IHE ワークショップ in 京都

DICOM & IHE

Digital Imaging and Communications in Medicine

Integrating the Healthcare Enterprise- DICOMの概要 東芝メディカルシステムズ株式会社
研究開発センター
田中 利夫
DICOM & IHE

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1本日のお話【目的】『DICOMとIHEとの関係』を整理し『DICOMの概要』を理解していただくこと【DICOMの概要】
DICOMとは
DICOMの特徴
DICOMの基本用語
DICOMの基本機能
DICOM & IHE

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DICOMとは

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DICOMとはDigital Imaging and Communications in Medicineの略。
ACR（米国放射線学会）と NEMA（米国電気機器工業会）が合同で制定した、医療情報交換のための標準規格。
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。
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DICOMの適用範囲（代表的な例）
PC端末

HIS

病院情報
システム
（HIS）

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

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

画像保管
通信ｼｽﾃﾑ（PACS）

レポート
情報

DICOM

DICOM
モダリティ

HTTP

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
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DICOM

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画像サーバ
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DICOM vs IHE【 DICOM 】
医療情報をやり取りするための『標準規格』
扱う情報は画像検査に関連するものが中心【 IHE 】
標準規格を上手に使うための『ガイドライン』
規格そのものではない
実際には、それらを普及・発展させるための取り組み全体を指す

扱う情報は画像検査関連に留まらず多岐に渡る【 共通のキーワード 】
医療の IT 化
マルチベンダー
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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

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DICOMの生い立ち（1/3）
1980年代：医療情報のディジタル化が進み、他の機器との相互接続により、データを共通かつ有効に利用したいという要望が高まる。
各施設毎、メーカ毎に独自の方式でデータを交換するしかなかった。
問題点：① 専用の開発が必要となりコストがかさむ。
② 異なるメーカの機器間の接続が困難である。
③ システム拡張や機器のリプレースが容易にできない。

標準化が必要DICOM & IHE

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DICOMの生い立ち（2/3）
198３年：
ACR（米国放射線学会）と NEMA（米国電気機器工業会）が合同で ACR-NEMA委員会を設立
198５年：
ACR-NEMA規格 - Version 1 を発表
198８年：
ACR-NEMA規格 - Version 2 を発表
ACR-NEMA規格 Version1, Version2 とも Point-toPoint（物理的に１対１）の接続が対象

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DICOMの生い立ち（3/3）
1990年代：
複数の機器接続によるネットワークの時代へ
医用機器の扱うデータが多様化
ACR-NEMA規格の大規模な変更

ACR-NEMA Version 3.0 ?とは呼ばず、これらを組合せて“DICOM 3.0”のように表記する場合がある“ DICOM ” と命名

1993年：DICOM 規格として正式に承認
現在は DICOM Standards Committee が規格の作成およびメンテナンスを行なっている。
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DICOMの特徴

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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［コンフォーマンス・ステートメント］（適合性宣言書）による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。
- 新機能の追加や比較的大きな変更は、Supplement（補遺）による。
- 比較的小さな変更は、Correction Proposal（修正提案）による。

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DICOM規格の構成（1/4）
DICOM規格書本体は、以下の18のパート（分冊）からなる。
（2007年2月現在）
Part 1 : Introduction and Overview（序文と概要）
Part 2 : Conformance（適合性）
Part 3 : Information 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 Structures 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 8 : Network Communication Support for Message Exchange（メッセージ交換のためのネットワーク通信サポート）
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DICOM規格の構成（2/4）
Part 9 : Point-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）（注）（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 : Media Formats and Physical Media for Media Interchange

オフライン・メディア

Part 10 : Media 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媒体フォーマットと物理媒体）

Part 13 : Print Management Point-to-Point Communication Support（プリント管理２点間通信サポート）（注）（注）Part 9, Part 13（Point-to-Point接続）は、現在ではリタイア（削除）されている。

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DICOM規格の構成（3/4）
Part 14 : Grayscale Standard Display Function（グレーススケール標準表示関数）
Part 15 : Security Profiles（セキュリティ・プロファイル）
Part 16 : Content Mapping Resource（コード等のマッピング）
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）

