近年，外部媒体への保存可能なモダリティの普及や PACS（picture archiving and communication systems） の 導 入 に より 簡 単 に DICOM（digital imaging and communication in medicine）画像を入手することがで きるようになった．これらの方法で入手した DICOM 画像をパーソナルコンピュータを用いて表示，解析す るツールがインターネットの Web サイトで紹介され ており，自由にダウンロードして使うことができる． また，汎用的なフリーウェアの中にも DICOM 画像の ファイルフォーマットを解析できるソフトがある．そ の一つが，バイナリエディタである．今回は，これま でのパソコンソフト活用術で紹介されてきた ImageJ とバイナリエディタを使った，DICOM 画像のファイ ルフォーマットの解析方法について解説する． なお，DICOM 画像には個人情報が含まれている ため，その扱いについては十分に注意が必要である． また，データ入手の際にコンピュータウィルスのシス テムへの混入についても十分に注意が必要である． バ イナリエ デ ィタでファイル の 内 容 を 改 変した DICOM画像データは，各自個人の責任の下に研究で の使用を目的とし，臨床目的で利用してはならない． 本文中の一部専門用語に関しては，誌面の文字数の 制約上説明を省略するが，各自インターネット等で調 べていただきたい．
1．バイナリエディタについて
バイナリエディタは，ファイルの内容を 1 byte ごと 16進数のバイナリデータとして表示し，直接内容を 操作できるアプリケーションソフトである．フリー ウェアのバイナリエディタは，インターネット上で OS を問わず数多く公開されている．Fig. 1 は代表的なバ イナリエディタで FCR の DICOM 画像データを表示 したところである．
上部 1 行と左側 8 列がデータの位置を示すアドレス 領域である．中央の 2 桁 16 列が 16 進ダンプ領域で， ファイルの内容を 1 byte ごと 16 進数で表示している
（2 桁の英数字が 1 byte を示す）．右側の 1 桁 16 列は
に変換して表示している．16 進ダンプ領域とアス キー文字領域はキーボードから入力して編集すること ができる．
2．DICOM 画像の構造について
DICOM 画像ファイルは，DICOM ファイルメタ情 報（DICOM file meta information）と DICOM データ集 合（DICOM data set）から構成される．DICOM データ 集合は，データ要素（data element）から構成される． データ要素は，4 bytes の「Tag（16 進数 2 bytes グループ 番号 +16 進数 2 bytes エレメント番号）」，「値表現（VR: value representation）」，「データ長（VL: value length）」，
「値（value）」から構成される（Fig. 2）．主な値表現を Fig. 3に示す．バイトオーダ（Big Endian，Little Endian）， 値表現を明示するか否か（explicit〔明示的〕，implicit
〔暗黙的〕），圧縮方法は DICOM ファイルメタ情報内 の転送構文 UID（transfer syntax UID）（0002,0010）に より規定されている．主な転送構文 UID の値は以下 のとおりである．
Implicit VR Little Endian Transf er Syntax UID : 1.2.840.10008.1.2
Explicit VR Little Endian Transf er Syntax UID : 1.2.840.10008.1.2.1
E x p l i c i t V R Bi g E n d i a n T r a n s f e r S y n t a x U I D : 1.2.840.10008.1.2.2
明示的値表現のときの「値表現」，「データ長」のサ イズ（2 bytes or 4 bytes）は，値表現の種類により規定 されている．
3．バイナリエディタによる DICOM 画像ファイ ルフォーマットの解析
バイナリエディタを起動してメニューの「ファイル
（F）→開く（O）...」で DICOM 画像ファイルを選択するか バイナリエディタのウィンドウ内に DICOM 画像ファイ ルをドラッグアンドドロップすることにより，DICOM 画像ファイルをバイナリエディタで開くことができる． Fig. 4にフラットパネルディテクタ Canon CXDI-11 か
Fig. 1 代表的なバイナリエディタで FCR の DICOM 画像 データを表示
Fig. 2 DICOM 画像の構造
Fig. 3 主な値表現
ら検像システムへ転送した DICOM 画像データをバ イナリエディタで開いた結果を示す．このファイルを 使って以下に DICOM 画像ファイルフォーマットの解 析方法を示す．
3-1 DICOM ファイルメタ情報
ファイルの先頭（ADDRESS 00000000）から 129 bytes 目（Fig. 4 ①）に「DICM」の 4 bytes 文字列がある．これ を DICOM Prefix といい，このファイルが DICOM ファ イルであるか否かを認識するために使用されている． DICOM Prefixの次から始まる（0002）のグループ Tag は，転送構文 UID（0002,0010）によらず Explicit VR Little Endianを使用して符号化されている．
