Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS

Présentation au sujet: "Traiter les images de diffusion du centre IRMf avec FSL et TBSS"— Transcription de la présentation:

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

2 Les images de diffusion du centre IRMf
sujet_anat01.nii (1x1x1mm3) anatomie, T1 sujet/ anat01/ sujet_diffusion/ sujet_dw.nii (1.89x1.89x2.33mm3) diffusion, 80 directions sujet_dwi.nii + 8 images T2 (b=0) sujet_t2_multi.nii 8 images T2 (b=0) sujet_t2.nii Moyenne des 8 images T2 (b=0) bvals … bvecs …

3 FSL http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/ IRM fonctionnelle
IRM anat, segmentation, VBM IRM diffusion : FMRIB’s diffusion Toolbox: FDT Tract-Based Spatial Statistics: TBSS Deux tutoriaux: Une note Cette présentation:

4 Masque du cerveau et BET
FSL Masque du cerveau et BET sujet_dwi.nii nodif.nii sujet_t2.nii nodif nodif_brain Valeur par défaut: 0.5 Probablement à baisser ( ) A vérifier avec FLSVIEW

5 FSLView FSL File-> Add File-> Open options affichage
transparence

6 Correction des mouvements et des distorsions: Eddy Current
FSL Correction des mouvements et des distorsions: Eddy Current 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 Estimation des tenseurs: DTIFIT
FSL Estimation des tenseurs: DTIFIT 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 valeurs propres diffusivité moyenne mode d’anisotropie (-1:oblate, 0: isotrope, 1:prolate) b=0 vecteurs propres

8 FSL FSLView: FA

9 FSL FSLView: MD

10 FSLView: 1er vecteur propre, carte RGB

11 FSLView: 1er vecteur propre, direction

12 TBSS: tract-based spatial statistics - concept
Val max FA1 recalage Squelette ‘standard’ Représente le centre des grands faisceaux (communs à tous les sujets) FA2 Pour chaque voxel du squelette: une valeur par sujet Suj 1 Suj 2 Suj 3 Voxel 1 Voxel 2 Voxel N … FA3

13 TBSS: tract-based spatial statistics - méthode
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 TBSS: préparation des sujets
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 d’un répertoire FA/ quicontient les images préparées, et d’un répertoire origdata/ qui contient les images originales.

15 TBSS: recalage On reste dans le répertoire TBSS/
Il faut exécuter le script suivant: > tbss_2_reg –T ou: > tbss_2_reg –t target > tbss_2_reg –n Tous les sujets sont recalés sur le template FMRIB58_FA Temps de calcul: (NB_sujets x 10) mn Recommandé Les sujets sont recalés sur l’image ‘target’ Comment choisir la cible ? Les sujets sont recalés sur le sujet ‘optimal’ Temps de calcul: (NB_sujets2 x 5) mn Recommandé si on a une population spécifique, e.g. de jeunes enfants

16 TBSS: squelette et espace de référence
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 l’espace FMRIB58_FA et utilise squelette précalculé.

17 TBSS: calcul du squelette valué
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 C’est ce fichier qui est utilisé pour les stats

18 TBSS TBSS: statistiques 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 files. “ > Glm_gui

19 TBSS: plus encore… Avec TBSS on peut:
Utiliser d’autres mesures que la FA (e.g. Mean Diffusivity) Faire des études d’assymétrie gauche-droite Et plus encore… Aller voir spécifiquement:

20 Modélisation de croisements de fibres: BEDPOSTX
Estimation d’un modèle de croisement de fibres en chaque voxel. Temps d’exécution: heures Résultats dans un répertoire FSL.bedpostX (voir N’est utile que pour faire de la tractographie. Sauter cette étape si seulement TBSS