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DICOM規格の構成（4/4）
DICOMは、常に 追加／拡張／修正 されている。
- 新機能の追加や比較的大きな変更は、Supplement（補遺）を作成- 比較的小さな変更は、Correction Proposal（修正提案）を作成

いずれも、専門の Working Group によって提案～審議され、最終的には DICOM Standards Committee メンバーの投票によって採択される。
審議の過程でドラフトを Public Comment 版 として公開し、広く意見（コメント）を求める。
コメントを反映した Letter Ballot 版 を投票にかける。
投票の結果、採択が決まると Final Text 版 として正式にStandard （標準規格）となる。
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DICOMは成長を続けている
Base Standard - 2007
Base Standard - 2006
Base Standard - 2004
Supplements
Correction Items
Supplements
Correction Items
Supplements
Correction Items
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17http://www.dclunie.com/dicom-status/status.html

差分が 赤字で表記されている。

http://www.dclunie.com/dicom-status/status.html

http://www.dclunie.com/dicom-status/status.html

DICOMの基本用語

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DICOM基本用語 - その１

Conformance Statement
Service ClassSCUSCPSOPDICOM & IHE

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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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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

オブジェクトオブジェクト
何を？
何を？
⇒CT画像を⇒MR画像をサービスクラス
サービスクラス
どうする？
どうする？
⇒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

CTCTStorage
MRImage
Image ＋Storage
MRImage
ImageStorage
Storage＝＋＝
ObjectSOP
ServiceObject
ServiceClassClassSOPClassClass
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
DICOM & IHE

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
SOPClassClass
SOP

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SCP
SCP
SCP27

DICOM基本用語 - その２AE
Abstract Syntax
Transfer Syntax
Tag
Association Negotiation
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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。

CallingAE

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
エレメント番号（0010: 患者情報グループ）
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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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DICOM基本用語 （10）
Association Negotiation［アソシエーション・ネゴシエーション］
AE 同士が取り交わす DICOM通信の最初のフェーズ。
要求するサービスの種別や符号化方法等に関する折衝をAssociation Negotiation （アソシエーション折衝）と呼び、折衝の成立をAssociation Establishment （アソシエーション確立）という。
この折衝の成立により「DICOM通信路」が確立され、以降、AE間でデータのやり取りが可能となる。
一連のデータ通信の最後には、
Association Release （アソシエーション解放）により、通信路を解放する。

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DICOM通信の流れ
Association Negotiation
アソシエーション折衝
モダリティ

画像サーバ
Establishment（確立）
AE

DICOM
Message/
Data

AE

Association Release
アソシエーション解放

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Association Negotiation – アソシエーション折衝
TOSHIBA_MR_1 と申します。 ← Calling AE Title
IMAGE_SERVER_1 さんに、 ← Called AE Title
MR画像保存 のサービスを、 ← SOP Class
IL か EL の書式(符号化)で← Transfer Syntax
お願いしたいのですが･･･[TOSHIBA_MR_1]

Requestor
モダリティ

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Acceptor
Called AE Title →Calling AE Title→
SOP Class→
Transfer Syntax→

IMAGE_SERVER_1 です。了解しました。
TOSHIBA_MR_1 さんに、MR画像保存 のサービスを提供します。
書式は IL でお願いします。

交渉成立

DICOM & IHE[IMAGE_SERVER_1]= アソシエーション
確立

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DICOMの基本機能

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Verification
DICOM語

モダリティ

画像サーバ
もしもし、聞こえますか？

はい、聞こえますよ！

SCU

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。

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Modality Worklist（MWL）
日本では Modality Worklist Management（MWM）と呼ばれることが多いため、以降の説明では MWM と表記する。

モダリティ

SCU

本日のCT(※) 検査の予約リストを下さい。

本日予約されているCT検査は、10時00分 田中利夫
頭部10時30分 鈴木一郎
腹部
11時00分 佐藤みゆき 胸部

RIS

SCP

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

スキャン中

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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。