転送構文 UID（0002,0010）を 16 進データで検索する とカーソルは 16 進ダンプ領域，アスキー文字領域内 の（0002,0010）の Tag（Fig. 4 ②）が選択される．実際 に検索をするときは，バイトオーダにより検索のボック スに（02 00 10 00）と入力する．アスキー文字領域内の カーソルより 5 bytes 目に「1.2.840.10008.1.2」と表示さ れている（点線部）．この値より転送構文は，Implicit VR Little Endian転送構文であることが分かる．よっ てこの後のデータ要素には値表現が示されない．
3-2 データ要素
データ要素は，値の内容によっていくつかのグループ に分かれ，それぞれのグループ番号が振られている． 主なグループ番号として，（0008）検 査に関係する データ要素，（0010）患者に関係するデータ要素，
（0018）装置の撮影条件プロトコルなどに関するデータ 要素，（0020）検査の内容などに関係するデータ要素，
（0028）画像表示の情報に関係するデータ要素がある． 奇数のグループ番号は，メーカ独自の私的データ要 素を持つ（プライベートタグ）データ要素である．（た
だし，（0001）（0003）（0005）（0007）（FFFF）を除く．） ここでは，（0028）画像表示の情報に関係するデータ 要素の光度測定解釈を例にバイナリエディタでの解析 について説明する．まず，光度測定解釈（0028,0004）を 16進データで検索するとカーソルは 16 進ダンプ領域， アスキー文字領域内の（0028,0004）の Tag が選択される
（Fig. 5 ①）．実際に検索をするときは，（28 00 04 00） と入力する．Implicit VR Little Endian 転送構文である ので，選択されている Tag から 4 bytes の（0C 00 00 00） がデータ長となる（Fig. 5 ②）．（0C 00 00 00）は Little Endianなので，実際は（00 00 00 0C）となり関数電卓で この値を 10 進数に直すと 12 となり，値のデータ長は 12 bytesであることが分かる．（0C 00 00 00）の次から 12 bytes選 択 す る と， ア ス キ ー 文 字 領 域 で は
「MONOCHROME2」までが 値であることが 分かる
（Fig. 5 ③）． 光 度 測 定 解 釈 の 値 は，MONO- CHROME1であれば，最小サンプル値（画素値）は白 として表現され，MONOCHROME2 であれば，最小 サンプル値は黒として表現される．今回の例では光 度測定解釈の値は，MONOCHROME2 であったが， CR，FPD の場合メーカによりこの値は異なる．バイ ナリエディタはデータ要素の値を書き換えることがで きるの で，上 書きモード でアスキー 文 字 領 域 の MONOCHROME2を MONOCHROME1 に書き換え てファイルを保存し，ImageJ などの画像表示ソフト で表示させると白黒反転する（Fig. 5 ④，⑤）．
3-3 画素データ
画素データの Tag は（7FE0,0010）である．16 進デー タで（7FE0,0010）を検索するとカーソルは 16 進ダンプ 領域，アスキー文字領域内の画素データの（7FE0,0010） の Tag が選択される（Fig. 6 ①）．実際に検索をするとき は，（E0 7F 10 00）と入力する．16 進ダンプ領域で選択 Fig. 4 フラットパネルディテクタ Canon CXDI-11 のバイナリデータ（ファイ
ルメタ情報）
されている Tag から 4 bytes の（00 CF AB 00）が画素 データの値のデータ長となる（Fig. 6 ②）．実際は（00 AB CF 00）となり関数電卓でこの値を 10 進数に直すと 11,259,648となり，このファイルの実際の画素データ は 11,259,648 bytes であることが分かる．
データ長の次からが画素データとなる．画素データは 格納ビット数（0028,0101）が 8 bits 以下であれば 1 pixel は 1 byte で表現され，9 bits 以上 16 bits 以下であれば， 1 pixelは 2 bytes で表現される．
今回の例のデータの格納ビット数は 12 bits である
ので，データ長の次の 2 bytes（05 00）が画素データの 先頭になる（Fig. 6 ③）．先頭の画素データは，画像の 左上端の pixel の画素値となり，次の画素データはその 右隣りの pixel の画素値となる．右端の pixel の次の 画素データは，1 行下の左端の pixel の画素となる．
（05 00）は，画素値 5 を示す（Fig. 6 ④）．格納ビット数 が 12 bits であれば，画素値は 0（00 00）∼4095（FF 0F） までとなる．今回の例では，光度測定解釈の値が MONOCHROME2なので，画素値 0 は黒を示し画素 値 4095 は白を示す．ここで，先頭の画素データ（画 Fig. 5 データ要素 光度測定解釈（0028,0004）と値の改変
Fig. 6 データ要素 画素データ（7FE0,0010）と値の改変
Tagを簡単に編集するフリーウェアは存在するが，バ
参考文献
1） DICOM Base Standard–2009. http://www.dclunie.com/ dicom-status/status.html#CorrectionProposalsByNumber
2） Herman Oosterwijk．DICOM 入門．株式会社篠原出版新 社，東京，2008．
