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DICOM医学图像读取涉及到的医学坐标体系2019-11-04

DICOM医学图像读取涉及到的医学坐标体系2019-11-04

作者: 一只大南瓜 | 来源:发表于2019-11-04 15:35 被阅读0次

    DICOM定义

    医疗数位影像传输协定(DICOM,DigitalImaging andCommunications inMedicine)是一组通用的标准协定,在对于医学影像的处理、储存、打印、传输上。它包含了档案格式的定义及网络通信协定。DICOM是以TCP/IP为基础的应用协定,并以TCP/IP联系各个系统。两个能接受DICOM格式的医疗仪器间,可借由DICOM格式的档案,来接收与交换影像及病人资料。[1]

    DICOM坐标系

    从当前人体MRI图像的头文件中分析发现,文件包含了一些比较有价值的坐标信息。包括解剖学坐标体系图像坐标体系参考坐标体系

    解剖学坐标体系

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    <figcaption style="margin-top: 0.66667em; padding: 0px 1em; font-size: 0.9em; line-height: 1.5; text-align: center; color: rgb(153, 153, 153);">[2]</figcaption>

    三个面是分别对应以上三个人体,垂直于红色矢量的平面。

    矢状面:垂直于地面,左右分离人体,下图的红色平面。

    冠状面:垂直于地面,前后分离人体,下图的紫色平面。

    横截面:平行于地面,上下分离人体,下图的绿色平面。

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    <figcaption style="margin-top: 0.66667em; padding: 0px 1em; font-size: 0.9em; line-height: 1.5; text-align: center; color: rgb(153, 153, 153);">[3]</figcaption>

    图像坐标体系

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    图像坐标体系即通常生活中会用到的平面xy坐标。以左上角为(0, 0)原点,向右为y轴正向,向下为x轴正向。

    参考坐标体系

    参考坐标体系Reference Coordinate System(RCS)。也是后续在坐标转换时候的目标坐标系,其符合各个对象实例之间的相对空间关系,功能近似于解剖学坐标体系。

    坐标转换

    需求

    已知磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)在同一时刻得到的只有单个切面的一张图。如果在已有当前部位(比如说心脏)各个深度的dicom图像之后,想要构造完整的三维模型,就需要把当前图像都转换到统一的坐标系下之后再进行重建。

    输入

    数据前期处理部分略过,轮廓检测部分略过,这里主要整理的是坐标系转换的过程和对应的函数(matlab)。

    在这个过程中,DICOM头文件里面包含的有用信息包括:

    • ImageOrientationPatient:六元double数组。用来表示,在RCS坐标系下,当前图像平面的xy轴(记为x_plane和y_plane)方向单位长度的终点坐标。换句话说,是当前图像平面xy轴在RCS坐标系下的方向余弦。以下图为例,x_plane的方向余弦分别是θx1, θx2, θx3。y_plane的方向余弦分别是θy1, θy2, θy3, 则该变量代表的含义即 [θx1; θx2; θx3; θy1; θy2; θy3],维度是6 * 1。
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    <figcaption style="margin-top: 0.66667em; padding: 0px 1em; font-size: 0.9em; line-height: 1.5; text-align: center; color: rgb(153, 153, 153);">[5]</figcaption>

    • ImagePositionPatient:三元double数组。用于表示当前图像坐标的原点(左上角)在参考坐标体系下的坐标。具体见下图,主体XYZ坐标是参考坐标系,ImagePositionPatient即图中(P1, P2, P3)这个坐标,维度是3 * 1。
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    • SliceThickness:Double变量。通常称同一个部位,不同深度的MRI图像为不同的slice。SliceThickness用于表示相邻slice之间的距离,这个值在同一个对象的MRI图象中一般是一个定值。
    • PixelSpacing:二元Double数组。用来表示当前二维图像坐标上,xy轴的单位长度,在实际坐标系中所占据的长度。同样在同一个对象的MRI图象中一般是一个定值,并且xy方向相同。

    https://blog.csdn.net/sunyao_123/article/details/72801429
    https://blog.csdn.net/zssureqh/article/details/61636150
    https://zhuanlan.zhihu.com/p/37230575

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