【医療画像情報学】電気回路からPACS/DICOMまで。デジタルの海を泳ぐための羅針盤

「ねえ、この画像、なんで送れないの？」

深夜の救急外来。CTを撮ったのに、画像が医師の端末に届かない。患者の容態は刻一刻と悪化している。PACSの設定？ネットワークの問題？DICOMの通信エラー？

このとき、「わかりません」と言う技師と、「たぶんMWMの接続が切れてます、ワークリストを再取得します」と言える技師。

どちらが患者の命を救えるか、答えは明らかだよね？

放射線技師
ゆん

医療画像情報学。この科目、「苦手」っていう人多いよね。

でもね、実はパターンさえ覚えれば一番安定して点が取れる科目なんだ。計算問題は公式に当てはめるだけ、情報系は「用語の意味」を覚えるだけ。

LINA

ゆんさん、正直に言っていいですか？

私、電気回路の計算見た瞬間に眠くなるんですけど…オペアンプとか、なんで放射線技師が知らなきゃいけないの？って思っちゃって。

放射線技師
ゆん

いい質問だね。じゃあ逆に聞くけど、心電計ってどうやって心臓の微弱な電気信号を拾ってると思う？

答えはオペアンプ（差動増幅器）。体表の1mV以下の信号を、ノイズを消しながら増幅してるんだ。これを知らないと、「なぜ心電図にノイズが入るのか」が永遠にわからないよ。

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⚡ 1. 電気回路：オームの法則の先へ

🔌 2. 医用電気安全：感電から命を守る

🌐 3. 医療情報システム：HIS・RIS・PACS

🔒 4. 情報セキュリティ：守りの技術

💾 5. コンピュータの基礎：0と1の世界

📡 6. ネットワークと伝送

🎓 結論：見えない線を視る力

⚡ 1. 電気回路：オームの法則の先へ

交流回路のインピーダンス

直流はオームの法則 V = IR で終わり。でも病院の機械は交流（AC）で動いてるから、もう一歩先が必要。

抵抗 R、コイル L、コンデンサ C。この3人組が揃ったときの「抵抗」をインピーダンス Z と呼ぶ。

抵抗 R：周波数に関係なく一定。いつも同じ抵抗値。
コイル L（誘導性リアクタンス X_L）：X_L = ωL = 2πfL。周波数が高いと通しにくい。
コンデンサ C（容量性リアクタンス X_C）：X_C = 1/ωC = 1/2πfC。周波数が高いと通しやすい。

合成インピーダンスは：

$$Z = \sqrt{R^2 + (X_L – X_C)^2}$$

LINA

あ、これピタゴラスの定理じゃないですか！直角三角形の斜辺を求めてるみたいな…

放射線技師
ゆん

その通り！抵抗Rが横軸、リアクタンスの差が縦軸で、斜辺がインピーダンス。図をイメージできると計算が楽になるよ。

オペアンプ（Op-Amp）の計算

技師国試の電気回路で最頻出なのがコレ。覚える公式は2つだけ！

反転増幅回路：利得 A = -R_f / R_{in}
非反転増幅回路：利得 A = 1 + R_f / R_{in}

💀 受験生が陥る罠

反転増幅の「マイナス」を忘れる人が続出！これは「位相が180°反転する」という意味。入力が山のとき出力は谷になる。符号を書き忘れると×だよ！

オペアンプの特徴も押さえておこう：

入力インピーダンス：無限大（電流を吸わない）
出力インピーダンス：ゼロ（どんな負荷にも対応）
CMRR（同相成分除去比）：大きいほどノイズに強い。心電計に必須！

🔌 2. 医用電気安全：感電から命を守る

放射線技師
ゆん

リナ、ここは命に関わる話だから、よく聞いてね。

電気が体を流れると心臓が止まる。これを心室細動っていうんだけど、「どこから電気が入るか」で危険度が1000倍違うんだ。

マクロショック vs ミクロショック

種類	経路	危険電流	対策
マクロショック	体表から入る	100 mA	筐体接地、漏電遮断器
ミクロショック	心臓カテーテル経由	0.1 mA（100 μA）	等電位接地、フローティング

LINA

え、1000分の1の電流で心臓止まるんですか！？カテ室ってそんなに危険なの…？

放射線技師
ゆん

だから、カテ室やICUの接地抵抗は10Ω以下が求められるんだ。一般家庭の100Ω以下とは桁が違う。ここ、出題者が大好きなポイントだよ。

👁️ EXAMINER’S EYES

「医用室の接地抵抗値は100Ω以下である」→ ×！一般家庭（D種接地）は100Ωだけど、手術室やICU（医用接地）は10Ω以下。この数字の違いで正誤が決まる！

🌐 3. 医療情報システム：HIS・RIS・PACS

病院の中をデータがどう流れるか。これを理解しないと、現場で「画像が届かない！」トラブルに対処できない。

sequenceDiagram participant Doc as 医師（電子カルテ/HIS） participant RIS as 放射線科（RIS） participant CT as CT装置 participant PACS as PACSサーバ Doc->>RIS: 1. 検査オーダー（HL7） RIS->>CT: 2. 患者属性転送（MWM） Note over CT: 技師が撮影 CT->>PACS: 3. 画像送信（DICOM Storage） PACS->>Doc: 4. 画像参照（DICOM Query/Retrieve）

LINA

ゆんさん、HISとRISとPACSって、名前が似すぎてごっちゃになります…。何か覚え方ありませんか？

放射線技師
ゆん

いい質問！こう覚えて。

HIS = Hospital（病院全体）の司令塔
RIS = Radiology（放射線科）の予約帳
PACS = Picture（画像）の倉庫

「病院→放射線科→画像」の流れをイメージすると、役割がスッキリするよ。

通信規格の使い分け

規格名	対象	特徴
DICOM	画像データ	医用画像のフォーマットと通信。ヘッダに患者情報を持つ
HL7	文字データ	患者情報、検査オーダ、会計情報のやり取り
IHE	統合プロファイル	DICOMとHL7の「運用ガイドライン」。規格ではない！
MWM	ワークリスト	RISからモダリティに患者情報を送るDICOMの機能