記憶裂縫

在 DICOM 分類上可以查到這四個 Tag 分成兩個模組，以下條列幾個相關的 Tag

• VOI LUT
  • (0028,1050) Window Center - Window Level
  • (0028,1051) Window Width
  • (0028,3010) VOI LUT Sequence
    • (0028,3002) LUT Descriptor
    • (0028,3003) LUT Explanation
    • (0028,3004) Modality LUT Type
    • (0028,3006) LUT Data
• Modality LUT
  • (0028,1052) Rescale Intercept
  • (0028,1053) Rescale Slope
  • (0028,1054) Rescale Type
  • (0028,3000) Modality LUT Sequence
    • (0028,3002) LUT Descriptor
    • (0028,3003) LUT Explanation
    • (0028,3006) LUT Data

以上幾個屬性(Attribute)使用要注意幾個規則：

1. Window Center (0028,1050) 與 VOI LUT Sequence (0028,3010) 擇一使用
2. Window Center (0028,1050) 須與 Window Width (0028,1051) 搭配使用
3. Rescale Intercept (0028,1052) 與 Modality LUT Sequence (0028,3000) 擇一使用
4. Rescale Intercept (0028,1052) 須與 Rescale Slope (0028,1053) 搭配使用

P.S. 

VOI - Value of Interest

LUT - Lookup Table

---

VOI LUT

Window Center 又稱 Window Level 代表可視範圍(或是感興趣區域)的 CT 值範圍中心

Window Width 則是可視範圍大小

用下面這張圖就很好理解 WL 與 WW 的功用，用來增強我們想關注的部位的呈現效果

像上圖 Air 到 Dense Bone 的 CT 灰階值有 2001 階，若要映射到用 8-bit 顯示灰階螢幕，只能使用 0~255 共 256 階 (比如 Windows 的 sRGB)

那 WL, WW 的設定好壞，關係到醫生是否能準確的分析出病徵有很大關係

基於以上原因，那只要把關注幾個部位的對應 CT 值框進 WL, WW 內，那就可以很清楚看出異常病灶處

以下列出幾個換算公式：

窄窗寬 (Narrow Window Width)

• 對比度(Contrast)增加
• 適合有相似的衰減值(HU/CT)的部位，比如：軟組織

寬窗寬 (Wide Window Width)

• 對比度(Contrast)減少
• 適合衰減值(HU/CT)明顯不同的部位，比如：肺與支氣管

Window Level 控制影像的亮度(Brightness)，而 Window Width 控制影像的對比度(Contrast)

調整窗位與窗寬的影響如下：

1. Window Level 越大亮度越暗，反之越小亮度越亮
2. Window Width 越大對比度越低，反之越小對比度越高

總結可發現 WL, WW 是針對 CT 圖像來設計，計算上都要把數值轉換為 CT 值才能做窗位、窗寬調整

這個轉換包括把多餘高位 bit 變成 0(最低灰階值)，低位 bit 變成最高灰階值(8-bit: 255, 10-bit:1023, 12-bit: 4096, 14-bit: 16383, 16-bit: 65535)，再用下節即將講到的 Rescale Intercept 與 Rescale Slope 作單位換算

---

Modality LUT

看到這邊就大概知道為什麼還要 Rescale Intercept 與 Rescale Slope - 為了轉換成 CT 值(HU)

這分類的屬性值需要設備廠商正確提供才能準確的把拍攝的圖像數值轉換成對照的 CT 值

常規轉換公式如下：

當我們要將 CT 值映射到 8-bit [0..255] 螢幕上顯示，可以用以下一元二次方程式來計算

上述公式要轉換到 16-bit/12-bit/10-bit 值域，只要把 255 替換成欲轉換值域的最大值即可

一般情況下，Rescale Intercept(0028,1052)預設為 0；Rescale Slope(0028,1053)預設為 1

這邊補充一個網上對 Intercept 與 Slope 的概念說明：

CT 生成的圖像數值範圍是 [-1024…+32768] 共 33793 階，而 DICOM 的 CT 影像常用 12-bit 儲存數據，最多儲存 4096 階，為了能將 CT 能表示的數值存入 DICOM 檔案內，所以使用截距與斜率進行轉換

---

雜記

到此會發現都沒說到最開始提到的 VOI LUT Sequence 與 Modality LUT Sequence，這兩個主要是給非常規的轉換而來，主要方法是用查表映射(Lookup Table)對應數值

VOI LUT Sequence 的幾個屬性就單純查表對應使用

Modality LUT Sequence 除了查表用屬性外，還有一個 Modality LUT Type(0028,3004) 來指明轉換後的數值單位(除了 HU 也可能使用光電量測單位)

 

面對顯示器往往只有 8-bit，而數據有 12-16 bit 的落差，過去的演算法把數據的 Max 到 Min 之間轉換到 8-bit 的 0-255，過程是個有損轉換，最終得到的圖像常常突現一些雜訊(Noise)

針對這些問題，研究學者提出幾項要求來規範轉換的演算法，目前轉換方式便是基於這些要求設計出來

1. Requirement I   : 充分利用 0-255 之間的有效顯示範圍
2. Requirement II  : 盡量減少數值壓縮帶來的損失
3. Requirement III : 不能損失應該凸顯的組織部分

 

---

以下列出幾個常見組織部位建議 WL 與 WW

Body Part	Sub-Object	Window Level	Window Width
Head & Neck	Brain	40	80
	Subdural	50-100	130-300
	Stroke	32	8
		40	40
	Temporal Bones	600	2800
	Soft Tissues	20-60	350-400
Chest	Lungs	-600	1500
	Mediastinum	50	350
Abdomen	Soft Tissues	50	400
	Liver	30	150
Spine	Soft Tissues	50	250
	Bone	400	1800

Body Part Window	Window Level	Window Width
Brain Window	30	70
	35	70
CTA Window (Angiography)	170	600
	225	650
Mediastinal Window	50	500
Liver Window	60	160
Abominal Window	40	400
Lung Window	-600	1600
	-500	1500
Bone Window	500	2000
	1000	3000
Soft Tissue Window	50	350

 

---

亨式單位(Hounsfield Unit, HU 俗稱 CT 值)

把物質的衰減係數代入μ即可得知

各個介質對應的亨式單位值

介質		亨氏單位
空氣		−1,000
脂肪		−120至−90
造影劑電腦斷層掃描下的軟組織		+100至+300
骨骼	鬆質骨	+300至+400
	密質骨	+1,800至+1,900
頭部外傷	前數小時	+75至+100
	3日後	+65至+85
	10-14日後	+35至+40
其他血液	非凝血	+13至+50
	凝血	+50至+75
胸腔積液	漏出液	+2至+15
	滲出液	+4至+33
其他體液	乳糜	−30
	水	0
	尿液	−5至+15
	膽汁	−5至+15
	腦脊液	+15
	膿瘍/膿	0至+20 或 +40至+45
	黏液	0 - 130（超過70HU時進入高衰減）
薄壁組織	肺	−700至−600
	腎	+20至+45
	肝	60 ± 6
	淋巴結	+10至+20
	肌肉	+35至+55
	胸腺	+20至+40（兒童）
		+20至+120（成人）
	白質	+20至+30
	灰質	+37至+45
膽結石	膽固醇石	+30至+100
	色素性膽結石	+90至+120
異物	一般窗戶玻璃	+500
	鋁、瀝青、車窗玻璃、玻璃瓶與其他石類	+2,100至+2,300
	石灰岩	+2,800
	銅	+14,000
	銀	+17,000
	鋼	+20,000
	金、鋼與黃銅	+30,000（可測量之上限）
耳垢		<0