日常应用中,经常会遇到读取单幅多帧的DICOM图像,如造影数据,但是VTK库不支持直接从单幅多帧的dcm文件中读取数据,因此常用DCMTK库读取多帧数据。
DcmFileFormat 类是从 DcmObject 继承的类,是处理 DICOM 文件格式的类(带有头文件标签)。
它包含一个数据集对象,该对象存储着 DICOM 文件中的头文件信息。
DcmFileFormat 类主要提供了以下功能:
需要注意的是DcmFileFormat类并没有定义DICOM数据集中的具体属性,而是通过DcmDataset对象来保存和处理属性值。所以在使用DcmFileFormat类时,需要先创建一个DcmDataset对象并填充数据,然后将DcmDataset对象赋值给DcmFileFormat对象的数据集属性。
DcmFileFormat 类的主要成员函数有:
loadFile
:从文件中读取DICOM数据,并解析为DcmDataset对象。saveFile
:将DcmDataset对象的内容写入到文件中。setFileMetaInfo
:设置文件的头文件信息。getFileMetaInfo
:获取文件的头文件信息。getDataset
:获取文件的数据集。getFilePath
:获取文件路径。isOpen
:判断文件是否已经打开。clear
:清除文件数据。DcmFileFormat 类的主要属性有:
DataSet
:保存DICOM文件中的数据集对象。FileMetaInfo
:保存文件的元信息。通过使用DcmFileFormat类,可以方便地读取和写入DICOM文件,并进行数据的处理和操作。
DcmDataset类是PyDicom库中的一个重要类,用于表示一个DICOM数据集。它是一个字典(key-value)类型的数据结构,其中key是数据元素(Data Element)的标签值,value是数据元素的值。
DcmDataset类可以用于读取、写入和修改DICOM文件的数据集。通过对DcmDataset对象的属性和方法的操作,可以实现对DICOM数据的访问、分析和处理。比如可以根据SOP实例标识符获取指定的DICOM图像,根据患者ID和检查日期等属性对DICOM文件进行排序和筛选,以及将DICOM数据集保存成新的DICOM文件等。
在处理DICOM数据时,可以通过DcmFileFormat类将DICOM文件读入内存,得到一个DcmDataset对象,然后对DcmDataset对象进行操作,最后再通过DcmFileFormat类将修改后的DcmDataset对象保存为DICOM文件。
DcmDataset类提供了一些方法,用于操作DICOM数据集,例如:
add_new()
:添加新的数据元素。remove()
:移除指定的数据元素。get()
:获取指定数据元素的值。set()
:设置指定数据元素的值。DcmDataset类的常用属性和方法包括:
file_meta
:DICOM文件元数据,通常包括文件元信息(File Meta Information)和文件头(File Header)等信息。SOPClassUID
:SOP(Service Object Pair)类标识符,用于确定DICOM对象的类别。SOPInstanceUID
:SOP实例标识符,用于唯一标识一个DICOM实例。PixelData
:像素数据,表示图像的像素值和像素排列方式。其余常用属性及实际使用代码见第4小节。
DicomImage类用于读取和处理 DICOM 图像文件。它可以读取标准 DICOM 文件,是用来表示单个DICOM图像的类。它提供了访问DICOM图像数据的方法,比如像素值、像素尺寸、像素类型等。它还提供了一些功能,比如调整图像方向、旋转图像、剪切图像等。
常用的成员函数有:
getOutputData
: 获取图像的像素数据。getWidth
: 获取图像的宽度(像素)。getHeight
: 获取图像的高度(像素)。getBitsAllocated
: 获取图像的位深度(位)。getBitsStored
: 获取图像的像素点位数(位)。getHighBit
: 获取图像的高位数(位)。getFrameCount
: 获取图像的像素样本数。getSampleRate
: 获取图像的像素采样频率(Hz)。总的来说,DicomImage类是用来操作DICOM图像数据的,DcmDataset类用于操作DICOM数据集的内容,而DcmFileFormat类是用来操作DICOM文件的。这三个类在DICOM Toolkit中是相辅相成的,可以一起使用来处理DICOM数据。
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <dcmtk/dcmimgle/dcmimage.h>
#include <dcmtk/dcmdata/dctk.h>
#include <dcmtk/dcmdata/dcpxitem.h>
#include <dcmtk/config/osconfig.h>
//path:dicom数据的存储路径
bool loadDcmDataByDCMTK(std::string path)
{
DcmFileFormat fileFormat;
OFCondition oc = fileFormat.loadFile(path.c_str());
//判断Dicom文件是否读取成功
if (!oc.good())
{
std::cerr << ": "<<"file Load error" << std::endl;
return false;
}
//获取DICOM的数据集
DcmDataset *dataSet = fileformat.getDataset();
//得到传输语法
E_TransferSyntax xfer = dataSet->getOriginalXfer();
//得到图像数据
DicomImage* dicomImage= new DicomImage((DcmObject*)dataSet, xfer);
//也可以直接读取dcm数据:DicomImage image("path/image.dcm");
}
