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使用FSL对弥散成像数据进行处理,在FSL的官网上给出了指导,笔者参考官网的指导整理了处理数据的流程如下
经过eddy之后,所有扩散加权图像都应彼此对齐且不失真。 现在可以进行显微结构分析或纤维束追踪。
对于微观结构分析,进一步的操作应为:
对于纤维束追踪
将DICOM数据转换为可分析的NIFIT格式
使用工具MRCRON ,处理流程
扩散数据通常存储在4D NIFTI文件中,其中以不同的b值和/或梯度方向获取每个体积。 要运行FDT工具,我们需要:
要检查bvecs和bval的数据是否正确,建议对原始数据进行快速检查。
由于磁化率引起的畸变和梯度线圈中的涡流,扩散加权图像容易失真
EDDY提供了一种用于校正涡流畸变和对象运动的最新技术。 它还可以使用场图(由TOPUP估算)来考虑和校正磁化率引起的失真。
它还允许检测异常点,这些异常点是由于运动引起的信号丢失而损坏的。
它允许逐片异常值检测和替换,以及逐片对卷配准。
DTIFIT在每个体素上拟合扩散张量模型。 使用DTIFIT之前需要做EDDY
请注意,要使用基于概率的纤维追踪,则不需要dtifit(这取决于BEDPOSTX的输出,而不取决于DTIFIT)。
INPUT:可以指定一个输入目录,其中包含所有具有标准文件名的必需文件或者选择Specify input files manually
如果指定了输入目录,则必须按以下括号中所示命名所有文件。 如果手动指定输入文件,则它们可以具有任何文件名。 所需文件为:
高级选项除了上面要求的输入之外,可以选择应用加权最小二乘回归而不是默认的标准线性回归。 还可以选择保存张量元素和/或平方误差之和。最后的输出对于检测伪像可能很有用。
输出:
选择性输出文件:
除了使用GUI进行操作还可以使用命令行直接操作,命令行里可以选择更多选项
BEDPOSTX(Bayesian Estimation of Diffusion Parameters Obtained using Sampling Techniques), X代表对交叉纤维进行建模
bedpostx运行马尔科夫链蒙特卡洛采样,以建立每个体素上扩散参数的分布。 它会创建运行概率体检所必需的所有文件。bedpostx对大脑每个体素内的交叉纤维进行建模。 最重要的是,bedpostx会自动确定每个体素的交叉纤维数量。有关基本交叉纤维模型的详细信息,请参见Behrens等人2007年发表在NeuroImage的文章。默认情况下,bedpostx运行稍微复杂一些的模型Jbabdi等人2012年在MRM发表的文章,其中扩散系数是使用Gamma分布建模的。
bedpostx大约需要15个小时才能运行,但如果在具有SGE功能的系统上运行,它将自动进行批处理。
Tips:在命令行中运行bedpostx_datacheck,以检查您的输入目录是否包含bedpostx所需的正确文件
bedpostx在与名为 .bedpostX的输入目录相同的级别上创建一个新目录,包含需要概率概率统计的所有文件。 突出显示为(表示第i根光纤。它的范围是1到高级选项中设置的最大光纤数。):
在运行bedpostx之前更改一些选项,具体取决于要处理成的结果或扩散数据的质量。 这些参数的默认值是相应论文中使用的默认值(Behrens等人2007年发表在NeuroImage的文章)
此外,高级选项中还提供以下替代模型:
同样可以使用命令行对数据进行处理,具体操作参考官网
如果要将纤维束追踪存储在除扩散空间以外的任何空间中,则必须进行配准。
FDT中的配准使用FLIRT,但也可以使用FNIRT非线性配准到标准空间。 使用GUI时,只能在运行bedpostx之后应用注册。 通常,注册将在三个空间之间运行:
结构(T1加权)图像必须经过BET。nodif_brain图像应该是存储在bedpostX目录中的nodif图像的大脑提取版本。 使用fslroi创建此映像,对该数据进行剥脑操作(如果尚不存在)
重要的是用户检查这些图像上的下注结果的质量,并在适当的情况下调整下注的设置
变换矩阵及其逆将从扩散到结构空间以及从结构到标准空间得出。 将关联相关矩阵,以在扩散和标准空间之间生成转换矩阵。 结果矩阵存储在bedpostX目录的xfms子目录中,并命名如下:
默认情况下,扩散和结构空间之间的变换矩阵是使用6个自由度,相关比率成本函数和法线搜索得出的; 结构空间和标准空间之间的变换矩阵是使用12个自由度,相关比率成本函数和法线搜索得出的。 如果需要,可以使用配准面板中的下拉菜单调整这些参数。
在GUI中,可以在结构空间和标准空间之间使用非线性FNIRT配准。 在这种情况下,需要提供没有BET操作的结构图像,因为这将使FNIRT更加准确。
注意,由于不影响结构图像的场不均匀性的影响,扩散图像通常会具有几何畸变。 因此,仿射FLIRT注册到结构空间可能不够准确。 我们建议用户使用场图采集或使用TOPUP工具校正这些变形。 这必须在预处理过程中和注册之前完成。
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