この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
0 はじめに
Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) は、医療画像情報および関連データの通信と管理の標準です。
0.1 歴史
1970 年代にコンピューター断層撮影 (CT) が導入され、その後他のデジタル診断画像モダリティが導入され、臨床応用でコンピューターの使用が増加するにつれ、米国放射線学会 (ACR) と全米電気製造業者協会 (NEMA) は、さまざまなベンダーが製造したデバイス間で画像と関連情報を転送するための標準的な方法が必要です。これらのデバイスは、さまざまなデジタル画像形式を生成します。
米国放射線学会 (ACR) と全米電気製造業者協会 (NEMA) は 1983 年に合同委員会を設立し、以下の基準を開発しました。
- デバイスのメーカーに関係なく、デジタル画像情報の通信を促進します。
- 病院情報の他のシステムとも連携できる画像アーカイブ通信システム (PACS) の開発と拡張を促進します。
- 地理的に分散されたさまざまなデバイスから問い合わせできる診断情報データベースの作成が可能になります。
ACR-NEMA規格 出版番号1985 年に発行された 300-1985 は、バージョン 1.0 と指定されました。この規格に続いて 2 つの改訂が行われました。 1, 1986 年 10 月付け、No.これらの標準出版物では、ハードウェア インターフェイス、ソフトウェア コマンドの最小セット、および一貫したデータ形式セットが指定されています。
ACR-NEMA規格 出版番号1988 年に発行された 300-1988 は、バージョン 2.0 に指定されました。これには、バージョン 1.0, 公開されたリビジョン、および追加のリビジョンが含まれていました。また、表示デバイスにコマンド サポートを提供し、画像を識別するための新しい階層スキームを導入し、画像を記述する際の詳細性を高めるためにデータ要素を追加するための新しいマテリアルも含まれています。
1993 年に、ACR-NEMA/Standard 300 は大幅に改訂され、Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) と呼ばれるこの文書に置き換えられました。これには、以下に示すように、ACR-NEMA 標準の以前のバージョンに対する多数の主要な機能拡張が組み込まれています。
- ネットワーク環境に適用できます。 ACR-NEMA 標準はポイントツーポイント環境にのみ適用できました。ネットワーク環境での操作には、ネットワーク インターフェイス ユニット (NIU) が必要でした。 DICOM は、業界標準のネットワーク プロトコル TCP/IP を使用したネットワーク環境での操作をサポートします。
- オフラインのメディア交換に適用できます。 ACR-NEMA 標準では、ファイル形式や、物理メディアや論理ファイル システムの選択は指定されていません。 DICOM は、CD-R, DVD-R, USB などの業界標準メディアと一般的なファイル システムを使用したオフライン メディア環境での操作をサポートします。
- これはサービス指向のプロトコルであり、コマンドと関連データのセマンティクスと、DICOM 標準への準拠を主張するデバイスが交換されるコマンドとデータにどのように反応するかを指定します。具体的なサービスには、画像部門のワークフロー管理のサポートなどが含まれます。 ACR-NEMA 標準は、暗黙的なサービス要件のみを備えたデータ転送に限定されていました。
- 適合レベルを指定します。 ACR-NEMA 標準は、最低限の適合レベルを指定します。 DICOM は、実装者が特定のオプションを選択するために適合性宣言をどのように構築する必要があるかを明示的に説明しています。
1995 年、American College of Cardiology の支援による心臓画像処理のための DICOM 機能の追加により、ACR-NEMA 合同委員会は、すべての医用画像専門分野にわたる関係者の広範な協力である DICOM 標準委員会として再組織されました。
0.2 原則
0.2.1 グローバルな適用性とローカリゼーション
DICOM は、あらゆるロケールで使用できる世界標準です。これは、さまざまな書記体系、文字セット、言語、住所や人名の構造などの文化的要件をサポートするデータを処理するメカニズムを提供します。さまざまな地理的地域、医療専門分野、地域の実践で生物医学イメージングに使用されるさまざまなワークフロー、プロセス、ポリシーをサポートします。
国または地方の健康およびワークフロー ポリシーの要件を満たすローカリゼーションは、DICOM 標準から逸脱することなく実行できます。このようなローカライゼーションには、コード セット (プロシージャ コードなど) の指定やデータ要素の使用状況のプロファイリング (ローカルで許可される値の指定と、DICOM 標準でオプションである要素をローカルでの使用を必須にする両方) が含まれる場合があります。
ローカリゼーションとプロファイリングは、DICOM 標準の範囲外の多くのメカニズムで指定できます。そのようなメカニズムの 1 つは、Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) 組織の統合プロファイルです。プロファイリングでは矛盾がないという概念に従うことが重要です。プロファイルは要件を追加できますが、DICOM とプロファイルの両方に準拠することが不可能になるため、DICOM 要件と矛盾してはなりません。
0.2.2 継続的なメンテナンス
DICOM 標準は進化する標準であり、DICOM 標準委員会の手順に従って維持されます。 DICOM 標準のすべてのユーザーからの機能拡張の提案を歓迎し、事務局に提出することができます。 DICOM 標準に対する補足と修正は、年に数回投票され、承認されます。最終文書として承認されると、各変更は正式なものとなり、個別に公開され、直ちに発効します。承認された最終テキストの変更はすべて統合され、DICOM 標準の更新版として一定の間隔で公開されます。変更が DICOM 標準の最新版に統合されると、個々の変更文書は維持されなくなります。読者は、DICOM 標準の統合版を使用するように指示されます。
DICOM 標準を更新する際の要件は、以前の版との効果的な互換性を維持することです。
メンテナンス プロセスには、DICOM 標準のセクションの廃止が含まれる場合があります。
廃止されたからといって、これらの機能が使用できなくなるわけではありません。ただし、DICOM 標準委員会は、廃止された機能の文書を維持しません。この読者は、DICOM 標準の以前の版を参照しています。
新しい実装では、廃止された機能の使用は推奨されず、DICOM 標準に残っている代替機能が優先されます。
0.2.3 情報オブジェクトと固有のオブジェクトの識別
多くの DICOM サービスには、画像などの永続的な情報オブジェクトの交換が含まれます。このような情報オブジェクトのインスタンスは、多くのシステムや多くの組織コンテキスト間で、そして時間の経過とともに交換される可能性があります。特定の組織内での処理を容易にするためにインスタンスの属性に小さな変更が加えられることがありますが (たとえば、患者 ID をローカル コンテキストで使用される値に強制するなど)、インスタンスの意味内容は変わりません。
