DICOM と IHE

• DICOM は情報の入れ物とやり取りを規格として

規定するが、運用についてはスコープ外

– 放射線治療に関しては、 WG7 （ Radiotherapy ）が検討

• 業務のワークフローで DICOM や HL7 といった規格をどう使うかのガイドラインを制定して接続実証試験を行うのが IHE

– 放射線治療は、 IHE-RO （ Radiation Oncology ）が検討

• IHE-RO がワークフローを検討する際に標準化が

済んでいない新しい装置や技術について、

DICOM WG7 に対して規格の拡張を要請

– Supplement や CP として提案

IHE-RO の既定・検討中のプロファイル

BRTO

MMRO ARTI・ TPPC

IPDW DPDW QAPV

DCOM

Basic Radiatino Therapy Object Multi Modality Registration for RT

Suppl. Advanced RT Object Interoperation Treatment Planning Plan Contents

Dose Composing Profile

Integrated Positioning and Delivery Profile Discrete Positioning and Delivery Profile Quality Assurance with Plan Veto

IHE-RO 統合プロファイル

• BRTO（シンプルな3D外部照射治療計画）

– 旧名称 NTPL-S（Normal Treatment Planning - Simple）

– 3D外部照射治療計画を、輪郭作成、照射野作成、線量計算、線量分布表示のパートに分割して制定

– マルチベンダー環境化、かつ中央DICOM Archiveを用いての環境でのプロファイル

• MMR-RO（Multimodality Registration）

– 放射線治療計画のマルチモダリティ環境への適合

• ARTI(Advanced RT Object Interoperability)

– TPPC(Treatment Planning - Plan Content)

• DCOM(Dose Composing)

– 線量合算

• DPDW(Discrete Positioning and Delivery)

• IPDW(Integrated Positioning and Delivery)

– 患者のセットアップと照射

• QAPV(Quality Assurance with Plan Veto )

– Planの差し戻しを視野に入れた、照射前のPlan検証

• ・・・

スムーズな運用のために

•

IHE-RO は Connectathon （コネクタソン）と呼ばれる接続性の実証試験を行っているので、その結果は一つの目安として使える

– 例 Pinnacleで作った輪郭を元にして、Eclipseでビームをセットアップして、Oncentraで線量計算して、Focalで分布を表示する

•

事前に接続する両者の DICOM Conformance Statement から予想される問題点を挙げ、確認をしたり運用での対応を検討する

•

個別にインターフェースを作成しても、バージョンアップや多施設連携の際に障害となりうる

•

仕様書等で、「 DICOM RT に対応する事」などは範囲が広すぎて問題のタネとなってしまうので、より具体的に要望事項をまとめる

– 例 ×「導入するシステムはDICOM RTに対応する事」

○「導入するシステムは、○○のシステムにおいて作成した

輪郭情報をDICOMを用いてやり取り出来る事」

○「IHE-ROのBRTOプロファイルのContourerの機能を有する事」

本日の話題

• 放射線治療部門を取り巻く現状

• DICOM と DICOM RT

• 事例紹介からそれぞれの情報について

• 不具合事例

• 現時点で検討されている規格拡張

放射線治療情報の現状と今後

•

画像診断において複数の画像を同時に利用する事が、 Image Fusion ・ Image Registration として普及した事から、放射線治療においても、検査時期の異なる CT 画像の同時利用や、 CT 、 MR 、 PET などの異なる画像を用いて治療（計画）が普及

•

IMRT 、 VMAT などの腫瘍に限定的に照射出来るシステムが普及し、

照射前や照射時の位置照合のための画像の利用が増加

•

Image Guided Radiotherapy （ IGRT ：画像誘導放射線治療）に対応した治療システムが普及してきたため、放射線治療で用いられる画像が増加

•

治療装置、治療用 X 線シミュレータ共に、 CBCT （ Cone Beam CT ）を作成する事が出来るようになり、 KV-CBCT のみならず MV-CBCT も作成する事が出来るシステムの増加

•

さらなる機器連携のための規格そのものの拡張が検討

近年の RT 関連の DICOM 拡張

• Supplement 73 ＆１１２

– Spatial Registration（Supp. ７３）

• リジッドレジストレイション

– Deformable Registration（Supp. 112）

• 変形を伴うレジストレイション

• Supplement 96 & 74

– Unified Worklist and Procedure Step(Supp.96)

• 汎用実施予約を進捗管理

– Utilization of Worklist in Radiotherapy Treatment Delivery（Supp. 74)

