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Azure Health Data Services と IMS を利用した医用画像データのクラウド移行について

2022年3月23日 に投稿済み

Sr. Program Manager, Health and Life Sciences, Microsoft

ルノーのレース工場のクリーン ルームで、タッチ スクリーン モニターを使って性能試験の結果を確認する技術者。

このブログ記事は、IMS の最高技術責任者 (CTO) である Vittorio Accomazzi 氏との共同執筆です。

このブログは、新しく発表された Azure Health Data Services を活用するパートナーやお客様とのコラボレーションによるシリーズの一部です。Azure Health Data Services は、保護された医療情報 (PHI) をクラウドでサポートするために設計されたサービスとしてのプラットフォーム (PaaS) です。これは、統合されたデータを処理する新しい方法で、同じデータ ストアからトランザクションおよび分析の両方のワークロードをサポートするプラットフォームをケア チームに提供し、ヘルスケア エコシステム全体で AI を開発および提供する方法を変革するクラウド コンピューティングを実現できるようにするものです。

デジタル画像技術が初めて臨床に導入されたのは 1970 年代です。それ以来、医療用画像産業は飛躍的に成長し、過去 20 年半の間に画像取得ソリューションが大きく発展しました。画像の品質は大きく向上し、さまざまな臨床用途に採用されるようになりました。医療業界については、2025 年までの業界別年平均成長率が 36% で最も高くなると予測されており (世界の医療データは、今年だけで 2.3 ゼタバイト* に達すると予測されています)。そして医療画像データは、その成長の約 80 から 90% に相当します1

医療画像産業によって生成されるデータ量は増加の一途をたどっていますが、そのデータを保存および処理するためのソリューションは、コンピューティング能力、ストレージ サイズ、ハードウェアの老朽化などの理由により、限られた製品の中で純然なオンプレミスのままとなっています。さらに、これらのオンプレミス システムは、他の種類の臨床データ ソリューションとの相互運用性がなく、画像診断部門におけるワークロードの増大により、患者の予測診断と予後の改善を達成するための大きな障壁となりました。医療データをクラウドに移行することは、データのセキュリティやプライバシーに関する懸念から、それによってもたらされる機会に対する理解不足に至るまで、さまざまな課題を抱えています。

またほとんどの場合、医療業界における相互運用性は、臨床データに焦点を当てた限定的なものでした。しかし、画像、IoT、非構造化データなど、他の種類の医療データも、患者の全体像を把握する上で重要な役割を果たし、それによって患者の診断とケアの向上に貢献します。

このようなことが理由で、Microsoft は Azure Health Data Services をリリースしました。これは、Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR®) や医用におけるデジタル画像と通信 (DICOM) などのグローバルな相互運用性標準を使用して、臨床、画像、MedTech データをクラウド上で組み合わせられるよう支援することを目的としています。Azure Health Data Services 内の DICOM サービスにより、医療画像システム、ベンダーニュートラル アーカイブ (VNA)、画像アーカイブおよび通信システム (PACS) などの DICOMweb™ 対応システムとの標準ベースの通信が実現します。医療画像のクラウド インフラストラクチャの能力を最大限に活用し、高速性、高信頼性、スケーラビリティ、セキュリティに対応した設計に向けた、優れたサービスの実現が目標です。

DICOM サービス内では、QIDO、WADO、STOW の各プロトコルによって DICOM オブジェクトのクエリ、取得、保存がサポートされ、カスタム タグを使用することでユーザー定義の検索可能なタグを使用することができます。また、クロスドメイン シナリオのクエリに DICOMcast を 1 つのソースとして使用することもできます。DICOMcast によって、DICOM メタデータが FHIR サービス (FHIR サーバー) に挿入されることで、臨床データと画像メタデータの両方に関する信頼できる唯一のソースが提供されます。

画像データがクラウドに永続化されると、デバイスやソフトウェアへの追加投資をすることなく、最小限の混乱でワークロードをクラウドにシームレスに統合することも必要になります。現在 DICOM DIMSE を利用しているお客様が、当社の DICOM サービスを利用したクラウドベースの画像ストレージやソリューションをスムーズに導入できるようにするためです。

IMS は Microsoft と協力し、Microsoft のクラウド テクノロジを活用してこの課題に対するソリューションを提供し、Azure Health Data Services を使用してレガシ ワークステーションからクラウドへ医療画像データを移行する強力なツールを実現しました。IMS が Microsoft Azure を選択した理由は、医療のクラウド化をサポートするための最も包括的なサービスとアクティブなロードマップを持っているためです。

同期化ツールとしての CloudSync の使用

当初から、オンプレミスからクラウドへ画像をプッシュするためのシンプルなプロトコル変換ツールやゲートウェイを作成することが最適なソリューションではないことが明らかでした。なぜなら、データは一方向 (医療機関からストレージ、アーカイブ、高度分析のためのクラウドへ) にしか流れないからです。このままでは、注釈付けの実行後に画像セットを既存のオンプレミス ビューアにコールバックしたり、クラウド対応の AI モデルや高度な分析を実行したりといった、ほとんどのメリットが失われることになります。一方、現在の診察時に患者の過去の画像研究にアクセスすることは、より良い臨床成果を得るために、正常でない状態を長期にわたって検証する上で重要な役割を果たします。

