.2.840.10008.5.1.4.1.1.2 ""1.2.392.200036.9116.2.2.2.1762554606""20070210""104556.000""MOF5063 ""CT"
全ての情報には"TOSHIBA ""TOSHIBA TARO"
ユニークな番号"K234512345"が付けられます。

タグには 入れていい単語や表記の仕方が決まっています。

タグ番号 ： データ辞書（６章）で定義
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DICOMデータセットの構造
DICOMデータセットは タグで示された データエレメントの 集まり
ID、氏名、 検査日、検査モダリティ・・・・・・・・・・↓ 画像ピクセルも一つのタグ

Data
Element

Data
Element

Data
Element・・・・・

Data
Element

データエレメントの中身
Tag

VR

Value Length

Transfer Syntax によって、存在する場合(Explicit)としない場合(Implicit)がある
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Value Field

データ値の長さ（バイト数）
注）必ず偶数という決まりがある

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DICOMデータセットの構造注意点１） ＤＩＣＯＭで決められていない情報を入れる
プライベートタグ が存在します。
ヘリカル情報 や 再構成フィルタ条件 など
各メーカーが フリーエリアのタグ番号を勝手に使っています。
もしかすると重なる可能性あり。
突然なくなる可能性もあり。
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DICOMは 通信の方式を決める① Association Negotiation
アソシエーション構築

モダリティ

画像サーバ

② DICOMデータ通信
DICOM
Message
/Data

AE

③

AE

Association Release
アソシエーション解放通信をしたい人が アソシエーションを要求＆解放する。
いつでも この３ステップを踏む。 （オープン 、 通信 、 クローズ ）DICOM通信のステップにいろいろなバラエティ （ Storage 、 MWM 、Print、ｅtc ）DICOM & IHE

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Association Negotiation – アソシエーション折衝[TOSHIBA_MR_1]

Requestor
モダリティ

TOSHIBA_MR_1 と申します。
IMAGE_SERVER_1 さんに、MR画像保存 のサービスを、IL か EL の書式(符号化)でお願いしたいのですが･･･← Calling AE Title← Called AE Title← SOP Class← Transfer Syntax

画像サーバアソシエーション確立要求
アソシエーション確立応答

Called AE Title → IMAGE_SERVER_1 です。了解しました。
Calling AE Title → TOSHIBA_MR_1 さんに、SOP Class→
MR画像保存 のサービスを提供します。
Transfer Syntax →書式は IL でお願いします。

Acceptor[IMAGE_SERVER_1]

上の条件がマッチしたときだけ アソシエーションが確立する。（通信できる）
知らない人とは通信しない ／ 無理な要望は拒否する ／読めないフォーマットは拒絶する ／ （ あとで気づいたら 即座に 中断もあり）
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Verification
DICOM語

モダリティ

SCU

画像サーバ
もしもし、聞こえますか？

はい、聞こえますよ！

SCP

DICOM語装置の据付時やトラブル発生時などの接続確認に用いられることが多い。
各種の通信に先立って 相手が起きているか 確認する際にも使われる。
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Modality Worklist（MWM）
モダリティ

SCU

本日のCT(※) 検査の予約リストを下さい。

RIS

本日予約されているCT検査は、10時00分
10時30分
11時00分

SCP

田中利夫
頭部
鈴木一郎
腹部
佐藤みゆき 胸部

※ 種々の条件（ex. 日付，患者ID，モダリティ種別など）キーとして予約検査リストの検索をかけることが可能。

をＷＳや ＨＩＳ端末も（登録してあれば） ＭＷＭリストを受け取れる。
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Modality Performed Procedure Step（MPPS）

モダリティ

撮影を開始します。
患者氏名：田中利夫
撮影部位：頭部
撮影開始時刻 ：10時00分
･･･

RIS
了解！

SCU

撮影が終了しました。
撮影終了時刻 ：10時20分
撮影条件： ･･･
･･･
了解！

SCP

SCU

スキャン中

レポート作成のＷＳや ＲＩＳ端末も（登録してあれば） ＭＰＰＳ情報を送ることができる。
（ただし 検査ＵＩＤ などの ＭＷＭ情報を継承する必要がある）
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Storage
モダリティ

SCU

画像（※）を送りますので保存して下さい。

画像（※）を受け取りました。
保存します。

画像サーバ

SCP※ 画像に限らず、レポートや波形データ等も Storage Serviceの対象オブジェクトとなる。
基本的に 相手にデータを渡して 保管してもらいたい場合は 全て Ｓｔｏｒａｇｅ

