DICOM とは
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) は、医用画像情報と関連データの保存、送信、管理のための国際標準規格です。画像共有の際に用いられるデータ形式や通信プロトコルを標準化することで、MRI、CT、超音波、X 線装置など、さまざまな画像診断機器やシステム間で相互運用性を確保できるようにします。DICOM ファイルには通常、画像データだけでなく、患者情報、撮影条件、検査内容といった重要なメタデータも含まれており、医療現場で効率的に正確な診断、治療計画、記録保存を行う上で欠かせないものとなっています。
主なポイント
- DICOM は、医用画像と関連するメタデータの保存に最も利用されている標準規格
- この標準規格により、さまざまな医用画像機器と医療システム間で互換性と通信を確保
- 多次元画像データを、最大 16 ビットの高いダイナミックレンジで取得し、単一のデータストアに格納
- 多くの医療機器メーカーが、この標準規格に完全準拠し、病院やクリニックで広く普及
DICOM データ形式
DICOM データ形式を用いることで、標準化されたファイルに、医用画像と関連するメタデータを効率的に保存して送信できます。各 DICOM ファイルには、階層構造にまとめられたタグ、データ型、長さ、値などのデータ要素が含まれています。DICOM では、CT、MRI、超音波、X 線などの画像データと、患者 ID、撮影条件、タイムスタンプといったメタデータをまとめてカプセル化します。JPEG や PNG などの汎用画像形式とは異なり、DICOM は医療用途に特化しており、マルチフレーム画像や 3D ボリューム、病院情報システムとの連携に対応しています。さらに高度な Enhanced DICOM は、最新の画像技術や複雑な臨床ワークフローへの対応が強化されており、臨床的な正確さや相互運用性の観点から重要な役割を果たしています。
DICOM 形式で保存された脳 MRI の連続画像 (左) と心臓の超音波画像 (右)。
DICOM の用途
DICOM は、放射線科だけでなく、循環器系や腫瘍といった医療分野においても不可欠な要素です。画像データと詳細なメタデータを組み合わせて扱える DICOM は、高度な画像解析や自動診断、臨床判断支援を実現する AI や機械学習との統合にも適しています。また、遠隔医療の分野でも重要な役割を果たしており、医療画像の安全かつ効率的な共有を実現することで、特に医療サービスが行き届いていない地域や農村部における遠隔での診療、セカンドオピニオン、連携医療に貢献しています。こうした新旧の医療テクノロジーへの DICOM の統合は、今後も患者転帰の改善や臨床ワークフローの効率化に役立てられていきます。
MATLAB による DICOM データの管理
DICOM データを効果的に管理するには、保存、セキュリティ、解析のベストプラクティスを取り入れることが重要です。DICOM ファイルは、効率的な検索と長期的なアクセスを確保するため、一般的に PACS (Picture Archiving and Communication System) と連携する構造化ディレクトリシステムに格納されます。MATLAB® は、DICOM や Enhanced DICOM 形式の医用画像を扱うことができ、PACS サーバーとの直接通信も可能です。DICOM データの処理や解析向けには、医用画像の読み取り、書き込み、可視化、セグメンテーションなどの強力な機能を提供します。
データセキュリティやコンプライアンス (特に HIPAA や GDPR などの規制) に対応するには、患者データの暗号化、アクセス制御、匿名化といった処理が不可欠です。MATLAB の dicomanon 関数を使用すると、DICOM ファイルから機密医療情報を削除し、変更後の値で新しいファイルを作成できます。Image Processing Toolbox™、Deep Learning Toolbox™、Medical Imaging Toolbox™ を活用して、医用画像ワークフローの自動化、特徴量の抽出、診断支援に向けた AI モデルの構築を可能にすることで、MATLAB は臨床研究と医療機器開発に価値をもたらすプラットフォームとなります。
Medical Imaging Toolbox の医用画像ラベラーを使用して可視化された DICOM 形式の胸部 CT 3D 画像。(ドキュメンテーションを参照)
