MATLAB医学DICOM影像读取与预处理

by HPC_ZY

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DICOM，是医学图像和相关信息的国际标准。
常见类型有MR和CT，而它们在处理上有细微的不同。

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一、DICOM文件的读取与解析

MATLAB内置dicom库，直接调用即可。

1. 数据读取
   运行以下代码，即可得到：
   （1）dcm: 像素信息；
   （2）info: 参数信息。

% filename 就是你要用的DICOM文件的名字
% 不要使用其他奇怪的东西
filename = 'CT.dcm'; 
dcm = dicomread(filename);
info = dicominfo(filename);

2. 常用参数（图像处理）
   当你已经成功获取上述的info结构体之后，就可以通过下列成员名，查看DICOM数据里每个参数的具体数值了。（如果遇到问题请参考文末注意事项3）

	参数名	描述	其他
1	Height	行数
2	Width	列数
3	PixelSpacing	像素间隔（单位：mm）
4	SliceLocation	切片位置（单位：mm）
5	SpacingBetweenSlices	层间距（单位：mm）
6	RescaleIntercept	缩放截距	仅CT
7	RescaleSlope	缩放斜率	仅CT
8	WindowCenter	窗位
9	WindowWidth	窗宽

查看方式如下：

info.WindowCenter
info.WindowWidth
info.RescaleSlope
info.RescaleIntercept
info.PixelSpacing
info.SliceLocation

具体使用方式在后面介绍。

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二、MR与CT像素处理

CT值是测定人体某一局部组织或器官密度大小的一种计量单位，通常称亨氏单位（hounsfield unit ，HU）。如空气为-1000，致密骨为+1000。
而磁共振图像的信号绝对值，不像CT有明确的物理意义。磁共振更关心不同组织之间信号的强弱对比关系。（感兴趣可自行查阅磁共振图像成像步骤）

1. MR
   DICOM文件中的像素信息单位为灰度（即强度），与磁共振一致。故MR影像读取后可直接使用，也可进行归一化处理。

%% 读取数据
filename = 'MR.dcm';
dcm = dicomread(filename);
info = dicominfo(filename);
dcm = double(dcm); % 转为double方便后续处理

%% 归一化处理（此处也可直接使用mat2gray()函数）
lv = min(dcm(:));
uv = max(dcm(:));
dcmIM = (dcm - lv)/(uv - lv);

%% 显示
figure
subplot(121), imagesc(dcm)
colorbar, title('原始数据')
subplot(122), imagesc(dcmIM)
colorbar, title('图像数据')
colormap gray;

2. CT
CT成像信号会转换为灰度保存在DICOM文件中，所以在使用前要先转回CT值，再根据窗位窗宽进行归一化处理。

%% 读取数据
filename = 'MR.dcm';
dcm = dicomread(filename);
dcm = double(dcm); % 转为double方便后续处理

%% 灰度转CT值
dcmCT = dcm * info.RescaleSlope + info.RescaleIntercept;

%% 调窗+归一化
k = 1;   % 通常有1至2个窗，但我不知道你的数据有多神奇
lv = info.WindowCenter - info.WindowWidth(k)/2;
uv = info.WindowCenter + info.WindowWidth(k)/2;
dcmIM = (dcmCT-lv)/info.WindowWidth(k);
dcmIM(dcmIM<0) = 0;
dcmIM(dcmIM>1) = 1;

%% 显示
figure
subplot(131),imagesc(dcm)
colorbar,title('原始数据')
subplot(132),imagesc(dcmCT)
colorbar,title('CT数据')
subplot(133),imagesc(dcmIM)
colorbar,title('图像数据')
colormap gray;

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三、其他

1. 行列数、像素间隔与层间距、切片位置，主要用于DICOM序列的三维重建。
   直接使用三维DICOM数据进行三维可视化，结果是变形的；所以利用上述参数，对原始数据按照真实比例进行重采样。具体方法这里不做介绍，可自行百度采样与插值。
2. 一个DICOM(CT)影像有时不止一个窗位窗宽
   关于CT值与窗位窗宽：https://www.cnblogs.com/vranger/p/3806956.html 。
3. 不同厂家的机器，导出的DICOM文件包含的信息有区别。有些非医院提供，在网上下载的DICOM文件（或许是其他用户自己生成的），可能只含图像信息。有时你获得的DICOM可能都是错误的，一定要确认数据来源，当遇到问题点开info仔细查看。

有任何问题欢迎讨论，最后还是把演示代码上传
https://download.csdn.net/download/xsz591541060/11221516
由于很简单，不推荐下载，除非你买了年VIP。