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DICOM-RT:放疗系统的坐标系统DICOM-RT Coordinate System

时间:2016-04-10 14:42:10      阅读:379      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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背景:

继上一篇博文后,继续科普肿瘤放疗领域中的相关概念。文中的知识点都来自于相关的官方或相关企业文档,仅从相关行业从业者的角度来进行阐述,由于本人不是放疗医生和技师,因此可能与实际工作中的环节有出入,欢迎大家来邮交流,共同进步。
本博文开篇让我从最熟悉的DICOM文件格式说起,相较于普通的bmp图像而言,DCM是结合了患者、医院、设备等相关信息于像素数据之上的文件。但单单从像素数据来看,两者同样存在着差异:

标准的BMP文件像素存储顺序是由左到右、由下到上,即坐标原点为图像左下角;而DICOM标准存储顺序为从左到右,从上到下,坐标原点为图像左上角。(详情参见专栏博文 DICOM医学图像处理:DICOM存储操作之“多幅BMP图像数据存入DCM文件”

这说明bmp图像与dcm图像的坐标系是不同的,在肿瘤放疗过程中也存在着多个坐标系,详情见下文:

放疗中的坐标系统:

放疗治疗过程中牵涉到患者、放疗设备(直线加速器、准直器、多叶光栅MLC)、诊室等多个对象,存在着不同的视角自然就存在着不同的坐标系。

0. 默认固定坐标系:

IEC 61217标准中规定的坐标系都属于“笛卡尔右手坐标系”,默认横轴(Xf)由左到右,纵轴(Yf)有前到后,竖轴(Zf)由下到上。如下图所示:
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1. 患者坐标系:

整个DICOM标准中的坐标系亦是来源于IEC 61217标准,这其中唯一不同的就是患者坐标系。相较于IEC Patient坐标系,DICOM标准中(放疗系统)的患者坐标新是IEC Patient坐标系沿着X轴顺时针旋转90度。
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2. 机架坐标系(射线坐标系):

放疗过程中主要的是直线加速器,即射线发生器。这里所谓的机架(Gantry Coordinate)坐标系对应的就是射线坐标系(Beam Coordinate)。
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注:上图中的患者坐标系指的是IEC Patient Coordinate System
我们再看一张DICOM标准中的插图,该图是机架顺时针旋转90度后的示意图:
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机架系统的旋转是沿着固定坐标系Yf顺时针,如下所示:
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3. 射线过滤坐标系:

如下图右上角(Xw,Yw,Zw)表示的即是Wedge Filter Coordinate System。
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注:上图的S代表Radiation Source;Io代表ISOCenter;R/D F代表Radiation Field or Delineated Radiation Field

放疗设备设计图:

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  1. 上图1代表机架(Gantry)旋转轴
  2. 上图4代表限束器(准直器)的旋转轴
  3. 上图5代表Patient Support(IEC标准患者坐标系)等中心旋转
  4. 上图14代表沿着Yf轴正向看去放射野在Xf方向的距离。
  5. 上图15代表沿着Xf轴反向看去放射野在Yf方向的距离。

如果从上往下看(沿着Zf反向看)上述FX、FY的示意图如下:
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参考资料:

http://dicom.nema.org/medical/dicom/current/output/chtml/part03/sect_C.8.8.25.6.html
http://rtsafety.org/Download/Documents/CoordinateSystemsAndTransformations.pdf
https://www.aapm.org/pubs/reports/OR_01.pdf




作者:zssure@163.com
时间:2016-04-09

DICOM-RT:放疗系统的坐标系统DICOM-RT Coordinate System

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原文地址:http://blog.csdn.net/zssureqh/article/details/51108290

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