如何从 python 中的 DICOM 文件中获取仿射信息？答案

【问题标题】：How to get affine information from a DICOM file in python?如何从 python 中的 DICOM 文件中获取仿射信息？
【发布时间】：2020-08-17 12:49:02
【问题描述】：

我有一个包含 DICOM 文件的文件夹（例如 CT 扫描），我需要提取体积的仿射信息，因为我将生成一个遮罩，稍后需要它来对齐体积和遮罩。

但是我现在的解决方案根本不是最优的。我使用 dicom2nifti 包首先从包含 DICOM 文件的文件夹创建一个 nifti 文件，然后我使用 nibabel 打开创建的 nifti 文件。然后我得到仿射信息 nii.affine（其中 nii 是加载的 nifti 文件 python 对象）。
这就是为什么创建 nifti 文件需要很多时间。

如何使用python获取仿射矩阵？

【问题讨论】：

我认为问题在于将文件读取为“本机 DICOM”，而不像当前那样将其转换为 NIFTI。
我建议查看 nibabel 源代码 - 它应该是 ImagePositionPatient、ImageOrientationPatient、GridFrameOffsetVector 或其他的某种组合。如果有人可以为 pydicom 编写 Dataset.affine() 函数，我很乐意将其合并。
我使用 pydicom 基于nipy.org/nibabel/dicom/… 创建了仿射代码。如果问题被重新打开，我可以发布它。
我投票重新提出这个问题，因为在 DICOM 的上下文中，OP 的要求非常清楚（尤其是在@darcymason 的编辑获得批准之后）。
@darcymason - 问题重新打开，你可以继续 :)

标签： python pydicom nifti medical-imaging

【解决方案1】：

下面是一个基于https://nipy.org/nibabel/dicom/dicom_orientation.html#dicom-affine-formula的二维单片仿射矩阵，使用pydicom，将pydicom数据集ds传递给函数。

import numpy as np 

def affine2d(ds):
    F11, F21, F31 = ds.ImageOrientationPatient[3:]
    F12, F22, F32 = ds.ImageOrientationPatient[:3]

    dr, dc = ds.PixelSpacing
    Sx, Sy, Sz = ds.ImagePositionPatient

    return np.array(
        [
            [F11 * dr, F12 * dc, 0, Sx],
            [F21 * dr, F22 * dc, 0, Sy],
            [F31 * dr, F32 * dc, 0, Sz],
            [0, 0, 0, 1]
        ]
    )

我只测试了标准 [1, 0, 0, 0, 1, 0] 方向的几个案例。通过进一步的测试，我很乐意将 pydicom 作为 Dataset 方法添加。这也可以扩展到 3d 仿射（使用第一个和最后一个 ImagePositionPatient），如同一链接中所述。

【讨论】：

我想这作为数据集属性/方法会有点奇怪，因为偏移量对于卷的不同切片会有所不同（因此 affine2d 会为相同卷的切片产生不同的结果)，整个 4x4 矩阵更像是体积的属性，而不是数据集的（单片）。
是的，我意识到，在我发布之后，正如我注意到完整的仿射需要第一个和最后一个切片，因此必须保留一个单独的函数，或者作为一个新对象将切片收集在一起的方法。