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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。

SCU

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）

SCPよろしくお願いします。

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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。

SCU

画像を受け取りました。

SCPお望みの画像を全て送り終わりました。

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DICOMの適用範囲（代表的な例）
PC端末

HIS

病院情報システム（HIS）

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
PC端末

HIS

病院情報システム（HIS）

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

Storage(Image)

MWM

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

検査情報
患者情報
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
PPSManager
DICOM & IHE

撮影開始/完了情報

画像保存委託画像収集

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DICOMを当てはめるとReport Manager（Repository）

ADT

Storage
レポート保存レポート
作成

Query/

レポート検索Retrieve

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

Query/
画像検索

Retrieve

Image Manager/
Image Archive

オーダ発行

検査情報
患者情報
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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Commitment47

Media Exchange – 可搬電子媒体によるデータ交換
モダリティ

Media Storage
File Create
Media（ファイル生成／書込み）

File Read（ファイル読込み）

FSR
FSC（ファイル更新）

FSU

FSC: File Set Creator
FSR: File Set Reader
FSU: File Set Updater

DICOMで規定されているメディア：
FD, MO, CD-R, DVD-RAM/-R/-RW/+R/+RW,
USB Memory, Compact Flash 等
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File Update

画像ビューア/ワークステーション

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IHE PDI 統合プロファイル
PDI(Portable Data for Imaging)
可搬電子媒体（CD-R）にデータを記録して持ち運ぶ。
DICOM画像の他に、- Web表示用データ- 非DICOMドキュメント- 画像ビューアソフトなどを含めることもできる。
フォルダの構成やファイル名の付け方などに対して、一定のルールが規定されている。
RSNAデモ用サンプルＣＤ
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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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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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IHE Integration Statement の公開（例）DICOM & IHE

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53

医療情報の連携/統合に向けて

DICOM

HL7IHEDICOM & IHE

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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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55

以上をもちまして

DICOM & IHE

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Integrating the Healthcare Enterprise- DICOMの概要 -in 京都を終わります

ご清聴ありがとうございました
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付録

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57

DICOMデータセットの構造
DICOMデータセット = データエレメントの並び（タグの昇順）
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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VR（Value Representations）- 値表現
Data Element の Value Field に含まれる Value（値）のタイプ（数値／文字列／日付／時刻 etc…）を表す。
VR の例 （DICOM規格書 第5巻より抜粋）

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DICOMデータのダンプ表示（例）
Tag

Attribute Name

(0008,0000) Group Length(0008,0008) Image Type(0008,0016) SOP Class UID(0008,0018) SOP Instance UID(0008,0020) Study Date
(0008,0022) Acquisition Date
(0008,0023) Content Date
(0008,0030) Study Time
(0008,0032) Acquisition Time(0008,0033) Content Time
(0008,0050) Accession Number(0008,0060) Modality(0008,0070) Manufacturer(0008,0080) Institution Name.
.
注）実際にはデータ.に含まれない。

DICOM & IHE

VR Length ValueULCS
UIUIDADADATMTMTMSHCSLOLO422265488810101082812"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""20070210""20070210""104556.000""104846.000""104846.750""MOF5063 ""CT""TOSHIBA ""TOSHIBA_MEC "注）Transfer Syntax (転送構文) が Implicit VR (暗黙的VR)の時にはデータに含まれない。

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DICOM実装の典型例 （ネットワーク系）

Verification SCP
MWM SCPMPPS SCP

Verification SCU/SCP
MWM SCUMPPS SCUStorage SCU
Storage Commitment SCU
Print Management SCU

RIS

モダリティ

画像サーバ

DICOM & IHE

Verification SCP
Storage SCU/SCP
Storage Commitment SCP
Query/Retrieve SCPVerification SCU/SCP
Query/Retrieve SCU
Storage （SCU）/SCP（Storage Commitment SCU）
（Print Management SCU）

画像観察装置

イメージャ（プリンタ）

Verification SCP
Print Management SCP

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