从数据集DcmDataset 获取到感兴趣的所有头文件信息,可以获取Element、Elements、String、OFString、OFStringArray、Uint8、Uint8Array、Uint16、Uint16Array、Sint16、Sint16Array、Uint32、Uint32Array、Sint32、Sint32Array、Uint64、Uint64Array、Sint64、Sint64Array、LongInt、Float32、Float32Array、Float64、Float64Array等多种格式的数据:
//获取DICOM的相关头文件信息
//获取病人姓名PatientName
OFString patientname;
dataSet->findAndGetOFString(DCM_PatientName, patientname);
//患者ID,用于标识患者
std::string patientID;
dataSet->findAndGetString(DCM_PatientID, patientID);
//还有出生日期PatientBirthDate,性别PatientSex,年龄PatientAge等等
//获取图片的帧数
OFString frameCount;
dataSet->findAndGetOFString(DCM_NumberOfFrames, frameCount);
std::string framecount = std::atoi(frameCount.c_str()); //将字符串转换成整数
//获取图像的窗宽高
unsigned short row,colume;
dataSet->findAndGetUint16(DCM_Rows, row);
dataSet->findAndGetUint16(DCM_Columns, colume);
//窗宽:WindowCenter,窗位WindowWidth
//获取图像像素间距信息
unsigned pixelSpacing;
dataSet->findAndGetUint32(DCM_PixelSpacing, pixelSpacing);
//获取射线源到平板探测器的距离SID
double SID;
dataSet->findAndGetFloat64(DCM_DistanceSourceToDetector, SID);
//射线源到病人的距离PID
double PID;
dataSet->findAndGetFloat64(DCM_DistanceSourceToPatient, PID);
//获取图像拍摄时的主角度,正的是LAO,负值是RAO
double primaryAngle;
dataSet->findAndGetFloat64(DCM_PositionerPrimaryAngle, primaryAngle);
//获取图像拍摄时的从角度,正的是CRA,负值是CAU
double secondaryAngle;
dataSet->findAndGetFloat64(DCM_PositionerSecondaryAngle, secondaryAngle);
//获取图像检查Study类的信息
const char* value;
dataSet->findAndGetString(DCM_StudyID, value); //检查实例号
//检查UID号:StudyInstanceUID(不同检查的唯一标识号),检查日期:StudyDate,检查号:AccessionNumber(标识做检查的次序),
//检查中含有的不同检查类型:ModalitiesInStudy,检查部位:BodyPartExamined,检查时的描述:StudyDescription,检查医生:PerformingPhysicianName等
//获取图像序列Series类的信息
dataSet->findAndGetString(DCM_SeriesNumber, value); //序列号,识别不同检查的号码
//序列实例号SeriesInstanceUID(不同检查的唯一标识号),序列日期:SeriesDate,序列描述:SeriesDescription,
//检查模态(MRI/CT/CR/DR):Modality,获取数量:AcquisitionNumber等
//获取图像Image类的信息
dataSet->findAndGetString( DCM_SOPInstanceUID, value);
//类型:ImageType,图像层厚(mm):SliceThickness,图像号码:InstanceNumber
为防止读取失败,也可以在读取过程中增加校验:
const DcmTag& tag;
const char*& out;
if (dataSet->findAndGetString(tag, out).good())
{
if (out != nullptr)
{
//......
}
else
{
//......
}
}
在实际应用中,曾经遇到过十六进制存储的头文件信息,直接用findAndGetString()获取为空,需要注意,当时的解决办法是先用findAndGetOFStringArray()获取到所有的十六进制字符串,然后转回string。
DicomImage的常用功能代码:
//获取图像的像素数据
const DicomImage::DataArray& pixels = dicomImage->getPixelData();
//获取图像的宽度和高度
int width = dicomImage->getWidth();
int height = dicomImage->getHeight();
//获取像素的位深度和采样精度
int bits = dicomImage->getBitsAllocated();
int precision = dicomImage->getBitsStored();
//获取DICOM图像的元数据信息
const DicomImage::Metadata& metadata = dicomImage->getMetadata();
//将DICOM图像保存为其他格式(如BMP、JPEG等):
dicomImage->saveImage("savepath/image.bmp");
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