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Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS O. Coulon, J.-L. Anton, M. Roth.

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1 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS O. Coulon, J.-L. Anton, M. Roth

2 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS Les images de diffusion du centre IRMf Diffusion sujet/ anat01/ sujet_diffusion/ sujet_anat01.nii (1x1x1mm 3 ) anatomie, T1 sujet_dw.nii (1.89x1.89x2.33mm 3 ) diffusion, 80 directions sujet_dwi.nii (1.89x1.89x2.33mm 3 ) diffusion, 80 directions + 8 images T2 (b=0) sujet_t2_multi.nii (1.89x1.89x2.33mm 3 ) diffusion, 8 images T2 (b=0) sujet_t2.nii (1.89x1.89x2.33mm 3 ) diffusion, Moyenne des 8 images T2 (b=0) bvals … bvecs …

3 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSL IRM fonctionnelle IRM anat, segmentation, VBM IRM diffusion : FMRIBs diffusion Toolbox: FDT Tract-Based Spatial Statistics: TBSS Deux tutoriaux: Une note https://www.evernote.com/shard/s5/sh/cdf9e621-ce4f-49d8-8dec-7ad4b109238e/4d5dae97f691e9c37dd7abf5de9a9719 Cette présentation: https://dl.dropboxusercontent.com/u/ /fsl-tbss.pptx

4 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS Masque du cerveau et BET FSL sujet_dwi.nii nodif.nii sujet_t2.nii nodif nodif_brain Valeur par défaut: 0.5 Probablement à baisser ( ) A vérifier avec FLSVIEW

5 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSLView FSL File-> Open File-> Add transparence options affichage

6 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS Correction des mouvements et des distorsions: Eddy Current FSL Recalage de toutes les images sur la première Correction des distorsions dues aux courants de Foucault Temps de traitement: 10 à 15mn sujet_dwi.nii data.nii

7 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS Estimation des tenseurs: DTIFIT FSL bvals … bvecs … Sortie: dti_FA.nii.gz dti_L1.nii.gz dti_L2.nii.gz dti_L3.nii.gz dti_MD.nii.gz dti_MO.nii.gz dti_SO.nii.gz dti_V1.nii.gz dti_V2.nii.gz dti_V3.nii.gz anisotropie fractionnelle diffusivité moyenne b=0 mode danisotropie (-1:oblate, 0: isotrope, 1:prolate) valeurs propres vecteurs propres

8 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSLView: FA FSL

9 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSLView: MD FSL

10 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSLView: 1 er vecteur propre, carte RGB FSL

11 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS FSLView: 1 er vecteur propre, direction FSL

12 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: tract-based spatial statistics - concept Val max recalage FA 1 FA 2 FA 3 Squelette standard Représente le centre des grands faisceaux (communs à tous les sujets) TBSS Pour chaque voxel du squelette: une valeur par sujet Suj 1Suj 2Suj 3 Voxel 1 Voxel 2 Voxel N …

13 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: tract-based spatial statistics - méthode TBSS Sujet1_FA.nii Sujet2_FA.nii SujetN_FA.nii … Recalage vers un template commun (non-linéaire) Transformation (affine) vers un espace standard (e.g. MNI152) et reéchantillonage 1x1x1mm Moyenne des images et calcul du squelette Pour chaque sujet: Pour chaque point du squelette: attribution de la valeur de FA la plus significative Un squelette valué par sujet Statistiques univariées, en chaque point du squelette (GLM). Comparaison inter-groupe.

14 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: préparation des sujets TBSS Copier toutes les images de FA (dti_FA.nii.gz) dans un répertoire commun (e.g. TBSS/ ), avec un nom différent (e.g. groupe_sujet_FA.nii.gz). Dans ce répertoire exécuter le script suivant: > tbss_1_preproc *.nii.gz Ce script prépare les images, i.e.: supprime les artefacts de bords de cerveau met à zéro la première et dernière coupe. Création dun répertoire FA/ quicontient les images préparées, et dun répertoire origdata/ qui contient les images originales.

15 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: recalage TBSS On reste dans le répertoire TBSS/ Il faut exécuter le script suivant: > tbss_2_reg –T ou: > tbss_2_reg –t target ou: > tbss_2_reg –n Les sujets sont recalés sur limage target Comment choisir la cible ? Les sujets sont recalés sur le sujet optimal Temps de calcul: (NB_sujets 2 x 5) mn Recommandé si on a une population spécifique, e.g. de jeunes enfants Tous les sujets sont recalés sur le template FMRIB58_FA Temps de calcul: (NB_sujets x 10) mn Recommandé

16 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: squelette et espace de référence TBSS On reste dans le répertoire TBSS/ Il faut exécuter le script suivant: > tbss_3_postreg –S ou: > tbss_3_postreg –T Passe de la cible au MNI152 et calcule le squelette à partir du FA moyen des sujets. Recommandé Reste dans lespace FMRIB58_FA et utilise squelette précalculé.

17 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: calcul du squelette valué TBSS Images FA mises en forme et transformées Images FA originales > cd stats > fslview all_FA -b 0,0.8 mean_FA_skeleton -b 0.2,0.8 -l Green Ce seuil (recommandé) doit être assez haut pour avoir un squelette qui ne passe que par les grands faisceaux commun chez tous les sujets > tbss_4_prestats 0.2 Cest ce fichier qui est utilisé pour les stats

18 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: statistiques TBSS Pour effectuer les statistiques il faut le fichier all_FA_skeletonized.nii.gz, une matrice de design et un fichier de contrastes. Extrait de : One recommended way of doing the stats is to use the randomise tool. For more detail see the randomise manual. Before running randomise you will need to generate a design matrix file, e.g., design.mat and contrasts file, e.g., design.con. You can use the script design_ttest2 in the simple case of a two-group comparison. Alternatively you can use the Glm GUI to generate these design matrix and contrast file s. randomise > Glm_gui

19 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS TBSS: plus encore… TBSS Avec TBSS on peut: Utiliser dautres mesures que la FA (e.g. Mean Diffusivity) Faire des études dassymétrie gauche-droite Et plus encore… Aller voir spécifiquement:

20 Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS Modélisation de croisements de fibres: BEDPOSTX Estimation dun modèle de croisement de fibres en chaque voxel. Temps dexécution: heures Résultats dans un répertoire FSL.bedpostX (voir Nest utile que pour faire de la tractographie. Sauter cette étape si seulement TBSS


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