小榄网站,工程合同范本通用版,海外网站太慢,建设专业网站哪家比较好当我们在处理医学图像和应用时#xff0c;一个问题就是坐标系统之间的不同。在图像应用中通常有三个坐标系#xff0c;分别是世界坐标系#xff0c;解剖坐标系和图像坐标系。 每种坐标系目的不同#xff0c;呈现数据的方式也不一样。 解剖坐标系由三个平面组成#xff0c;…当我们在处理医学图像和应用时一个问题就是坐标系统之间的不同。在图像应用中通常有三个坐标系分别是世界坐标系解剖坐标系和图像坐标系。 每种坐标系目的不同呈现数据的方式也不一样。 解剖坐标系由三个平面组成从侧面看为矢状面从正面看为冠状面从上往下看为横截面。当人体结构被看作图像时其左边和右边刚好反过来但其前后和上下保持不变。在解剖位置使用xyz坐标系X轴从前到后y轴从左到右z轴从上到下并且适用于右手法则。下面的图像有助于帮助理解。 三维笛卡尔坐标系统提供了三个物理空间维度-深度、宽度和高度。 点的x,y和z坐标可以表示到yz平面xz平面xy平面的距离。xy,yz和xz平面将三维空间分成8个部分类似二维平面分成4部分。尽管对xy平面已经建立了4个象限的约定但是在三维空间中只使用了第一象限它包含的点的x,y,z坐标都为正。 **
世界坐标系
** 世界坐标系通常就是笛卡尔坐标系其中放置了模型例如MRI扫描仪或患者。每个模型都有自己的坐标系但是只有一个世界坐标系来定义每个模型的位置和方向。
解剖坐标系
对于医学成像技术而言最重要的树模型坐标系时解剖坐标系也称患者坐标系。该空间由三个平面组成用于描述人类的标准解剖位置。 轴向平面平行于地面并且从脚底部到头顶部分开 冠状面垂直于地面并从后背部向前前部分开 矢状面从右向左分开。 从这些平面可以看出所有轴的符号都为正。 解剖坐标系是一个连续的三维空间其中已对图像进行了采样。 在神经成像中通常相对于要扫描其大脑的人来定义此空间。 因此沿着前后下上和左右的解剖轴定义3D基础。 但是不同的医疗应用程序对此3D基础使用不同的定义。 最常见的是以下基础 LPSLeft,Posterior,Superior左前上被用于DICOM图像在ITK中 LPS{从右到左}{从前到后}{从下到上} RASRight,Anterior,Superior右后上类似于LPS但前两个轴翻转用于3D Slicer RAS{从左到右}{从后到前}{从下到上} 这两个基础都同样有用和合乎逻辑。 仅仅需要知道图像所基于的基础。
图像坐标系统
图像坐标系描述了如何获取有关解剖结构的图像。 医学扫描仪会创建规则的矩形点和单元格阵列这些点和单元格从左上角开始。 i轴向右增加j轴向底部增加k轴向后增加。 如来每个体素i,j,k的密度值被存储之外解剖坐标系的原点和间隔也被存储。 原点表示在解剖坐标系中的第一个像素000.eg(100mm,50mm,-25,) 图像间隔表示每个轴体素间的距离eg(1.5mm,0.5mm,0.5,) 使用原点和间隔体素在解剖坐标系中相应的位置就可以计算出来。
图像转换
从图像空间向量ij,k到解剖空间向量x是一个仿射变换是由线性变换A和平移变换t组成 转换矩阵A是一个3x3矩阵携带所有空间方向和轴缩放的信息。t是一个3x1的向量包含第一个体素几何位置的信息。 最后一个等式表明线性变换是通过矩阵乘法平移是通过矩阵加法实现的。为了通过矩阵来表示转换和平移必须使用一个增强矩阵。矩阵A要求在底部增加额外一行0右边额外增加一列平移向量。右下角为‘1’ 取决于使用的解剖空间LPS OR RAS这个4x4矩阵被称为IJKtoLPS或IJKtoRAS矩阵。
2D计算IJtoLS矩阵
下列图像展示了解剖空间LPS在左边和相应的图像坐标在右边 原点在解剖空间第一个像素的坐标是50mm,300mm,两个像素之间的间隔是50mm,50mm. 在2D例子中A是一个2X2矩阵t是一个2X1向量。因此线性变换等式为 通过将IJtoLS矩阵与右侧的向量相乘将获得以下乘积 等式和矩阵相乘看出总共有6个未知参数A11,A12,A21,A22,t1,t2. 但是有关原点和间距的知识允许图像和解剖空间之间具有以下关系 因此有如下6个方程 根据上面提到的t包含关于第一个像素几何坐标的信息。因此IJtoLS矩阵为 再RAS基中有如下示意图 IJtoRS矩阵为 这个矩阵和IJtoLS矩阵很相似但有2个不同 由于原点的不同t改变了 有轴翻转了所以IJtoRS矩阵的第一列要加负号。
