醫學影像、標註 NIfTI 轉 DICOM 格式教學與範例

本篇介紹如何使用 Plastimatch、DCMTK 與 dcmqi 等工具，將 NIfTI 格式的醫學影像與標註檔案轉換為 DICOM 檔案格式。

醫學影像 NIfTI 轉 DICOM 格式

若要將 NIfTI 格式（*.nii 或 *.nii.gz）的醫學影像轉為 DICOM 格式，可以使用 Plastimatch 工具，而後續若需要進行進一步的 DICOM 格式編修，可以使用 DCMTK 工具，以下是操作教學。

Plastimatch：NIfTI 轉 DICOM

Plastimatch 是一套開放原始碼的影像計算工具，主要提供高效能的立體醫療影像對準（volumetric registration），包含 X 光影像（X-ray）、電腦斷層掃描（CT）、磁振造影（MRI）、正子攝影（PET）。

Plastimatch 也提供了 NIfTI 轉 DICOM 的格式轉換功能，可以將 3D 的 NIfTI 醫學影像轉為一系列 2D 的 DICOM 影像，並且可以透過參數指定各種 DICOM 標籤內容，產生符合規範的 DICOM 檔案。

若在 Ubuntu Linux 中，可以透過 apt 安裝 Plastimatch：

# 安裝 Plastimatch
sudo apt install plastimatch

以下是以 Medical Segmentation Decathlon（MSD）中的 Task09_Spleen 資料集為例，將 .nii.gz 檔案轉為 DICOM 格式：

# NIfTI 轉 DICOM 格式
plastimatch convert \
  --input Task09_Spleen/imagesTr/spleen_2.nii.gz \
  --output-dicom output_dicom_folder \
  --patient-id ABC123 \
  --patient-name MY^NAME \
  --modality CT \
  --series-description "Test Series"

Plastimatch 在轉換時，可以指定一些重要的 DICOM 標籤，如果需要編輯更多的 DICOM 標籤，可以在轉換之後，使用 DCMTK 工具再進行修改。

NIfTI1ToDicom：NIfTI 轉 DICOM

NIfTI1ToDicom 是另一個 NIfTI 轉 DICOM 格式的指令工具，其核心採用 PixelMed 的 NIfTI1ToDicom 函數。

若在 Ubuntu Linux 中要使用 NIfTI1ToDicom 指令，可以透過 apt 安裝 pixelmed-apps 套件：

# 安裝 pixelmed-apps 套件
sudo apt install pixelmed-apps

NIfTI1ToDicom 指令的使用方式如下：

NIfTI1ToDicom inputFile outputFile patientName patientID studyID seriesNumber instanceNumber [modality [SOPClass]]

DCMTK：DICOM 檔案編輯

DCMTK 的 dcmodify 工具可以用來修改 DICOM 檔案，以下是新增、修改與移除 DICOM 標籤的範例：

# 新增 PatientID 標籤
dcmodify -i "PatientID=123" image.dcm

# 修改 PatientID 標籤
dcmodify -m "PatientID=456" image.dcm

# 移除 PatientID 標籤
dcmodify -e "PatientID" image.dcm

若要重新產生 SOPInstanceUID，可以執行以下指令：

# 重新產生 SOPInstanceUID
dcmodify --gen-inst-uid image.dcm

當發生 Duplicate SOPInstanceUID 錯誤時，就可以用重新產生 SOPInstanceUID 的方式來修正。

關於更詳細的說明，可參考 DCMTK：DICOM ToolKit 安裝與使用教學與範例。

影像標註 NIfTI 轉 DICOM SEG 格式

許多的影像標註軟體會將影像標註儲存為 NIfTI 格式，若要將標注資料也匯入 PACS 系統，可以使用 itkimage2segimage 工具將 NIfTI 格式的影像標註轉為 DICOM SEG 格式。

itkimage2segimage：NIfTI 轉 DICOM SEG

itkimage2segimage 是一個可以將 ITK 支援的影像標註檔案格式（例如 nrrd 或 NIfTI）轉換為 DICOM SEG 格式的工具，此指令包含於 dcmqi 函式庫中，其原始碼與預先編譯的可執行版本可以從 dcmqi 的 GitHub 網站上下載。

下載預先編譯的可執行版本會比較方便，解壓縮之後即可使用：

# 下載 dcmqi 的預先編譯可執行版本
wget https://github.com/QIICR/dcmqi/releases/download/v1.2.4/dcmqi-1.2.4-linux.tar.gz

# 解壓縮
tar zxvf dcmqi-1.2.4-linux.tar.gz

解壓縮之後，segimage2itkimage 位於 dcmqi-1.2.4-linux/bin/ 目錄之下。

在將 NIfTI 格式影像標註轉 DICOM SEG 格式之前，要先準備好含有後設資料（metadata）的 JSON 檔案，最簡單的方式是使用 qiicr 提供的網頁工具來產生後設資料的 JSON 檔案，或是從 dcmqi 所提供的範例 JSON 檔案來修改。

準備好後設資料的 JSON 檔案 meta.json 之後，即可使用 itkimage2segimage 進行轉換：

# NIfTI 格式影像標註轉 DICOM SEG 格式
itkimage2segimage --inputImageList Task09_Spleen/labelsTr/spleen_2.nii.gz \
  --inputDICOMDirectory dicom_folder \
  --outputDICOM output_dicom_seg.dcm \
  --inputMetadata meta.json