拡散テンソル画像 チュートリアル Sonia Pujol, Ph.D. Surgical Planning Laboratory Harvard University Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -1- DTIチュートリアル このチュートリアルは Diffusion MR画像から Slicer3のソフトウェアを用 いて,重要な情報を抽出 する処理の紹介である. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -2- アウトライン このチュートリアルで扱う処理： •Diffusion MR画像の読み込み •拡散テンソルの推定 •白質の部分のtractography Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -3- アウトライン この処理において用いる,Slicer3.4で 提供される9つのモジュール 1. Data 2. Volumes 3. Diffusion Tensor Estimation 4. Diffusion Tensor Scalar Measurements 5. Editor 6. LabelMap Seeding 7. Fiber Bundles 8. Fiducials 9. Fiducial Seeding Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -4- データ詳細 このチュートリアルにおいて用いられるデータセット： -12個の勾配方向と2つの基準画像で得られた脳の拡散強調画像 →http://www.slicer.org/slicerWiki/index.php/Slicer3.4:Training#Software_tutorials Diffusion Sensitizing Gradients Sonia Pujol, PhD 拡散強調画像 National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -5- DTI処理の流れ DWIの取得 Sonia Pujol, PhD テンソルの計算 スカラーマップ 3D表示 National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -6- 起動 ・Linux/Mac ユーザー Slicer3.4のディレクトリ にあるSlicer3の実行ファイル を起動 ・Windows ユーザー 『スタート→ すべてのプログラム→ Slicer3 3.4 2009-05-21→Slicer3』 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -7- Slicer Welcome SlicerWelcomeモジュールは デフォルトモジュール →特徴 ・Slicer3のGUIの概観 ・データの読み込み,保存 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -8- Part 1: Si S 0 e Sonia Pujol, PhD bgˆi D gˆ i T Diffusionデータの 読み込みと テンソルの推定 National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -9- DWIデータの読み込み Fileメニューより,Add Volume モジュールを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -10- DWIデータの読み込み •DiffusionDatasetディレクトリを検索し, dwiDataset.nhdrを選択. •Applyをクリック. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -11- DWIデータの読み込み 2D viewerにおいて,diffusion datasetの基準画像のスライスを 表示 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -12- テンソルの推定 Modulesより,『All Modules → Diffusion Tensor Estimation』を選択. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -13- テンソルの推定 IOタグにおいて,以下を設定 •Input DWI Volume：dwiDataset •OutputDTIVolume：Create New Diffusion Tensor Volume •Output Baseline Volume ：Create New Volume Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center •Otsu Threshold Mask ：Create New Volume -14- テンソルの推定 •Estimation Parametersタグを開 き,Estimation Parameters欄においてLS ( Least Squares)を選択. •Applyをクリック. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -15- テンソルの推定 Background欄をクリックし,ボリュームデータ のリストを表示. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -16- テンソルの推定 •Diffusion Tensor Estimation Volumeは推定 されたテンソルのボリュームデータ. •Diffusion Tensor Estimation Volume 1は基 準画像. •Diffusion Tensor Estimation Volume 2 はテ ンソルのマスク画像(青色). Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -17- テンソルの推定 •LinkアイコンをOn状態 •Label Sonia Pujol, PhD にする(左クリック). 欄をNoneに設定. National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -18- テンソルの推定 Modulesツールバーより,Volumes 選択 Sonia Pujol, PhD を National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -19- テンソルの推定 Active Volume欄をDiffusion Tensor Estimation 1 に設定し,Displayを開く Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -20- テンソルの推定 スライダーを用いて,基準画像のWindow/Levelをコン トラストが適切になるよう設定 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -21- テンソルの推定 勾配なしで得られる基準画像のボリュームデータを閲覧. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -22- Part2: スカラー測定 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -23- スカラー測定 Modulesより,Diffusion→Diffusion Tensor Scalar Measurementを選択. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -24- スカラー測定 IOタグにおいて以下を設定： •Input DTI Volume：Diffusion Tensor Estimation Volume •Output Scalar Volume：Create New Volume •OperationタグのEstimation Parameterに おいて,Fractional Anisotropyを選択. Sonia Pujol, PhD •Applyをクリック. National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -25- 異方性比率(Fractional Anisotropy)ボリューム Slicer viewerのメニューアイコン より, Show label volume outlines を選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -26- 異方性比率(Fractional Anisotropy)ボリューム 異方性比率 異方性比率のボリュームデータ上に重 ね合わせたテンソルのマスク画像の輪 郭線を青色の線として表示. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -27- 異方性比率(Fractional Anisotropy)ボリューム 異方性比率の画像上でマウスポインタ を置くと,0から1の間の異方性比率値が Backgroundスライスにおける左下の部 分に表示される. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -28- Part 3: Tractographyに 基づいた 関心のある領域 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -29- ラベルマップの生成 Modulesより,Editorモジュー ルを選択 •VolumesタグにおけるSource Volume欄において,Diffusion Tensor Scalar Measurements Volumeを選択. •Name for label map volume欄にお いて, Workingと入力し, Create Label Mapをクリック. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -30- ラベルマップの生成 Slicer Viewerメニューアイコンより, Don’t Show label volume outlinesを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -31- ラベルマップの生成 •ToolsタグのLabelにおいて値を 2(ピンク)に設定し,Paintアイコン をクリック. •Active ToolのPaint欄に表示さ れるRadiusを2に設定し,サジタル 断面において,脳梁内部の関心の ある領域を手動で囲む. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -32- ラベルマップSeeding Modulesより,『All Modules → Labelmap Seeding』モ ジュールを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -33- ラベルマップSeeding IOタグにおいて,以下を設定： •Input DTI volume：Diffusion Tensor Estimation Volume •Input Label Map：Working •Output Fiber Bundle：Create New Fiber Bundle National Alliance for Medical Image Computing Sonia Pujol, PhD Neuroimage Analysis Center -34- ラベルマップSeeding •Seed Placementタグより, Seed Spacingを2 mmに設定. •Tractography Seeding Parametersタ グより,Stopping ModeをFractional Anisotropyに設定. (minimum tract length, maximum tract length, stopping value, stopping track curvatureはデフォルト の値で設定) •Label Definitionタグより,Set Seeding labelを2に設定. •Applyをクリック. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -35- ラベルマップSeeding •3DViewerにおいて,脳梁領 域の内部における神経束が 表示される. •カラーマップは神経束におけ る異方性比率の値を表す. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -36- ラベルマップSeeding Modulesより,『All Modules → FiberBundles』 モジュールを選択し, Displayタグ内のTubeタグをクリック. Visibilityのチェック欄に チェックを入れる. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -37- ラベルマップSeeding 神経束を異方性比率の値で色づ けされた管(チューブ)として表示. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -38- Part 4: 神経束の抽出・表 示 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -39- Fiducial Seeding Modulesより,Fiducialsモジュール を開く. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -40- Fiducial Seeding Fiducial ListをCreate New FiducialListに設定 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -41- Fiducial Seeding FiducialList欄をクリックし, Renameを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -42- Fiducial Seeding Seedと名前を入力し, Apply をクリック Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -43- Fiducial Seeding Seedのリストに基点を加えるた めに アイコンをクリック Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -44- Fiducial Seeding 3D Viewer内に基点SeedP1が現れる Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -45- Fiducial Seeding 上記の脳梁に位置づけられた帯 状束領域において基点を設置 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -46- Fiducial Seeding Seed-P1を選択 (tractograpyを行うためにこの基点を使用) Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -47- Fiducial Seeding Modulesより,『All Modules → FiducialSeeding』モジュールを開く Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -48- Fiducial Seeding Tractography Seeding from Fiducialタグより,以下を設定： •Select DTI Volume ：Diffusion Tensor Estimation Volume •Select FiducialList or Model：Seed •Output FiberBundleNode:Create New FiberBundle Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -49- Fiducial Seeding Stopping ModeをFractional Anisotropyに設定し, tractography パ ラメータの値を脳梁に使用した値に設 定： Stopping Value: 0.1 Stopping Track Curvature: 0.8 Integration Step Length: 0.8 mm Minimum Path Length: 10 mm Fiducial Seeding Step Size: 1.5 mm Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -50- Fiducial Seeding •基点Seed-P1からつながった神経束 を表示. •この神経束は,上記の脳梁における帯 状束の領域に関連している. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -51- Fiducial Seeding 基点Seed-P1をコロナル断面において, 左側の帯状束から右側の一致する帯 状束へ移動. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -52- Fiducial Seeding 移動後の新たな基点Seed-P1から追 跡された右側の帯状束を表示 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -53- Part 5: DTIシーン の保存 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -54- DTIシーン Modulesより,Dataモジュール を選択 このチュートリアルにおいて, 生成したボリュームデータ やモデルデータのリストを 表示 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -55- DTIシーンの保存 Fileメニューより,Saveを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -56- DTIシーンの保存 データを保存するためのディレクトリを Change Destination for All Selected から指定し,Save Selectedをクリック Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -57- DTIシーンの保存 Fileメニューより,Close Scene を 選択し,現在のシーンを閉じる. Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -58- DTIシーンの読み込み Fileメニューより,Load Sceneを選択し, 保存し たシーンデータSlicerScene1.mrmlのある ディレクトリを開く Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -59- DTIシーンの読み込み SlicerScene1.mrmlを選択し,Openをクリック Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -60- DTIシーンの読み込み Modulesより,Dataモジュールを選択 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -61- DTIシーンの読み込み このチュートリアルで行ってきた DTIシーンの要素を読み込む Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -62- 結論 このチュートリアルは Diffusion MR画像からSlicer3 のソフトウェアを用いて,重要 な情報を抽出する処理を紹介 するものである. [email protected] Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -63- 謝辞 National Alliance for Medical Image Computing NIH U54EB005149 Neuroimage Analysis Center NIH P41RR013218 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -64- 翻訳 スライド翻訳：木西 基 ** 監守：波多 伸彦 * * Surgical Plannninng Laboratory, Harvard Medical School ** 知的画像処理研究室, 立命館大学 Sonia Pujol, PhD National Alliance for Medical Image Computing Neuroimage Analysis Center -65-
© Copyright 2025 ExpyDoc