各インスタンスは、グローバルに一意のオブジェクト識別子によって識別され、このオブジェクト識別子はすべての交換にわたってインスタンスとともに保持されます。インスタンスのセマンティック コンテンツへの変更は、新しいインスタンスを作成するように定義され、そのインスタンスには新しいグローバルに一意のオブジェクト識別子が割り当てられます。
0.2.4 適合性
DICOM 標準への準拠は、情報オブジェクトの種類 (CT または MR 画像など) で動作するサービス (ネットワーク、メディア、または Web を使用するストレージなど) を表すサービス オブジェクト ペア (SOP) クラスの観点から規定されています。
DICOM 規格の SOP クラス仕様は、DICOM 規格のすべてのエディションとの前方互換性および後方互換性を意図した方法でのみ変更されます。したがって、適合要件と適合主張は SOP クラスの識別子を参照しており、DICOM 規格のエディションを参照することはありません。
各実装では、一貫したプロフォーマ構造に従って適合性宣言を提供する必要があり、相互運用性に関する製品の比較が容易になります。
0.2.5 情報モデルの一貫性
DICOM 標準で定義されている多数の情報オブジェクトは、患者、研究、シリーズ、機器、参照フレーム、および特定のインスタンス データ タイプを表す情報エンティティを含む共通の複合情報モデルに従っています。この情報モデルは、現実世界の医療画像処理の概念と活動を単純化したものです。収集モダリティの場合、スタディは順序付けられた手順にほぼ同等であり、シリーズは実行されるデータ収集プロトコル要素にほぼ同等です。放射線療法などの他の分野では、研究とシリーズは現実世界の実体や活動との関連性がそれほど明確ではありませんが、一貫性を保つために依然として必要です。この単純化されたモデルは、日常診療で収集された画像および関連データを管理するという実用的なニーズには十分です。
DICOM で定義された新しい情報オブジェクトは通常、この既存の共通情報モデルに準拠し、最小限の変更で実装を再利用して新しいオブジェクトをサポートできます。
0 Introduction
Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) is the standard for the communication and management of medical imaging information and related data.
0.1 History
With the introduction of computed tomography (CT) followed by other digital diagnostic imaging modalities in the 1970s, and the increasing use of computers in clinical applications, the American College of Radiology (ACR) and the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) recognized the emerging need for a standard method for transferring images and associated information between devices manufactured by various vendors. These devices produce a variety of digital image formats.
The American College of Radiology (ACR) and the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) formed a joint committee in 1983 to develop a standard to:
- promote communication of digital image information, regardless of device manufacturer;
- facilitate the development and expansion of picture archiving and communication systems (PACS) that can also interface with other systems of hospital information;
- allow the creation of diagnostic information databases that can be interrogated by a wide variety of devices distributed geographically.
ACR-NEMA standards Publication No. 300-1985, published in 1985, was designated version 1.0. The standard was followed by two revisions: No. 1, dated October 1986 and No. 2, dated January 1988. These standards publications specified a hardware interface, a minimum set of software commands, and a consistent set of data formats.
ACR-NEMA standards Publication No. 300-1988, published in 1988, was designated version 2.0. It included version 1.0, the published revisions, and additional revisions. It also included new material to provide command support for display devices, to introduce a new hierarchy scheme to identify an image, and to add data elements for increased specificity when describing an image.
In 1993, ACR-NEMA/Standard 300 was substantially revised and replaced by this document, designated Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). It embodies a number of major enhancements to previous versions of the ACR-NEMA standard, as listed below.
