本文翻译自Orientation and Voxel-Order Terminology: RAS, LAS, LPI, RPI, XYZ and All That
方向和体素顺序术语:RAS、LAS、LPI、RPI、XYZ等等¶
概述¶
在处理 MRI 数据时,有必要熟悉用于描述方向的约定和术语。还需要注意一些常见的习惯差异,以及粗心的各种陷阱
基本方向术语¶
如果您是该领域的新手,您需要知道的第一件事是有关方向的一些基本词汇
- 不使用“上”、“下”、“前”、“后”来进行描述,因为它们在处理不同方向的患者(例如:躺下、坐着)或与其他动物打交道时具有令人困惑的含义。
- 内侧,外侧:因为大脑的左右半部几乎是镜像,因此具有以下功能很有用:
- “内侧”:朝向R-L 轴的中间
- “外侧”:远离R-L 轴的中间
- 方向是相对于患者给出的。(“右”是患者的右“”。)如果我们需要谈论屏幕上的位置,仔细区分是很重要的——所以我们可以说患者的右侧出现在屏幕左侧。
空间坐标轴¶
要谈论大脑附近空间中的位置,我们需要能够更精确地谈论轴集,包括哪个方向是正的,以及在描述一个点的坐标时我们将它们列出的顺序。
有三个轴,可以以任何顺序使用,并且任何一个方向都可以是正的,因此我们总共有 3 * 2 * 1 * 2 ^ 3 = 48 个可能的轴方案。
在 MRI 实践中,其中两种方案似乎最流行:
- 方向和顺序:请注意,每个约定不仅指定三个轴的正方向,还指定列出它们的顺序(例如:LAS不等于ALS)。
- 右手与左手:请注意,RAS是右手坐标系(拇指=R,第二指=A,中指=S),而LAS是左手坐标系。这在执行矩阵和矢量数学时非常重要, 通常使用右手坐标系(尽管可以通过适当调整使用左手坐标系)。
- LSA?例如,如果按LSA顺序使用L、A和S轴可以提供右手坐标系,但似乎没有人赞成这样做(但请参阅下面的X、Y、Z 主题)。
- 观察方向:在上图中,我将它们显示为朝向患者的脸部。然而,也有观看的惯例,其中神经学视图将来自患者上方/后方,因此在屏幕左侧显示患者左侧。详见下面的解释
空间轴的 X、Y、Z¶
在某些情况下,大脑数据被放置在X、Y、Z坐标系中,可能是这样的
- LSA:乍一看可能对图形程序员很有吸引力,当然你可以在你自己的程序中做任何你想做的事——但似乎并不喜欢广泛用作讨论大脑坐标的方式。
- RAS:对应于神经科医生首选的RAS轴,是右手系统
- LAS:对应于放射科医生首选的LAS轴,并且是左手坐标系(即:不要自动假设如果使用 X、Y 和 Z,您正在查看右手坐标系。)
为什么不用 X、Y、Z 重命名完美的轴,为什么不直接称它们为 R、A、S 或其他名称?几个可能的原因
- 一些用于操作点或图像的环境可能需要您在 X、Y、Z 维度上声明坐标。
- 当标记为 X、Y、Z 时,很明显应该按照什么顺序来说明坐标(按字母顺序),而当R、A和S浮动时,它们可能更容易以错误的顺序列出。
MRI图像文件体素排序¶
许多 MRI 文件格式涉及将体素强度作为简单的强度数字流以某种商定的方式存储到文件中。(例如:分析;AFNI)。这些格式需要记录图像文件的许多特征,
包括体素顺序、用于强度的数字类型以及与图像采集条件、已执行的处理步骤等相关的其他属性
一般来说,体素是按顺序存储的,沿着一行、一行接一行、一个切片接一个切片。但是哪些方向是行和切片?
与三个轴的情况一样,我们再次可以选择48种可能的不同存储顺序。这里有一些
文件中的存储顺序 | 切片方向(模糊的) | 3个字母的"来自方向" | 文件中增加的位置在空间轴的方向... |
---|---|---|---|
R-L 内 P-A 内 I-S | 轴向 | RPI | LAS |
L-R 内 P-A 内 I-S | 轴向 | LPI | RAS |
R-L 内 S-I 内 P-A | 冠向 | RSP | LIA |
注意
- 存储顺序:R-L 内 P-A 内 I-S 表示:
- 体素从右到左排序以存储一行
- 从后到前排序的行以存储切片
- 从下到上存储切片以存储卷
- 常见的3字母名称与空间方向:我目前的强烈印象是,习惯上使用三个“从“到“到“对的“从”字母来指代特定的体素顺序
这不是普遍的——有些人通过说明增加索引的空间方向来指代特定的体素排序。这种情况很容易出错,因为两种不同的命名方案是相反的
- 重复:术语很棘手!例如,通常描述为使用“RPI”体素顺序的数据文件按照LAS增加的顺序存储体素,而不是像乍一看那样增加RPI
- 切片方向名称:三个可能的切片平面有名称,但这些名称没有指定它们轴的 +/- 方向,因此具有暗示性,但不足以描述文件中体素的顺序:
- 轴向(横向):R-L x A-P 平面
- 冠状:R-L x S-I 平面
- 矢状面:A-P x S-I 平面
视角中的“放射学”与“神经学”取向¶
“放射学”和“神经学”确定了 MRI 切片视图方向的两种不同约定。据我所知,它们的含义如下