当前位置：首页 > article >正文

深入详解DICOM医学影像定位线相关知识：理解定位线的概念、定位线的作用以及定位线显示和计算原理

article 2025/1/14 11:12:34

在医学影像学中，DICOM是用于存储和交换医学影像的标准格式。定位线（Localization Line）在医学影像的显示和分析中起着重要作用，它帮助医生和医学专业人员在影像中精确地标定重要的解剖结构、区域或特征，辅助进行定位、治疗计划和诊断分析。

DICOM医学影像中的定位线（Localization Line）

引言

1. 定位线的概念

2. 定位线的作用

3. 定位线显示和计算原理

3.1 DICOM图像的空间表示

3.2 定位线的计算原理

3.3 定位线的显示

3.4 定位线显示和计算的实现方法

4. DICOM中的相关标签和元素

5. DICOM标签与定位线的关系

1.1 (0020,0032) Image Position (Patient)

1.2 (0020,0037) Image Orientation (Patient)

1.3 (0054,0220) Referenced Frame of Reference Sequence

1.4 (0054,0222) Referenced Image Sequence

6 定位线的计算过程

6.1 确定定位线的起始点和结束点

6.1.1 单切片定位线的计算

6.1.2 多切片定位线的计算

7. 定位线的显示与交互

7.1 二维切片显示

7.2 三维重建显示

7.3 交互式图像处理

8. 总结

最近客户反馈DICOM影像浏览程序显示的定位线不正确，因此就决定深入研究一下定位线的显示原理，在这里将定位线相关知识进行详细的介绍。

设备上定位线显示：

影像程序定位线显示：

定位线（Localization Line）通常是指在医学影像上标记出来的一条用于定位、对齐或辅助测量的虚拟线。它通常由影像处理系统根据一定的算法自动生成或由放射科医生手动标定。定位线并不直接代表任何物理结构，而是通过其在影像中的位置，帮助医生或分析系统理解影像中的空间关系和解剖结构。

在DICOM医学影像中，定位线通常可以在不同的平面（如横断面、矢状面或冠状面）上显示，并与图像的真实空间坐标相对应。定位线的显示和计算通常是通过图像的空间信息（如像素坐标系和体积坐标系）来进行定位的。

定位线在医学影像中的作用非常重要，主要包括以下几个方面：

定位和对齐：定位线可以帮助将影像中的特定解剖结构与治疗区域或目标进行对齐，尤其是在放射治疗计划和手术导航中。例如，在进行肿瘤放射治疗时，通过在CT或MRI图像上使用定位线，能够精确地标定肿瘤的位置。
测量和分析：定位线通常被用于测量不同区域之间的距离或角度。通过在影像上绘制定位线，医生可以方便地进行影像的定量分析，如计算肿瘤与重要器官之间的距离、器官的大小等。
影像对比与配准：定位线也在影像配准（image registration）中起到关键作用。特别是当需要将不同来源或不同时间点的影像进行对比时，定位线可以提供一个参考框架，帮助对影像进行精确对齐。
治疗计划与指导：在放射治疗或手术治疗中，医生使用定位线来标定放疗靶区与正常组织的关系，确保放疗精度，并避免正常组织的过度辐射。

DICOM影像文件不仅包含了影像数据（像素矩阵），还包含了与影像相关的空间和物理信息。主要包括：

像素坐标系：图像中的每个像素对应一个二维坐标（ $x,y$ ），但这些坐标仅表示在图像平面上的位置，并不直接对应物理空间的位置。
世界坐标系：DICOM影像中的每个像素也有一个实际的物理位置，通常使用世界坐标系来表示。世界坐标系是三维的（ $x,y,z$ ），与物理空间中的位置相关。DICOM标准通过Image Position (Patient) 和 Image Orientation (Patient) 来定义图像与患者身体坐标系统的关系。
图像平面（Plane）：DICOM影像通常是通过多个切片（slice）构成的，每个切片包含一个二维图像。在这些切片上，定位线的显示需要通过将二维坐标映射到三维空间中来实现。