用FSL预处理DTI数据

目前已经在网上和有关处理磁共振弥散加权收购方法文献中大量的信息。 这些说明提供了有关如何预处理DTI数据的简要介绍，重点是在放射学学术运行的项目。 一个类似的指南也可以从克里斯Rorden，并从达特茅斯脑成像中心 。

为了遵循这一点，你将需要访问FSL在GNU / Linux或安装Cygwin的 。 所有需要的软件已经安装在放射学学术Linux服务器上。 如果安装Cygwin与FSL使用，一些当地的笔记可能是有用的。后安装Cygwin，下载和描述上安装的Windows版本的FSL 佛山照明的网页。

您可能还需要保罗的DICOM来分析的副本DTOA遵守软件Cygwin的。 基本的预处理步骤

1. 导出弥散加权从MR扫描仪图像。 2. 转换弥散加权图像分析。 3. 计算扩散方向和b值。 4. 使用FSL

正确的空间失真由于涡流引起的差异。

o 创建脑的二进制掩码。

o 计算的扩散张量和相关联的参数。

o 检查的原理特征向量出现似是而非的使用FSLView。

o

如果DICOM图像可在步骤1中导出，上面和FSL安装，然后剩下的步骤可以由我的DICOM标准执行，以分析转换软件， DTOA ，通过指定-DIFF-FDT命令行选项，下面的转换到分析，运行批处理文件来执行涡流校正，并计算平均扩散，FA图，并使用FSL各向同性弥散加权图像。 例如，如果源的DICOM图像存储在/ CDROM和转换后分析图像将被存储在/ data/experiment1，然后输入 DTOA-C-ANA-delses-DATEFIRST-DIFF-FDT / CDROM / data/experiment1 如果DICOM图像或FSL不可用，或者如果需要进行另一条路线，用于处理图象的各个步骤如下所述。

1。 从MR扫描仪出口弥散加权图像

最好是，导出图像，DICOM，无论是通过网络或到CD或其他可移动媒体。 尽量保证DICOM图像从扫描仪作为DICOM网络传输通过不同制造商的，或不同的方式被导出后写入到CD，只要practiable，工作站可能会导致一些私人的DICOM消息，如含扩散扫描参数，从DICOM头被移除。

要导出DICOM图像在一个飞利浦磁共振扫描仪硬盘（版本10及以上）

使用正常的扫描仪接口，选择病人/行政 。

单击一个文件夹，左上角的形状的图标，并选择磁盘文件选项。 这显示病人的图像已经被导出为DICOM到硬盘的列表。 删除列出的所有患者（突出显示所有患者的条目，然后单击交叉按钮，右下）。 这样只会删除导出DICOM文件从硬盘;原始图像仍保存扫描仪的数据库中。 然而，这一步保证了出口的DICOM图像仅是必需的，不夹杂了以前导出的

DICOM图像。

? 从磁盘文件改回病人数据库列表。

?

? ?

打开包含扩散的图像导出病人的条目。 只有突出具体系列用于出口。 不要强调任何后处理ADC或FA图，或大fMRI的收购，因为这些可能会崩溃了DICOM出口。

?

点击磁盘文件按钮，在窗口中间的底部。 不要anonymise导出DICOM图像。

?

打开队列管理器，并检查出口顺利进行。 检查队列没有被禁用 - 如果是，启用它。

?

打开Windows资源管理器（按下Windows键 在键盘上，选择所有程序/附件/ Windows资源管理器 ）

?

浏览到e：\\ DICOM并找到一个DICOM文件夹和DICOMDIR文件。 如果您有权限，它可能是明智的，首先压缩的图像-既彰显了DICOM文件夹和DICOMDIR文件，然后选择文件/发送到/压缩（zipped）文件夹 。

?

压缩文件应该被复制到USB记忆棒或通过网络检索。 飞利浦通常允许使用远程网络访问安全Shell与远程用户名和默认密码，包括磁共振成像其次是扫描仪的序列号（与删除任何前导零）。 序列号可以在消息0018,1000任何导出的DICOM图像被发现。 SSH通常是GNU / Linux的安装的一部分，可用于Cygwin和UNIX的内容。 SSH for Windows可以从不同的地点，比如下载SSHSecureShellClient-3.2.9.exe用于非商业用途，或腻子 。

?

