Dicom Tag（决定CT成像的方向）： Image Position，Image Orientation和Patient Position_dicom imageorientationpatient

Image Position，Image Orientation和Patient Position

在DICOM图像中，Image Position和Image Orientation是两个关键的标签，用于描述图像的位置和方向。它们都是DICOM标准的一部分，提供了有关图像在三维空间中位置和定向的信息。

Image Position (0020,0032):

specifies the x, y, and z coordinates of the upper left hand corner of the image. In other words, this tag specifies the coordinates of the the first voxel transmitted.

• Image Position表示图像中像素矩阵的第一个像素的位置（x、y和z坐标）。
• 通常，Image Position是DICOM标签(0020,0032)的值，它包含三个浮点数，分别表示x、y和z坐标。

Image Orientation (0020,0037):

specifies the direction cosines of the first row and the first column with respect to the patient. The direction of the axes are defined by the patients orientation to ensure LPS system ( x-axis increasing to the left hand side of the patient, y-axis increasing to the posterior side of the patient and z-axis increasing toward the head of the patient )

• Image Orientation表示图像平面的方向：指示了图像第一行和第一列相对于病人的方向cosine。 坐标轴的方向是根据病人的方向来确定的（LPS system：x轴指向病人的左手边，y轴指向病人的后面，Z轴指向病人的头部。
• DICOM标签(0020,0037)的值包含六个浮点数，分为两组。前三个数字表示图像x轴的方向，后三个数字表示图像y轴的方向。

上面的“图像”指的是当个切片图像（即：x轴和y轴）

Image Position和Image Orientation的关系：

• Image Position和Image Orientation一起描述了图像在三维空间中的位置和方向。
• Image Position提供了图像的起始位置，而Image Orientation提供了图像平面的方向。

上述两个标签共同描述了从切片图像坐标系到病人坐标系的变换矩阵（将切片图像的像素点坐标表示为齐次形式$(x,y,0,1)$，变换为病人坐标后是$(x’,y’,z’,0)$，则）

对照关系如下：

(0020,0037) Image Orientation (Patient) 依次对应公式中的$Xx、Xy、Xz、Yx、Yy、Yz$

• 表示的就是切片$x、y$方向与病人坐标$x、y、z$方向的夹角关系，因为描述的是方向都是基于单位向量， 所以$（Xx，Xy，Xz）$就是切片$x$方向在病人坐标系三个方向上的夹角余弦值（投影值），$（Yx，Yy，Yz）$同理。
• 如果切片是垂直于病人坐标系的$Z$轴的，那么切片在$z$方向上的投影为$0$，此时$Xz$和$Yz$就是$0$；如果连切片的$x、y$方向跟病人坐标系都是一致，那么(0020,0037) Image Orientation就是 （1,0,0,0,1,0）了。

(0020,0032) Image Position (Patient) 依次对应公式中的$Sx、Sy、Sz$（单位毫米）

• 表示的是切片图像左上角像素在病人坐标系中的坐标，切片坐标$（x，y）$经过$（Xx，Xy，Xz）$、$（Yx，Yy，Yz）$投影至病人坐标系的三个方向以后，只是相对于切片左上角$（0,0）$的距离，还要加上$Sx、Sy、Sz$才能得到最终的病人坐标值。

• 这里要注意了，切片坐标$（x，y）$是图像像素坐标，所以变换矩阵中的余弦值还需要乘上像素间隔（0028,0030），即公式中的 $\Delta x$
  和$\Delta y$。

Patient Position(0018,5100)：

Patient Position（患者体位）是DICOM（数字图像和通信医学标准）中的一个属性，用于描述患者相对于影像采集设备的位置和方向。这个属性的标签是(0018,5100)。

Patient Position包含一个描述患者在影像采集期间的相对位置的字符串。这个信息对于正确的图像解释和处理是至关重要的。一些可能的取值包括：

• HFS（Head First Supine）：头部先行，仰卧位。
• FFS（Feet First Supine）：脚部先行，仰卧位。
• HFDR（Head First Decubitus Right）：头部先行，右侧卧位。
• HFP（Head First Prone）：头部先行，俯卧位。
• FFP（Feet First Prone）：脚部先行，俯卧位。

这些值提供了有关患者在影像中位置和方向的信息