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Storage Commitment
モダリティ

指定した画像を確実に保管してください。（ローカルディスクから削除したいのです）

画像サーバ

要求を受け付けました。

指定された画像を確かにお預かりしました。（確実に保管します）

SCU

SCP
ありがとうございました。

サーバーが巨大な場合、確認に時間がかかる。 回答はいつ来るか分からない。
よって 通信は一度終了され、回答が準備できたら 再開される。
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Query/Retrieve
この患者さんの検査リストを下さい。

画像ビューア/ワークステーション

はい、これが検査リストです。

画像サーバ

では、この検査の画像を送って下さい。
画像を送ります。
画像を受け取りました。

SCU

SCPお望みの画像を全て送り終わりました。

画像リストをもらう通信 と 画像を送り返してもらう通信の 二つが起動される。
サーバーの都合で いつ画像が送り返されて来るか分からない。

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DICOMの基本用語話ができる程度に

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DICOM基本用語 - その１

Conformance Statement( Supported Characters )Service Class
SCU

SCP

SOP
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DICOM基本用語（1）
Conformance Statement［コンフォーマンス・ステートメント］（DICOM適合性宣言書）
装置の「DICOMサポート範囲」を明記したドキュメント。
通常、DICOM対応機器の販売元から提供される。
なぜ必要か？
DICOMは非常に膨大な規格であり、「DICOM対応機器」と言っても、実際には、DICOMの「一部」を実装しているに過ぎない。
システム導入の際には、各々の機器の「サポート範囲」の確認が必要となる。
その際に参照されるのが Conformance Statement というドキュメントである。
Conformance Statement を自社のホームページ上で公開しているベンダもある。
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Conformance Statement の公開（例）DICOM & IHE

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Supported Characters
Conformance Statement に 通信で使える文字が書いてあります。
符号化方式

文字 概要
コード

HL7で IHE-Jでの推奨 の推奨

ISO2022 IR6

純正のASCII 文字○○ISO2022 IR87

JIS漢字 約７０００○○ISO2022 IR159 JIS補助漢字 約６０００△△

ISO2022 IR13××○○ISO2022 IR14

半角カタカナ （ASCII の後半に日本独自で カタカナを配置） ローマ字 （IR6 に ¥ と ~JISを入れ替え）

ISO2022 ＝ 日本では JISコード
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装備していない装置も多いので日本独自の規格なので海外との互換性なし
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DICOM基本用語 （2）Service Class ［サービス・クラス］
DICOMで提供されるサービスの種別。

DICOM Service Class の例
Verification
Basic Worklist Management

交信確認
基本ワークリスト管理

Storage
Storage Commitment

データ保存
データ保存委託

Query/Retrieve

データ問合せ／検索（取得）

Print Management

プリント出力管理

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DICOM基本用語 （3）（4）
SCU ［エス・シー・ユー］Service Class User［サービス・クラス・ユーザ］の略。
DICOMのサービスを利用する（要求する）側の呼び方。

SCP ［エス・シー・ピー］
Service Class Provider［サービス・クラス・プロバイダ］の略。
DICOMのサービスを提供する側の呼び方。
例：

画像を送りますので保存して下さい。

SCU
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画像を受け取って保存します。

Storage Service Class
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SCP
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DICOM基本用語 （5）SOP ［エス・オー・ピー］ または ［ソップ］
Service Object Pair［サービス・オブジェクト・ペア］の略。
DICOMのサービスとオブジェクトを組み合わせたもの。
例

オブジェクト何
オブジェクト何を？
を？
⇒CT画像を⇒MR画像をCT
MRImage
Image
ObjectObject＋＋

サービスクラスどサービスクラスどうする？
うする？
⇒保存する
⇒保存する

つまり、つまり、CT画像を保存する
MR画像を保存する

Storage
StorageServiceServiceClassClassCT
MRImage
ImageStorage
StorageSOP
SOP＝＝ClassClass

MR画像をCT画像を送りますのでMR画像を送りますので保存して下さい。
送りますので保存して下さい。
保存して下さい。

SCU
SCU
SCU
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MR画像をCT画像を受け取ってMR画像を受け取って保存します。
受け取って保存します。
保存します。

MRCTImage
Storage
SOP Class
Image
Storage

MR Image Storage
SOPClass
ClassSOP

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SCP
SCP
SCP
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DICOM基本用語 - その２

AE
Abstract Syntax
Transfer Syntax
Tag

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DICOM基本用語 （6）AE ［エー・イー］
Application Entity［アプリケーション・エンティティ］の略。
DICOM通信を行うアプリケーションの実体。
そのAEを識別するために付けられる名前を AE Title という。
通信を開始する（呼びかける）側のAEを Calling AE と呼ぶ。
通信を受け入れる（呼ばれる）側のAEを Called AE と呼ぶ。

Calling AE

DICOM & IHE

お話（通信）しませんか？

CalledAE

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DICOM基本用語 （7）Abstract Syntax ［アブストラクト・シンタックス］（抽象構文）DICOM では SOP Class に相当する。

