DTI脑网络构建 详细介绍处理过程以及PANDA的使用_dti 图论

基本概念：

首先介绍一下DTI（Diffusion Tensor Imaging），即弥散张量成像，是MRI的一种特殊形式。举例来说，如果说核磁共振成像是追踪水分子中的氢原子，那么弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。DTI是当前惟一的一种能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法。到2015年主要用于脑部尤其对白质束的观察、追踪, 脑发育和脑认知功能的研究, 脑疾病的病理变化以及脑部手术的术前计划和术后评估。（此处参考百度百科）

相关参数：

平均弥散率：MD(mean diffusivity)，MD反映分子整体的弥散水平（平均椭球的大小）和弥散阻力的整体情况。MD只表示弥散的大小，而与弥散的方向无关。MD 越大，组织内所含自由水分子则越多。

各向异性程度：1、FA(fractional anisotropy)    部分各向异性指数，是水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，它的变化范围从0～1。0代表弥散不受限制，比如脑脊液的 FA 值接近 0；对于非常规则的具有方向性的组织，其FA值大于0，例如大脑白质纤维 FA 值接近 1。

                         2、RA(relative anisotropy)  相对各向异性指数，是弥散张量的各向异性部分与弥散张量各向同性部分的比值，它的变化范围从0(各向同性弥散)到√2(无穷各向异性)。

                         3、VR(volume ratio)  容积比指数。是椭圆体与球体容积的比值。由于它的变化范围从 1(即各向同性弥散)到0，所以，临床上更倾向于应用1/VR。

追踪技术：

1、确定性追踪（deterministic tractography）

一般来说，确定性轨迹成像假设在跟踪过程中每个位置都有一个确定的纤维方向，通常以重建的WM轨迹的3D轨迹结束。通过从所有wm体素中植入来重建大脑中所有可能的纤维。对于以上定义的每一对脑节点/区域，在各自的掩模中有两个端点的纤维被认为连接着两个节点。基于链接纤维，计算了三个基本加权矩阵：数字加权矩阵（mn）、fa加权矩阵（mfa）和长度加权矩阵（ml）。在矩阵中，每一行或每一列代表一个脑区/节点。元素m（i，j）n、m（i，j）fa和m（i，j）l的值分别表示节点i和节点j之间连接纤维的数量、平均fa和平均长度。所得矩阵保存为Matlab数据文件，可直接用于图论方