• 患者の位置照合と照射の実施（→ IGRT関連）

• Supplement 147 （関連）

– Second Generation Radiotherapy

• 新たな技術・テクニックのためのオブジェクトの制定

Image Registration/Image Fusion

• Image Registration

– あるDataset（Image Set、Frame Of Reference)と、これとは異なる

Datasetとが空間的にどのような位置関係になるかを合わせる行

為

– CT-CT、CT-MR、CT-MR-PETなど – (0008,0060)Modalityの値はREG

• Image Fusion

– Image Registrationを行った複数のDatasetをOverlayなどで表示する方法

• 2D-2Dの例も準拠

– 例：DRR-EPID、XP-LG/EPID、DRR-LG

• DICOM規格、PS3.17 Explanatory Information ANNEX O Registration

• IHE-RO Technical Framework Vol.1

– MMRO、MMRO II、MMRO III

• IHE-RAD Presentation Profile (Image Fusion)

DICOM Registration 関連

• 二つの画像モダリティによる関連付けに関する情報

• (0008,0016)SOP Class UIDは、1.2.840.10008.5.1.4.1.1.66.1

– Deformable Spatial Registrationの場合はSOP Class UIDの末尾が１→３

• (0008,0060)Modalityの値はREG

• 利用するDICOM Image Seriesを参照

• 二つのイメージセットを平行移動と回転のみで関連付けるもの（いわゆる Rigid Registration）がSpatial Registration、任意のPixel/Voxelの変形を伴って関連付けるもの（いわゆるDeformable Registration）をDeformable Spatial Registrationとされている

• Registrationの種類により、組み込まれるModuleが異なる

– Spatial Registration Module：Rigid Registrationの場合 – Def. Spatial Reg. Module：Deform. Registrationの場合

放射線治療における Registration

• Rigid 、 Deformable のいずれにしても計算には多かれ少なかれ時間を要する

• Registration エンジン／アルゴリズムを実装しているシステム

のみで、いわゆる Fusion を取り扱うシステムは診断系で市場に製品として出ている

• 画像のみでは治療では不十分（輪郭： RT Structure や線量：

RT Dose までの活用が求められる

– Registration画像をベースとしてContouringを行う事だけでも意義はある

–

Deformable の場合には Resampling による再利用

• REG の活用

– 結果のみを呼び出して利用する事で時間短縮と再現性

ワークフロー管理

• MWM （モダリティワークリスト）と MPPS （モダリティ進捗状況管理）は画像モダリティを想定

• MWM と MPPS を包括して、 UWPS （汎用ワークリストと進捗管理）の枠組みが規定されている

– むりくり MWM でやろうとするのでは無く、 MWM から UWPS への移行や対応を検討

• 放射線治療の実施について、 Supplement 74 にてワークフロー管理の枠組みが提供されている

• 包括的な治療情報の管理の前段階として準備されている

– RIS と R&V の連携、スケジュール管理システム主導の治療

新しい装置や技術への対応

• 既存の RT オブジェクトでは取り扱えない装置が市場にて利用されてきている

• 既存の枠組みでは取扱いが困難な技術が放射線治療現場で取り扱われている

• 包括的な院内情報と部門情報の連携が進ん

できている

Second Generation Radiotherapy

• Supplement 147

• 従来の DICOM RT の拡張

– 従来のRTオブジェクトの定義では記述できない、新たな治療技術/治療装置に対応するために大幅に改定

– 包括的な放射線治療関連情報の管理 – ワークフロー管理

– 既存のテクニック・実装との互換性

– 既存のRTオブジェクトから新たなRTオブジェクトへの上位互換性 – 互換性のため既存のRTオブジェクトへのCPが多数出てきている

• DICOM ホームページにて特設ページあり

– http://dicom.nema.org/Dicom/News/april2014/DicomWG6_april2014 .html

Second Generation Radiotherapy

• 従来のRT Object関連を1G RT、新たなものを2G RTとも呼ばれている

• 当初、Supplement 147で拡張が始まったが、Supplementとしては大きくなりすぎてしまったため、以下の６つに分割し制定中

– Sup 147 2nd Gen RT Prescription and Segment Annotation – Sup 175 2nd Gen RT C-Arm Radiations

– Sup 176 2nd Gen RT New RT Radiations – Sup 177 2nd Gen RT Dose Objects

– Sup 178 2nd Gen RT RT Course

– Sup 179 2nd Gen RT RT Explanatory (Part 17)