Abstract Syntax = DICOM SOP Classの例
CT Image Storage SOP Class

CT画像保存SOPクラス

MR Image Storage SOP Class

MR画像保存SOPクラス

Ultrasound Image Storage SOP Class

超音波画像保存SOPクラス○○ Image Storage SOP Class○○画像保存SOPクラス

Modality Worklist Information Model – FIND
SOP Class

モダリティ・ワークリスト
情報モデル – 検索SOPクラス

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DICOM基本用語 （8）Transfer Syntax ［トランスファー・シンタックス］（転送構文）DICOMデータ（オブジェクト）の符号化方法の定義。
データを送る際には、相手が復号可能な符号化を用いる必要がある。
DICOM Transfer Syntax の例
Implicit VR Little Endian（※）

暗黙的VRリトル・エンディアン（非圧縮）

Explicit VR Little Endian

明示的VRリトル・エンディアン（非圧縮）

Explicit VR Big Endian

明示的VRビッグ・エンディアン（非圧縮）JPEG Lossless

JPEG（可逆圧縮）

JPEG Lossy

JPEG（非可逆圧縮）（※）
DICOM & IHE：DICOM デフォルト の Transfer Syntax（サポート必須）
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DICOM基本用語 （9）Tag ［タグ］（もともとは荷札の意味）
DICOMデータエレメント（データ要素）の属性を識別するためのもの。
全てのデータエレメントには、属性を識別するための「タグ」が付く。
2つの16進数（グループ番号とエレメント番号）の組合せで表現される。
DICOM Tag の例
TagAttribute Name （属性名）（ 0010 , 0010 ）Patient’s Name （患者氏名）（ 0010 , 0020 ）（ 0010 , 0030 ）Patient ID （患者識別子）
Patient’s Birth Date （患者生年月日）

グループ番号（0010: 患者情報グループ）
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エレメント番号Copyright © 2007 Toshiba Medical Systems Corporation. All rights reserved.

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DICOM画像データ[ DICOM画像 ](0010,0010) Toshiba^Taro(0010,0020) ID12345＋タグの昇順付帯情報(7FE0,0010)
ピクセル
データ

データセットDICOM & IHE

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コンフォーマンス ステートメント を読む
C/Sをよく読めば かなりの情報が得られます。
１） この装置でやりたいことができるか。
＞＞＞ どの SOPクラスを装備しているか 、 それは SCUか SCPか
２） その機能は 希望する情報を渡してくれるか／受け取ってくれるか。
＞＞＞ どのタグに対応しているか それは常時存在か 条件付存在か＞＞＞ どの文字に対応しているか
３） 何か 変わった制限はないか。
＞＞＞ 変更できないタグ 、 規格以下のサイズ 、 メーカ固有の制限
４） 書いていないことも いっぱいある。 直接メーカーに聞いてください。
＞＞＞ 特に 圧縮規格 、 プライベートタグの存在 、 その他
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DICOM と IHEの 関係
規格の出来の良さ と 使いやすさ
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DICOMの適用範囲（代表的な例）
HIS

病院情報
システム
（HIS）

PC端末
検査オーダ情報

診療情報
患者情報
検査オーダ情報

検査実施情報

HTTP

HTTP

HL7
放射線部門
情報システム（RIS）

ワークステーション

RIS端末

RISサーバ

レポート
情報

DICOM

DICOM
モダリティ

画像保管
通信ｼｽﾃﾑ（PACS）

患者情報
検査オーダ情報

画像
情報

DICOM

検査実施情報レポートサーバ
画像情報

モダリティ
DICOM & IHE

DICOM

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画像サーバ
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DICOM Service を具体的に当てはめると
HIS

病院情報
システム
（HIS）

PC端末
検査オーダ情報診療情報
患者情報
検査オーダ情報

検査実施情報放射線部門
情報システム（RIS）

RIS端末
Query/Retrieve(Report)RISサーバ

レポート
情報

MPPS
モダリティ
検査実施情報

患者情報
検査オーダ情報

MWM

Storage(Image)

画像情報

モダリティ
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ワークステーション

画像保存委託

画像情報

画像保管
通信ｼｽﾃﾑ（PACS）

Query/Retrieve(Image)Storage(Report)
レポートサーバ

StorageCommitment

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画像サーバ
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IHE風に表すとReport Manager（Repository）

ADT

レポート保存レポート
作成

レポート検索
患者登録
レポート保管

患者情報

Order
Placer

レポート参照ReportReader

Image
Display

ReportCreator

画像読影

画像検索
Image Manager/Image Archive

オーダ発行

患者情報
検査情報

検査情報

Order
Filler

検査情報リストAcquisition
Modality

画像管理/保管

画像保存部門オーダ入力
PPS
Manager
DICOM & IHE

撮影開始/
完了情報

画像保存委託画像収集

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でも ユーザの心配は ・・・
Report Manager（Repository）