一旦转移，您可以删除了DICOM文件夹和文件DICOMDIR，无论是使用Windows资源管理器或患者/管理页面。

从飞利浦扫描仪图像数据往往导出飞利浦研究PAR / REC格式。 不幸的是，这种格式中不包含所使用的扩散方向以及如下所述它们必须被推断。 作为检查，这些推断的方向是正确的，它重新运行相同的DTI收购同一扩散的图像在一个志愿者和出口两个DICOM和PAR /录音文件是很有用的。 这将允许推断指示要对那些在DICOM头中找到比较。

2。 转换弥散加权图像来分析。

如果图像已远销如DICOM，我建议将它们转换使用我的DICOM到分析软件来分析DTOA使用- diff的标志，因为这提取从DICOM头中的扩散方向和b的值，并保存bvals和bvecs文件中相应的坐标通过FSL帧进行处理。 一个典型的例子是（如果Cygwin下运行，在E A CD上的DICOM图像：和转换后分析图像将被保存在D：\\ DATA \\ DTI一天2）

DTOA-ANA-delses - 日 - 差异/ cygdrive / E“/ cygdrive / D /数据/ DTI天2”

这应该与最近的GE，飞利浦，西门子MR扫描仪，虽然它只有被测试若干收购弥散加权DICOM图像，特别是要勤于检查原则特征向量的矢状面和冠状切片方向，并且不包含协议AB = 0的收购。

其他软件可以被用来转换DICOM来分析或NIFTI格式，并提取该扩散方向。 尤其是看到MRIcro ， FMRIB的DICOM到分析软件 ， Jolinda的

MRIConvert ， 打瞌睡 ，并在扩散加权DICOM信息。

3。 计算扩散路线和b的值。

软件进行处理弥散张量数据，如跟踪技术，通常要求该扩散梯度方向上进行相对的指定的图像，即，相对于图像的水平，垂直，和贯通面的轴。 根据所使用的磁共振成像序列，该方向实际上可以在其他坐标系应用，特别是相对于

frequencyCATNAP相位编码，并通过切片轴，或相对于身体的x，磁铁的y和z轴，无论的切片方向。 使用飞利浦MR扫描仪获得的弥散加权图像可以在任何上述三个坐标系的指定方向。 西门子产品序列出现使用相对于所述磁铁的物理的x，y和z轴方向的扩散，而GE扩散方向是相对于频率编码，相位编码和片选轴。 为了执行跟踪技术，用于特定采集的坐标帧必须是已知的和扩散的方向，然后转化为相对于图像的水平，垂直，和贯通面的轴。 不幸的是，这些信息是不明确的DICOM标题描述和具体扩散获取协议的先验知识是必需的。

飞利浦MR扫描仪扩散梯度方向

近期飞利浦DICOM图像包含扩散加权梯度向量以及b的值。 然而，DICOM文件没有指定使用的坐标系。 这既可以从使用的磁共振成像收购协议的相关知识，或通过比较与那些在序列代码中指定的DICOM标题中找到的扩散向量来确定。 一旦坐标系是已知的，扩散的载体可被变换到图像坐标系（如适用）。 这是所采取的方法DTOA然后输出该扩散矢量和b值

研究图像通常是由飞利浦扫描仪在其内部的PAR / REC格式导出。 不幸的是扩散矢量信息没有被存储在PAR /录音文件。 如果DICOM图像不可用，只有PAR

/ REC文件存在，一种策略是要转换的PAR / REC使用来分析MRIcro或PTOA并进行如下操作

在MR扫描仪，记得用扩散的协议。 在对比页面，请检查设置渐变过剩和方向分辨率的选项，在随后的行。 有三种可能

?

梯度过剩没有 ，方向分辨率用户自定义

扩散梯度的方向是相对于图象的水平，垂直，并且通过切片轴，不管切片方向。 注意在控制台上显示以下选项

o o

NR方向

用户定义的迪尔斯 - >

在双击- >显示的扩散方向。 记下所有的值（或进行屏幕快照）。 每一行包含X，Y，Z矢量分量。

?

梯度过剩没有 ，方向分辨率低 ， 中 ， 高

扩散梯度的方向是相对于频率，相位编码，并且图像的贯通片轴。

?

渐变过剩是 ，方向分辨率低 ， 中 ， 高 扩散梯度的方向是相对于所述磁铁的x，y和z轴。

对于所有的收购也注意到（从对比度页） β-因子NR ? 最大值B-因子

?

在几何页面，用于低 ， 中 ， 高定向计划，注 片方向 ? 卷折方向 ? 脂肪移位方向

?

从OFFC /昂页（或从PAR文件）， 低 ， 中 ， 高定向计划，注

? ? ?