（全体像を把握するためには、Sup 147と179から入り、178へと移りその他の各論に入ると理解しやすい）

２ GRT のポイント

• RT Course

– 治療全体を包括管理

• RT Physician Intent

– 治療目的を明示

• RT Segmentation

– 3D での ROI 情報の取扱い

• RT Radiation Set

– RT Plan の後継

• RT Patient Setup

– Patient Positioning/Verification について

Second Generation RT

IODs Modules

RT Cours

e RT Phys Intent

RT Rad

Set RT Seg Props

Tomo Rad

C-Arm Ph Rad

C-Arm El Rad

Multi-Fixed

Rad Rob Rad

Multi-Axial Rad

Tomo Rec

C-Arm

Ph Rec

Multi Fixed Rec

Rob Rec

Multi Axial Rec

RT Dose

Img RT Dose

Hist RT Dose Samp

RT Pat Setup

RT Rad

Set Deliv

Patient M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M

Clinical Trial Subject

U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U

General Study M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M

Patient Study U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U

Clinical Trial Study U U U U U U U U U U U U U U U U U U U U

General Series M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M

RT Course M RT Prescription

Reference

RT Treatment Phase

IODs Modules

RT Dose

RT Struc

Set RT Plan

RT Beam

Rec RT Brachy

Rec RT Sum

RT Ion Plan

RT Ion Beams

Treat Rec

RT Beams Delivery

Inst

Patient M M M M M M M M M

Clinical Trial Subject

U U U U U U U U U

General Study M M M M M M M M M

Patient Study U U U U U U U U U

Clinical Trial Study

U U U U U U U U U

General Series M

RT Dose M

DICOM PS3.3 A.1.4 Table A.1.3（DICOM 2015c）

DICOM PS3.3 A.1.4 Table A.1.3 （以下が追加）

• DICOM Standard Committee 参考情報

http://medical.nema.org/

• JIRA （日本画像医療システム工業会）

http://www.jira-net.or.jp/index.htm – DICOMの世界

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

最後に

• より高精度な治療へ

– 技術の進歩と学術的な発展から、より高精度な治療が可能となってきている

– システムのブラックボックス化が進む

– 「道具」を適正に効果的に利用する必要が高まる

• IT 技術の利用

– TPS の中にしか無い情報から、汎用情報へ

– 独立検証、二次利用のためには、これらの情報を把握して適正に利用

• 知らなくても治療行為は行えるが、知っていると出来

る事が広がり、理解していると利用範囲が広がる

ドキュメント内 _かたろう会 (ページ 49-67)

• DICOM は情報の入れ物とやり取りを規格として

規定するが、運用についてはスコープ外

– 放射線治療に関しては、 WG7 （ Radiotherapy ）が検討

• 業務のワークフローで DICOM や HL7 といった規格 をどう使うかのガイドラインを制定して接続実証 試験を行うのが IHE

– 放射線治療は、 IHE-RO （ Radiation Oncology ）が検討

• IHE-RO がワークフローを検討する際に標準化が

済んでいない新しい装置や技術について、

DICOM WG7 に対して規格の拡張を要請

– Supplement や CP として提案

IHE-RO の既定・検討中のプロファイル

IHE-RO 統合プロファイル

スムーズな運用のために

IHE-RO は Connectathon （コネクタソン）と呼ばれる接続性の実証試 験を行っているので、その結果は一つの目安として使える

事前に接続する両者の DICOM Conformance Statement から予想さ れる問題点を挙げ、確認をしたり運用での対応を検討する

個別にインターフェースを作成しても、バージョンアップや多施設 連携の際に障害となりうる

仕様書等で、「 DICOM RT に対応する事」などは範囲が広すぎて問 題のタネとなってしまうので、より具体的に要望事項をまとめる

本日の話題

• 放射線治療部門を取り巻く現状

• DICOM と DICOM RT

• 事例紹介からそれぞれの情報について

• 不具合事例

• 現時点で検討されている規格拡張

放射線治療情報の現状と今後

IMRT 、 VMAT などの腫瘍に限定的に照射出来るシステムが普及し、

照射前や照射時の位置照合のための画像の利用が増加

Image Guided Radiotherapy （ IGRT ：画像誘導放射線治療）に対応し た治療システムが普及してきたため、放射線治療で用いられる画 像が増加

治療装置、治療用 X 線シミュレータ共に、 CBCT （ Cone Beam CT ）を作 成する事が出来るようになり、 KV-CBCT のみならず MV-CBCT も作成 する事が出来るシステムの増加