ADT

レポート保存レポート作成

ここで入れたレポート検索ここに ちゃんと
患者登録
ReportIDはImage
レポート保管Creator
届いてる？
Display
患者情報
画像読影

Order
Placer

レポート参照ReportReader

画像検索
Image Manager/
Image Archive

オーダ発行

患者情報
検査情報

検査情報

Order
Filler

検査情報リストAcquisition
Modality

画像管理/
保管

画像保存部門オーダ入力
PPS
Manager
DICOM & IHE

撮影開始/
完了情報

画像保存委託画像収集

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運用に合わせた 全体をスルーした試験
Report Manager（Repository）

ADT

作成

Query/
レポート検索Retrieve

患者登録レポート保管
パターン①

患者情報

Order
Placer

パターン②
レポート

レポート保存
Storage

レポート参照ReportReader

Image
Display

ReportCreator

画像読影

Query/
画像検索
Image Manager/
Image Archive

Retrieve

オーダ発行

患者情報
検査情報

検査情報

Order
Filler

MWM
検査情報リストAcquisition
Modality

画像管理/
保管

画像保存
Storage
部門オーダ入力
PPSManager
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撮影開始/
MPPS
完了情報

Storage
画像保存委託画像収集

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Commitment
45

IHE が 標準的な運用を定義してくれた
装置間、メーカー間の DICOM の差が 悪さをしないことの確認
ADT

RIS

モダリティ

PACS

レポートサーバー

患者氏名（ローマ字）
患者氏名
（漢字）
検査予定日

受けて捨てる あれば表示
今日の日付

今日の日付

アレルギー
検査予定部位DICOM & IHE

表示できず検査した部位

グループ化

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46

DICOMの限界（留意すべきこと）
残念ながら･･･

DICOMは万能ではない。
できるだけ多くの場面への適用（汎用性）を考慮した結果：
オプションを含め多くの選択肢（選択の幅）がある。
良く言えば柔軟、悪く言えば曖昧。

システム運用そのものを明確には規定していない。
DICOMで「つながる」だけでは、運用ができない場合がある。
システム運用仕様として「DICOMの使い方」を別途定める必要がある。
そこでDICOM & IHE

IHE

Integrating
the Healthcare
Enterprise

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47

DICOM と IHE との関係（まとめ）IHE では、DICOM や HL7 などの標準規格をシステムに上手に適用するためのガイドラインを定めている。
DICOM として幅を持たせている（ある意味で曖昧な）部分を、IHE が臨床現場のユースケース（ワークフローに沿ったシナリオ）に則って明確化することにより、システムとしての相互運用性が高められる。

IHE としては規格の制定は行わず、既存の規格で不足する部分があれば、それぞれの規格化団体（DICOMであればDICOM標準化委員会）に働きかけて規格化を促す。

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IHE Integration Statement（IHE統合宣言書）
装置の「IHEサポート範囲」を明記したドキュメント。
通常、IHE対応機器の販売元から提供される。
DICOM Conformance Statement vs IHE Integration Statement
DICOM Conformance Statement

IHE Integration Statement

サポートするDICOMの範囲に関して詳細に記載

サポートする「IHEアクター」および「統合プロファイル」に関して記載

数十ページ以上（100ページ超の場合もある）

１～数ページ以内（※）※「IHEテクニカルフレームワーク」という公開ドキュメント（いわゆるガイドライン）に、仕様の詳細が記載されているので、各ベンダが作成するドキュメントに多くを記載する必要がない。
IHE Integration Statement を自社のホームページ上で公開しているベンダもある。IHEのメインホームページ内に、各ベンダの IHE Integration Statement掲載ページへのリンクがある。
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49

IHE Integration Statement の公開（例）DICOM & IHE

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50

関連リンクDICOM
 NEMA Official DICOM Home Page
http://medical.nema.org/dicom.html
 DICOM Standard Status Page
http://www.dclunie.com/dicom-status/status.html
 JIRA医用画像システム部会のページ
http://www.jira-net.or.jp/commission/system/index.html

IHE
 IHE Home Page
http://www.ihe.net/
 IHE-J のホームページ
http://www.ihe-j.org/
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51

医療情報の連携/統合に向けて

HL7

DICOM

IHE
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52

以上をもちましてDICOM & IHE
Digital Imaging and Communications in Medicine

Integrating the Healthcare
Enterprise- DICOMの基礎 - DICOM と IHE の関連 -in 広島を終わります

ご清聴ありがとうございました
DICOM & IHE

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53

おわりDICOM & IHE

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54