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python医学影像3Dmat矩阵转成2Ddicom文件(保留原

python医学影像3Dmat矩阵转成2Ddicom文件(保留原

作者: Nick是老外 | 来源:发表于2020-10-24 13:28 被阅读0次
    1.原始的每个DCE序列中有多个dicom文件,经过matlab转换把一个序列换成一个3Dmat矩阵 2.现在的需求是把处理过的3Dmat矩阵还原成2Ddicom文件,并且保留原始dicom信息.

    原始文件夹有多个DCE序列

    image.png
    每个DCE序列中有多个dicom文件
    image.png
    经过matlab转换把一个序列换成一个3Dmat矩阵
    image.png
    处理过的3Dmat矩阵
    image.png

    Python代码:还原成2Ddicom文件,并且保留原始dicom信息.

    #导入需要的包
     import numpy as np
     import SimpleITK as sitk
     import pydicom 
     import h5py
     import os
     import nibabel as nib
    

    1.定义3Dmat矩阵转成2Ddicom文件的函数

    def mat2dicom(folderPath):
        count_study = 0
        all_study = os.listdir(folderPath)
        for every_study_idx in range(39,len(all_study)):#遍历所有的病历号
            count_study +=1
            tmp_DCEMR_path = os.path.join(folderPath,all_study[every_study_idx],'DCEMR')
            tmp_MRnew_path = os.path.join(folderPath,all_study[every_study_idx],'MRnew')
            for every_MRI in os.listdir(tmp_MRnew_path):#每个病历号下面可能有多次MRI
                source_DCE_path = os.path.join(tmp_DCEMR_path,every_MRI)
                tmp_mat_path = os.path.join(tmp_MRnew_path,every_MRI,'割完皮肤所有序列mat')
                txtpath = os.path.join(tmp_MRnew_path,every_MRI,'原图所有序列mat','md.txt')
                all_mat_path = os.listdir(tmp_mat_path)
                print(tmp_mat_path,'----',len(all_mat_path),'----',txtpath)
                for i in range(len(all_mat_path)-1):#读取每个增强序列对应的mat文件(3维矩阵)
                    final_mat_path = tmp_mat_path+'\DCE0000'+str(i+1)+'_SR.mat'
                    #print(final_mat_path,os.path.exists(final_mat_path)) #输出每一个mat文件的路径,及判断是否存在
                    #读取三维矩阵 mat文件
                    mat = h5py.File(final_mat_path,'r')#读mat文件
                    #print(mat.keys(),mat.values())#可以用keys方法查看cell的名字,可以用values方法查看各个cell的信息
                    # 可以用shape查看维度信息
                    #print(mat['Breast_region'].shape) #(11, 320, 320)
                    # 注意,这里看到的shape信息与你在matlab打开的不同 # 这里的矩阵是matlab打开时矩阵的转置 # 所以,我们需要将它转置回来
                    mat_t = np.transpose(mat['Breast_region'])
                    print(type(mat_t),mat_t.shape,mat_t.shape[2]) #<class 'numpy.ndarray'> (320, 320, 11) 11
                    #读取txt文件,获得肿瘤起始位置
                    f = open(txtpath,"r",encoding="utf-8")
                    les = f.readline().split(",")
                    begin , end , middle= int(les[0]),int(les[1]),int(les[2])
                    print(begin ,end,middle,type(begin),end-begin+1)
                    #定义存储dicom的路径
                    every_DCE_path = source_DCE_path + '\DCE0000'+str(i+1)
                    print(every_DCE_path)
                    #mat转成dicom后灭个序列存成的文件夹
                    save_dir = every_DCE_path.replace("Summary_Classification2","Cut_Skin").replace("DCEMR","MR")
                    print(save_dir)
                    if not os.path.exists(save_dir):
                        os.makedirs(save_dir)
                    for i in range(mat_t.shape[2]):
                        out = mat_t[:,:,i].astype('int16')#把数据转为无符号整型
                        InstanceNumber = begin+i
                        if InstanceNumber <10:
                            InstanceNumber = '0000'+str(InstanceNumber)
                        elif InstanceNumber <100:
                            InstanceNumber = '000'+str(InstanceNumber)
                        elif InstanceNumber <200:
                            InstanceNumber = '00'+str(InstanceNumber)
                        else:
                            print('Warning!!',InstanceNumber,"dicom数量大于200")
                        