堆栈昂。 美联社（度） 堆栈昂。 RL（度） 堆栈昂。 FH（度）

从这个信息中，扩散方向可以用一种非常有用的计算旋转OVP Java小应用程序。 需要注意的是扫描仪上的默认脂肪移位方向为P不是 A。

下一阶段是将这些方向转换为使用FSL坐标系和手动产生bvals和bvecs文本文件。 记住，以确保在bvecs文件中指定的载体是单位矢量， 即 ，X 2 + Y 2 + Z 2 = 1。 如果不是这样，由（x2 + Y 2 + Z 2）将每个组件。 该bvecs文件由三线，其中第一行包含扩散向量的x分量，第二行包含y分量和第三行的z分量。 包括矢量0,0,0为无扩散加权获得的任何图像， 即 B = 0的图像。 当从由所产生的向量产生bvecs档旋转OVP Java小应用程序，或者定义的方向扫描仪上的用户 ，否定的x和z分量。 向量（和bvals文件的b值）必须以相同的顺序为扩

散加权像上卷在图像文件中-要特别小心，如果多个B值已被收购或否b = 0的图像都存在。

最后，如果使用标准的飞利浦扩散方向，扫描仪重建计算出一个额外的“各向同性”弥散加权图像。 这首先表现为在可能被误认为作为一个额外的扩散方向导出的图像数据的额外容量。 这个“我”卷必须从转换后的图像被删除之前使用FSL的数据进行处理。 视觉上，这是显而易见的，如果最后的体积为“I”的数据作为扩散加权图像是非常扁平的正常组织没有白质的对比。此外，还有将显示为一个额外的扩散方向， 即对于飞利浦介质方向计划应该有一个B = 0卷，15弥散加权卷。 但是，导出的数据将首先包含17卷，最后一卷是“我”必须将其移除。 一个“I”体积的存在也表示在输出从Java小程序为（100,100,100）的矢量，当然，

不能包含在bvecs文件。 它不存在与用户定义的方向取得的扩散数据，并自动删除，如果DICOM图像使用转换DTOA与-diff选项。

4。 使用FSL

现在的数据应该在使用处理格式FSL 。 在下面的例子中，假设基础分析包含扩散的图像文件是set01_data

图形用户界面FSL允许通过键入文件名或通过目录结构浏览查找所需的文件中指定的文件名。 如果Cygwin下运行FSL，您可以浏览其中的Cygwin安装并选择文件Microsoft Windows下的任意位置存储在硬盘上的目录之外。 但是，如果你这样做，选择所需的文件后，在很多人FSL工具中列出的文件名是不正确的，必须手动editted。 例如，如果您浏览并选择在D分析文件：\\ DATA \\

dti_subject1 \\ set01_data那么它可能被列在佛山照明工具为D：\\ DATA \\ dti_subject1 \\ D：\\ DATA \\ dti_subject1 \\ set01_data它需要手动改变要删

除的目录的复制，只是D：\\ DATA \\ dti_subject1 \\ set01_data或/

cygdrive/d/data/dti_subject1/set01_data

如果你不这样做，FSL工具会给出一个错误消息，并且无法运行。 键入以下命令启动主菜单FSL FSL＆

注 ：如果您是从Cygwin的运行FSL，那么请注意，有Cygwin和FSL的当前版

本不兼容。 不兼容问题似乎涉及到使用FSL各种脚本之间的环境变量的传承。 一种解决方案是使用Cygwin是较旧的兼容版本，如所描述的关于FSL网页 。 如果你只关心使用FSL的扩散工具包，然后一个更快的替代方案，以使用Cygwin的最新版本FSL的工作就是下面的补丁适用于FSL。 CD $ FSLDIR

SED-I“S / SH -c/bash-L-C / G”TCL / *。TCL斌/ betsmallz斌/ featquery斌/ featregapply

不幸的是，同样的方法不能修复与功能磁共振成像处理工具的问题。

4.1修正为在空间失真由于涡流引起的差异

要启动FSL的扩散工具包，可以点击主FSL菜单窗口，上面或类型的FDT扩散

UNIX或GNU / Linux的： Fdt & Cygwin的：

Fdt_gui &

以及下面的说明，对FDT的更完整的说明，给出的<=\网站 。 在出现的新的FDT窗口中，从ProbTrack概率的默认选择跟踪到涡流校正改变下拉菜单。 对于弥散加权数据选择包含扩散图像文件，在这个例子中，

set01_data。 默认情况下， 校正后的输出数据将保存在同一目录中名为data

的分析文件，我建议手动更改此为更有意义的（特别是如果你有几个DTI收购，以在同一个目录处理），如set01_data_cor。 通常离开参考音量设置为0为B = 0的数据通常在分析文件中的第一册。 单击Go开始修正，这可能需要几分钟来执行。