このギャップを埋めるために、IMS は CloudSync を設計および開発しました。これは、オンプレミスのアーカイブ (または複数のアーカイブ) を Azure DICOMweb エンドポイントとアクティブに同期するソフトウェアのみの DICOM デバイスです。CloudSync を使用すると、データの双方向の流れが実現し、さらに、患者の過去の画像データをすぐにアクセスできるように積極的にステージングするためのビジネス ロジックを実装することができ、それによってユーザーの待ち時間を減らすことができます。

この同期により、組織の既存のオンプレミス ソリューションと Azure Health Data Services および機械学習環境を統合し、データの保存、アーカイブ、スライス、ダイスを行い、優れたコホート管理を実現することができます。Azure Health Data Services を通じて Microsoft Power BI や Azure Synapse Analytics に接続することで、データセットの管理、モデルの開発とデプロイ、パフォーマンスの監視、Azure Machine Learning Pipeline での高度な分析の実行、臨床ワークフローへの結果のプッシュなどが可能になります。

CloudSync の主な機能は次のとおりです。

  • Azure Health Data Services を使用して、オンプレミス アーカイブからクラウドへ医療用 DICOM 画像を同期する。オンプレミスの複数のデバイスを 1 つのポイントで接続し、誰もが簡単にアクセスできるようにすることでコラボレーションを実現します。
  • 医療画像データ取得時のネットワーク遅延を解消する。患者の過去の医療画像を、患者のスケジュールに合わせてクラウドからオンプレミス端末にプロアクティブにプッシュし、患者の診察時に用意することができます。
  • レガシ ワークステーションからクラウドに画像データを移行する。オンプレミスの画像処理ワークステーションとクラウドのシームレスで簡単な統合を実現できます。

Azure Health Data Services を活用した CloudSync のワークフロー。

CloudVue: 医療画像を表示するワンストップショップ

IMS は、Azure のパワーをフルに活用するために、CloudVue というゼロフットプリントの診断ビューアも提供しています。CloudVue を使用すると、ユーザーは Azure DICOMweb アーカイブに保存されたデータを、あらゆるデバイスで安全に確認することができ、どこからでも画像データにアクセスすることができます。標準的なセキュリティメカニズムに加え、CloudVue は送信中のデータも暗号化します。

CloudVue は、Web ビューアーの標準的な表示機能やツールを提供するだけでなく、次のような機能も備えています。

  • たとえば、組織はレポジトリ全体ではなく、アーカイブ内の特定の検査にアクセスする権限をユーザーに与えるなど、特定の医療画像データへのきめ細かい安全なアクセス権を付与して配布することができます。したがって、組織は、紹介医師や患者にさえも安全にアクセスを許可することができます。
  • Azure 上で AI ワークロードを提供し、改善する機能。CloudVue は、AI 予測に由来するデータを保存して処理し、同時にユーザーの行動を追跡することで、予測が正しいかどうかを判断することができます。したがって、CloudVue には、時間をかけて AI を監視し、改善するためのポジティブ フィードバック ループが実装されています。
  • AI モデリングで使用されるイメージの注釈機能。

CloudVue は、Azure Health Data Services を使用して Azure にデータを保存するメリットをユーザーに提供する上で、CloudSync の完璧なコンパニオンとなります。

Azure Health Data Services を活用した CloudVue のワークフロー。

現在の医療市場の分野において、放射線科医、臨床医、ケア チームが診断時に直面する最大の課題の 1 つは、患者の完全な病歴を簡単に入手できるようになることです。放射線科医は医療画像にアクセスできますが、患者の病歴、投薬、その他の検査結果を同じ場所で照会して見つけることができないため、予測診断が困難で時間がかかるものになっています。Azure Health Data Services では、これらのデータにまとめてアクセスできるようになり、新機能である DICOMcast を使用して、臨床情報を医療画像のメタデータと一緒に保存し、すばやく検索できるようになりました。このテクノロジを IMS の CloudSync や CloudVue と一緒に使用することで、放射線科医が医療画像を操作する方法が変わり、診断や研究にデータを活用することができるようになります。

次世代医用画像閲覧の始まり

IMS は、医療機関が自分のペースで Azure Health Data Services をフルに活用できるよう、医療画像業界向けにソリューションを開発しました。

  • 現在のワークフローに支障をきたさないようにする。
  • 機器やソフトウェアへの投資を維持することができます。

Microsoft Cloud for Healthcare を使用してデータでさらに多くのことを実現する

Azure Health Data Services を利用することで、医療組織は患者体験を変革し、機械学習と AI の能力で新たな分析情報を発見し、自信を持って PHI データを管理することができます。Microsoft Cloud for Healthcare で、未来の医療イノベーションのためにデータを有効活用しましょう。

Microsoft は、あなたが医療の未来を築くためのパートナーになっていただけるよう期待しています。


1『医療におけるデータ増加: IT 部門の課題とチャンス』、IDC