MRtrix3

Por lo menos hasta septiembre 2014, mrtrix3 está todavía en beta y en continua evolución. Su documentación está https://github.com/jdtournier/mrtrix3/wiki.

OJO: El default es mrtrix versión 2, para usar las herramientas de la versión 3 debemos ejecutar en cada nueva terminal:

mrtrix3

... y es recomendable que entonces también usemos la versión 5 de fsl , del cual el default es la versión 4. Igualmente, en cada terminal nueva:

fsl5

En el laboratorio tenemos algunos scripts para facilitar algunos pasos. Se describe a continuación el flujo a seguir para realizar ACT y SIFT. Asumimos que partimos de imágenes que se les hizo ya BET y eddy_correct.

Se sugiere consultar la https://github.com/jdtournier/mrtrix3/wiki/MRtrix-0.2-equivalent-commands.

Pre-procesamiento

Para garantizar que la amplitud de las FOD no esté modulada por inhomogeneidades de B1, y para estandarizar las unidades con la que se miden (en lugar de arbitrarias, que sean un porcentaje de las imágenes b=0), tenemos el script inb_mrtrix3_preproc.sh . A manera de ejemplo:

1. Obtener una máscara. Primero debemos extraer el primer volumen y luego correr bet.

fslroi dti_ec.nii.gz b0 0 1

bet b0.nii.gz b0 -m -n -f 0.25

2. Ahora sí corremos el script de preprocesamiento de mrtrix3

inb_mrtrix3_preproc.sh dti_ec.nii.gz dti_ec_encoding.b 1000 b0_mask.nii.gz proc

Este paso es tardado, suficiente para un café. Una vez concluido, generará los siguientes resultados:

• proc_mask.nii.gz Una máscara del cerebro que trata de minimizar la periferia ruidosa del cerebro. No es perfecta, pero es mejor que la previa.
• proc_dwi_biasCorr_ratios.nii.gz Uno de los dos resultados principales. Son las imágenes DWI pero (a) corregidas por inhomogeneidades de B1 y con unidades [0 1].
• proc_avDWI_ratios.nii.gz El promedio temporal del archivo proc_dwi_biasCorr_ratios.nii.gz . Util para usar como fondo anatómico en mrview.
• proc_dwi_bias_field.nii.gz El factor de compensación B1 aplicado a las imágenes DWI originales.
• proc_response.txt El otro resultado importante. Es la response_function a utilizar para realizar CSD. Usando cat proc_response.txt podemos ver el contenido. En este ejemplo es 1.759339452 -0.5281734467 0.1055925936 -0.01716192625 0.0004632802156. El script usará lmax tan alto como los datos lo soporten, por lo que el número de coeficientes puede variar, pero los rangos de los valores deben ser similares a éstos.

Deconvolución esférica de la señal DWI

Como vemos al final del script anterior, obtener los FODs es ahora trivial:

dwi2fod -grad dti_ec_encoding.b -mask proc_mask.nii.gz proc_dwi_biasCorr_ratios.nii.gz proc_response.txt proc_FOD.nii.gz

Anatomically constrained tractography (ACT)

Para poder realizar ACT necesitamos una imagen en donde se segmente los tejidos de acuerdo a

(1) s. gris cortical,

(2) s. gris subcortical,

(3) s. blanca,

(4) LCR

(5) tejido patológico. A esta convención mrtrix3 la llama un archivo 5TT (5-tissue type) y es necesario para correr ACT y SIFT. Lo ideal sería tener imágenes DWI corregidas mediante obtención reversa de fase, y co-registrar imágenes T1 de las cuales podemos derivar este archivo 5TT, pero en caso de no tenerlo, podemos usar un script que trabaja únicamente en espacio DWI:

inb_mrtrix3_create_5TT_from_DWI.sh <fa[.gz]> <adc[.gz]> <output5TT.nii[.gz]>

Como no tenemos aún los archivos de FA ni ADC, podemos usar inb_mrtrix_proc.sh con el switch -noCSD para generarlos.