或者，在命令行中运行涡流校正， 例如 ， eddy_correct set01_data set01_data_cor 0

其中上线之上的最后一个字符是零。 忽略有关“两个参考输入的图像有一个SFORM矩阵集合”警告消息。

4.2建立大脑的二进制掩码

通过点击主FSL菜单窗口，或类型赌注脑提取启动脑提取工具

UNIX或GNU / Linux的： Bet & Cygwin的：

Bet_gui &

在新的BET窗口中，选择输入图像是涡流校正从上面， 例如的结果，

set01_data_cor点击箭头高级选项的左侧，然后选择生成二进制大脑掩模图像选项。 实验的分数强度阈值设置不同的值，因为在诺丁汉典型的英国贸

工部的收购，0.2效果很好。 单击应用以产生面具，在这个例子将保存文件名 为

set01_data_cor_brain_mask

或者，在命令行中运行BET， 例如 ，

BET2 set01_data_cor set01_data_cor_brain-F 0.2米

4.3计算扩散张量及相关参数

使用FSL的扩散工具包，FDT，如上所述，使用下拉菜单选择DTIFit重构扩散张量 。 选择指定输入文件的手动输入，并为每个字段相应的文件-铭记关

于以上重复的目录名的意见，如果使用Cygwin下的文件浏览。 正如上文所述，一旦你选择你的输入文件名 时，FDT自动填写输出基本文件名 作为刚刚DTI这是不是很具体，我建议你手动改变这个东西比较有用，如set01_dti，例如 ， 弥散加权数据： 输出基本名： 梯度方向： B值：

set01_data_cor set01_dti set01_bvecs set01_bvals

BET二进制脑面膜： set01_data_cor_brain_mask

然后单击Go。 处理通常需要几秒钟到几分钟。 FDT的错误消息没有特别的信

息，但最常见的错误通常misspecifying输入文件名，特别是扩散方向或b值的数量之间存在不匹配，与卷的输入图像文件的数目。 请注意，即使你在这个阶

段指定不正确，但可能出现的扩散方向，DTIFit仍应执行。 错误通常是由于与数据的数据本身的格式，而不是一个问题。 其结果将是包含扩散几个参数分析图像 -

set01_dti_FA 扩散张量的各向异性分数，作为花车。 set01_dti_L1 扩散张量的最大特征值，如浮动。 set01_dti_L2 扩散张量的第二大特征值，如浮动。 set01_dti_L3 扩散张量的最小特征值，如浮动。

均值扩散率的扩散张量（等于张量，它表示在该体素的平均扩散set01_dti_MD

的轨迹的三分之一），作为浮动。 set01_dti_S0 作为花车。

的（原理）特征向量的扩散张量，用最大的特征值，上述相关。 存set01_dti_V1 储在分析格式为三个浮点图像，其中每幅图像中值对应的特征向

量的x，y，z值。 扩散张量的本征向量与所述第二特征值有关，以上。 存储在分析

set01_dti_V2

格式，如上述。 扩散张量的本征向量与第三特征值有关，以上。 存储在分析格式，

set01_dti_V3

如上述。 或者，在命令行中运行DTIFit， 例如 ，

dtifit - 数据= set01_data_cor - 出= set01_dti - 面具= set01_data_cor_brain_mask - bvecs = set01_bvecs - bvals = set01_bvals

4.4检查原理特征向量使用FSLView出现似是而非

特别是从一个新的扫描仪或从一个新的协议数据，这是明智的检查处理，上面已经产生合理的结果。 这可以在视觉上使用FSLView进行评估。 无论是开始FSLView通过点击在主窗口FSL该选项，或类型 fslview＆

在命令提示符下。 以及下面的说明，查看与FSLView扩散数据也很好说明在FMRIB。

在FSLView，选择文件/打开并浏览到set01_dti_FA。 这将显示FA图作为MPR。 而十字线被选中，点击图片，选择一个合适的切片，以证明正确或不正确的白质纤维取向， 例如在pyramidial道一个点，向左或向右，略低于胼胝体。 然后选择文件/添加并浏览到一个互补set01_dti_V1文件。 这将显示原理特征向量作为覆盖。 通知FSLView，这是一个矢量，而不是漂浮的图像，保证了V1

的文件是在子窗口中高亮显示，左下，然后点击 按钮。 在新的叠加信息窗

口中，选择DTI显示和设置该菜单为RGB。 然后拉下调制菜单，然后选择

set01_dti_FA。 单击OK（确定）。 这将显示一个彩色编码FA图，其中红

色表示该原则的特征向量点多左右，绿色表示前后，蓝色表示的脚头。 再次，选择文件/添加并浏览到相同的set01_dti_V1文件。 点击

按钮V1

的第二次数，但现在选择的DTI显示 ，选择线路 ，然后单击确定 。 这个覆盖的原则特征向量的每个体素作为一条红线。 探索FSLView的缩放功能，这些更清楚地显示（无论是增加所有窗口的缩放因子通过增加正下方的文件菜单中的值，或选择

按钮（下图查看菜单），然后选择一个区域放大）。 保存图像的唯一方法是获取屏幕快照，在您的操作系统定义的任何方式。

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