医学图像中解剖学坐标系（病人坐标系）和图像坐标系 |
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医学图像中解剖学坐标系（病人坐标系）和图像坐标系
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对于这个问题，疑惑很久了，每次查完之后感觉好像明白了一些，等过一段时间就又迷糊了，这里记录一下，方便以后回想，同时如果有理解的不对的地方，欢迎各位大佬指正。 坐标体系介绍 在图像处理的程序中通常运用三种坐标体系：世界坐标体系，解剖学上的坐标体系（也称为病人坐标体系）和图像坐标体系。 世界坐标体系： 世界坐标体系是典型的笛卡尔坐标体系，在这个坐标体系中模型（如核磁扫描器，病人）被定位。每个模型都有它自身的坐标体系但是只存在一个世界坐标体系来定义模型的位置与方向。（感觉在医学图像中并不会直接运用世界坐标体系，一般都是解剖学坐标体系和图像坐标体系的运用。）解剖学坐标体系： 对医学图像处理技术来说，最重要的坐标体系是解剖学空间坐标体系。这个坐标体系由三个位面组成，用来描述标准的人体在解剖学上的位置。 横断面（The axial plane）：与地面平行，分离头部（Superior）与脚部（Inferior） 冠状面（The coronal plane）：与地面垂直，分离人体的前（Anterior）后（Posterior） 矢状面（The sagittal plane）：与地面垂直，分离人体的左（Left）右（Right） 这个解剖学坐标体系是一个连续的三维空间，在这个空间中，图像被采样。在神经成像中，3D基本上通过解剖轴Anterior-Posterior，Inferior-Superior，Left-Right来定义。 不同的医学应用软件运用不同的3D基本定义 下面这些基本上是最常用的： LPS：（Left，Posterior，Superior）用在Dicom与ITK工具包上 from right to left; from anterior to posterior; from inferior to superior RAS：（Right，Anterior，Superior）3D Slicer用RAS from left to right; from posterior to anterior; from inferior to superior 从根本上来说，这两种坐标轴是等价使用的，有着相同的逻辑，但是有必要知道图像到底引用了哪种坐标轴。图像坐标体系 图像坐标体系描述一幅与解剖相关的图像是怎样被获取的。医学扫描仪器创建了规则的点和网格的矩形数组，它的原点在左上角。i坐标轴向右递增，j坐标轴向下递增，k坐标轴向后递增。除每个立体像素voxel（i，j，k）的强度值外，这个解剖学坐标的原点以及间距也被保存下来。 这个原点代表着第一个voxel（0，0，0）体素在解剖学坐标体系中的位置如（100mm, 50mm,-25mm） 这个间距指定立体像素在各个坐标轴的实际距离间隔例如（1.5mm, 0.5mm, 0.5mm）。在下面的2D例子中显示了原点与间距的意义。3D的可对应理解一下。（上面的1.5mm, 0.5mm, 0.5mm是3D中的，下面的例子是2D的）  也就是说，通过解剖学坐标系我们获得了一个3D图像，这个3D图像中的坐标原点（原点是对应图像坐标系说的）在解剖学坐标系中并不是原点，而是对应着一个坐标，上述例子中的（100mm, 50mm,-50mm）就是图像原点给对应的解剖学坐标。可以看到，在解剖学坐标系中，单位基本都是mm。 利用原点和间距，每个立体像素在解剖学坐标体系中的对应位置都能够被计算出来 我们利用图像坐标系中的坐标得到各个体素之间的相对位置，然后根据相对位置和重采样的分辨率，就可以计算体素在解剖学坐标系中的位置了。 那为什么不直接在解剖学坐标系中获取呢？因为解剖学坐标系中的单位都是1mm，你写程序的时候怎么去获取这个1mm呢，而用图像坐标系中的坐标，不用考虑单位，直接根据索引获取就可以。
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