さらなる機器連携のための規格そのものの拡張が検討

近年の RT 関連の DICOM 拡張

• Supplement 73 ＆ １１２

• Supplement 96 & 74

• Supplement 147 （関連）

Image Registration/Image Fusion

DICOM Registration 関連

放射線治療における Registration

• Rigid 、 Deformable のいずれにしても計算には多かれ少なか れ時間を要する

• Registration エンジン／アルゴリズムを実装しているシステム

のみで、いわゆる Fusion を取り扱うシステムは診断系で市場 に製品として出ている

• 画像のみでは治療では不十分（輪郭： RT Structure や線量：

RT Dose までの活用が求められる

Deformable の場合には Resampling による再利用

• REG の活用

ワークフロー管理

• MWM （モダリティワークリスト）と MPPS （モダリティ進捗 状況管理）は画像モダリティを想定

• MWM と MPPS を包括して、 UWPS （汎用ワークリストと 進捗管理）の枠組みが規定されている

– むりくり MWM でやろうとするのでは無く、 MWM から UWPS への移行や対応を検討

• 放射線治療の実施について、 Supplement 74 にてワー クフロー管理の枠組みが提供されている

• 包括的な治療情報の管理の前段階として準備されて いる

– RIS と R&V の連携、スケジュール管理システム主導の治療

関連行為の実施

新しい装置や技術への対応

• 既存の RT オブジェクトでは取り扱えない装置 が市場にて利用されてきている

• 既存の枠組みでは取扱いが困難な技術が放 射線治療現場で取り扱われている

• 包括的な院内情報と部門情報の連携が進ん

できている

Second Generation Radiotherapy

• Supplement 147

• 従来の DICOM RT の拡張

• DICOM ホームページにて特設ページあり

Second Generation Radiotherapy

２ GRT のポイント

• RT Course

– 治療全体を包括管理

• RT Physician Intent

– 治療目的を明示

• RT Segmentation

– 3D での ROI 情報の取扱い

• RT Radiation Set

– RT Plan の後継

• RT Patient Setup

– Patient Positioning/Verification について

Second Generation RT

• DICOM Standard Committee 参考情報

• JIRA （日本画像医療システム工業会）

最後に

• より高精度な治療へ

– 技術の進歩と学術的な発展から、より高精度な治療が可 能となってきている

– システムのブラックボックス化が進む

– 「道具」を適正に効果的に利用する必要が高まる

• 業務のワークフローで DICOM や HL7 といった規格をどう使うかのガイドラインを制定して接続実証試験を行うのが IHE

IHE-RO は Connectathon （コネクタソン）と呼ばれる接続性の実証試験を行っているので、その結果は一つの目安として使える

事前に接続する両者の DICOM Conformance Statement から予想される問題点を挙げ、確認をしたり運用での対応を検討する

個別にインターフェースを作成しても、バージョンアップや多施設連携の際に障害となりうる

仕様書等で、「 DICOM RT に対応する事」などは範囲が広すぎて問題のタネとなってしまうので、より具体的に要望事項をまとめる

Image Guided Radiotherapy （ IGRT ：画像誘導放射線治療）に対応した治療システムが普及してきたため、放射線治療で用いられる画像が増加

治療装置、治療用 X 線シミュレータ共に、 CBCT （ Cone Beam CT ）を作成する事が出来るようになり、 KV-CBCT のみならず MV-CBCT も作成する事が出来るシステムの増加

• Supplement 73 ＆１１２

• Rigid 、 Deformable のいずれにしても計算には多かれ少なかれ時間を要する

のみで、いわゆる Fusion を取り扱うシステムは診断系で市場に製品として出ている

• MWM （モダリティワークリスト）と MPPS （モダリティ進捗状況管理）は画像モダリティを想定

• MWM と MPPS を包括して、 UWPS （汎用ワークリストと進捗管理）の枠組みが規定されている

• 放射線治療の実施について、 Supplement 74 にてワークフロー管理の枠組みが提供されている

• 包括的な治療情報の管理の前段階として準備されている

• 既存の RT オブジェクトでは取り扱えない装置が市場にて利用されてきている

• 既存の枠組みでは取扱いが困難な技術が放射線治療現場で取り扱われている

– 技術の進歩と学術的な発展から、より高精度な治療が可能となってきている

– 独立検証、二次利用のためには、これらの情報を把握して適正に利用