                        dicom_save_file_path = save_dir+'/'+InstanceNumber+'.dcm'#to do i range
                        if os.path.exists(dicom_save_file_path):
                            continue
                        sitk.WriteImage(sitk.GetImageFromArray(out),dicom_save_file_path)
                        
                        ######再读文件,修改dicom的tag信息使这些图片成为一个序列
                        read_dicom_path = every_DCE_path+'\\'+InstanceNumber+'.dcm'  #每个dcm文件的具体路径
    
                        dcm = pydicom.read_file(read_dicom_path)
                        ds = pydicom.read_file(dicom_save_file_path)
                        #print(dcm)
                        print(dicom_save_file_path)
                        ds = modify_dicom(ds,dcm)
                        #保存
                        ds.save_as(dicom_save_file_path)
    

    2.定义给dicom的tag赋值的函数

    def modify_dicom(ds,dcm):
         #PatientInfo
        ds.PatientID = dcm.PatientID
        ds.PatientName =  dcm.PatientName
        ds.PatientBirthDate = dcm.PatientBirthDate
        ds.PatientSex = dcm.PatientSex
        ds.PatientAge = dcm.PatientAge
        ds.PatientWeight = dcm.PatientWeight
        try:
            ds.MagneticFieldStrength = dcm.MagneticFieldStrength
            ds.Manufacturer = dcm.Manufacturer
            #ds.InstitutionName = dcm.InstitutionName
        except TypeError:
            print("Error:没有InstitutionName、Manufacturer、InstitutionName tag")
        #studyInfo
        ds.StudyDate =dcm.StudyDate
        ds.StudyTime = dcm.StudyTime
        ds.StudyDescription = dcm.StudyDescription
        ds.StudyInstanceUID = dcm.StudyInstanceUID
        ds.StudyID = ds.StudyID
        # seriesInfo
        ds.SeriesInstanceUID = dcm.SeriesInstanceUID #修改Series Instance UID
        ds.SeriesDescription = dcm.SeriesDescription
        ds.Modality = dcm.Modality
        ds.SeriesNumber = dcm.SeriesNumber
        ds.InstanceNumber  = dcm.InstanceNumber
        ds.SeriesDate = dcm.SeriesDate
        ds.SeriesTime = dcm.SeriesTime
        ds.SliceThickness = dcm.SliceThickness
        ds.SliceLocation = dcm.SliceLocation
        ds.FrameOfReferenceUID = dcm.FrameOfReferenceUID
        ds[0X0020, 0X0052].value = dcm[0X0020, 0X0052].value 
        #ImageInfo
        ds.SOPClassUID  = dcm.SOPClassUID
        ds.SOPInstanceUID = dcm.SOPInstanceUID
        #ds.ReferencedSOPInstanceUID =dcm.ReferencedSOPInstanceUID
        #ds.ReferencedSOPClassUID =dcm.ReferencedSOPClassUID
        return ds
    

    3.定义路径,调用函数执行

    if __name__=="__main__":
        folderPath2 =r"G:\cut_SkinData_Copy\expectDCE_otherData2"
        otherSeries_mat2dicom(folderPath2)
    

    探讨:程序的整体思路是
    1.先用h5py读入处理后的3Dmat矩阵
    2.读入处理3Dmat矩阵时的txt文件,里面存放的是肿瘤起始位置,终止位置,最大径位置
    3.根据begin , end , middle读取原始影像的dicom的tag信息
    4.定义dicom存储路径,把每一维度的mat矩阵的数值信息存入dicom文件
    5.把原始dicom的tag信息赋值给存入的dicom文件
    这种做法程序执行效率比较低,而且需要对每一个tag信息进行赋值

    但是目前还没找到更好的方法,哪位大佬有更好的方法,欢迎一起探讨学习

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