- It is applicable to a networked environment. The ACR-NEMA standard was applicable in a point-to-point environment only; for operation in a networked environment, a Network Interface Unit (NIU) was required. DICOM supports operation in a networked environment using the industry standard networking protocol TCP/IP.
- It is applicable to offline media exchange. The ACR-NEMA standard did not specify a file format or choice of physical media or logical filesystem. DICOM supports operation in an offline media environment using industry standard media such as CD-R, DVD-R and USB and common file systems.
- It is a service-oriented protocol, specifying the semantics of commands and associated data, and how devices claiming conformance to the DICOM standard react to commands and data being exchanged. Specified services include support for management of the workflow of an imaging department. The ACR-NEMA standard was confined to the transfer of data with only implicit service requirements.
- It specifies levels of conformance. The ACR-NEMA standard specified a minimum level of conformance. DICOM explicitly describes how an implementor must structure a Conformance Statement to select specific options.
In 1995, with the addition of DICOM capabilities for cardiology imaging supported by the American College of Cardiology, the ACR-NEMA Joint Committee was reorganized as the DICOM Standards Committee, a broad collaboration of stakeholders across all medical imaging specialities.
0.2 Principles
0.2.1 Global applicability and localization
DICOM is a world-wide standard that can be used in every locale. It provides mechanisms to handle data that support cultural requirements, such as different writing systems, character sets, languages, and structures for addresses and person names. It supports the variety of workflows, processes and policies used for biomedical imaging in different geographic regions, medical specialities and local practices.
Localization to meet the requirements of national or local health and workflow policies can be done without deviating from the DICOM standard. Such localization may include specifying code sets (e.g. procedure codes) or profiling data element usage (both specifying locally-allowed values, and making elements that are optional in the DICOM standard mandatory for local use).
Localization and profiling can be specified in a number of mechanisms outside the purview of the DICOM standard. One such mechanism is Integration Profiles from the Integrating the Healthcare Enterprise (IHE) organization. It is important that Profiling adhere to the concept of non-contradiction. A Profile can add requirements but should not contradict DICOM requirements, as that would make it impossible to comply with both DICOM and the Profile.
0.2.2 Continuous maintenance
The DICOM standard is an evolving standard and it is maintained in accordance with the Procedures of the DICOM Standards Committee. Proposals for enhancements are welcome from all users of the DICOM standard and may be submitted to the Secretariat. Supplements and corrections to the DICOM standard are balloted and approved several times a year. When approved as Final Text, each change becomes official, is published separately, and goes into effect immediately. At intervals, all of the approved Final Text changes are consolidated and published in an updated edition of the DICOM standard. Once changes are consolidated into an updated edition of the DICOM standard, the individual change documents are not maintained; readers are directed to use the consolidated edition of the DICOM standard.
A requirement in updating the DICOM standard is to maintain effective compatibility with previous editions.
The maintenance process may involve retirement of sections of the DICOM standard.
Retirement does not imply that these features cannot be used. However, the DICOM Standards Committee will not maintain the documentation of retired features. The reader is referred to earlier editions of the DICOM standard.
The use of the retired features is discouraged for new implementations, in favour of those alternatives remaining in the DICOM standard.
0.2.3 Information objects and unique object identification
Many DICOM services involve the exchange of persistent information objects, such as images. An instance of such an information object may be exchanged across many systems and many organizational contexts, and over time. While minor changes may be made to the attributes of an instance to facilitate its handling within a particular organization (e.g. by coercing a Patient ID to the value used in a local context), the semantic content of an instance does not change.
Each instance is identified by a globally unique object identifier, which persists with the instance across all exchanges. Changes to the semantic content of an instance are defined to create a new instance, which is assigned a new globally unique object identifier.
0.2.4 Conformance
Conformance to the DICOM standard is stated in terms of Service-Object Pair (SOP) Classes, which represent Services (such as Storage using network, media, or web) operating on types of Information Objects (such as CT or MR images).
SOP Class specifications in the DICOM standard are only changed in a manner that is intended to be forward and backward compatible for all editions of the DICOM standard. Conformance requirements and conformance claims are therefore referenced to the identifier of the SOP Class, and never referenced to an edition of the DICOM standard.
Each implementation is required to provide a Conformance Statement, in accordance with a consistent pro forma structure, facilitating comparison of products for interoperability.
0.2.5 Consistency of information model
A large number of information objects defined in the DICOM standard follow a common composite information model with information entities representing Patient, Study, Series, Equipment, Frame of Reference, and the specific instance data type. This information model is a simplification of the real world concepts and activities of medical imaging; for acquisition modalities, a Study is approximately equivalent to an ordered procedure, and a Series is approximately equivalent to a performed data acquisition protocol element. In other domains, such as Radiotherapy, the Study and Series are less clearly related to real world entities or activities, but are still required for consistency. This simplified model is sufficient for the pragmatic needs of managing imaging and related data collected in routine practice.
New information objects defined in DICOM will typically conform to this existing common information model, allowing reuse of implementations with minimal changes to support the new objects.