DTI教程01-DTI简介及软件安装

【01】DTI简介及软件安装

DTI教程01-DTI简介及软件安装

弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)是3D Slicer的进阶应用,熟练应用需要有一定的基础,经过一年多Slicer基础应用的普及,目前关注人数已经超过4000人,加之数据转换的突破,现打算写一下DTI的系列教程,限于水平有限,不对之处请大家批评指正。教程得到BWH留学的张帆博士、吴烨博士的技术支持,以及3DSlicer交流群同仁们数据及经验的分享,使得一些关键问题得到解决。在此表示由衷的感谢! 

前 言

(Foreword)

大脑的解剖结构与功能复杂。神经纤维束的走行和分布与行为、功能的关系一直是脑科学关注的核心问题,也是临床神经病学的定位和定性的基础。

DTI是唯一可显示活体脑白质纤维束的无创性成像技术,能够立体、直观的显示纤维束的走形变化及位置毗邻关系,从而为了解每个神经纤维束在运动、感觉、视觉信息的整合、语言、习惯、情绪、行为、认知、记忆、整合等功能中打下基础。对脑功能精准定位和临床制定诊疗计划有重要的指导意义,尤其在功能神经外科领域有着广泛的应用前景。

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弥散张量成像

(Diffusion tensor imaging,DTI)

DTI的物理学原理是基于水分子弥散。弥散是水分子的随机不规则的自由运动 – 布朗运动,是最基本的物理现象之一,如水分子的运动不受任何限制,那么这个三维运动在各方向的运动是相等的,这种弥散称为各项同性。在人体组织中,水分子的运动由于受到组织细胞结构的影响,在各个方向上弥散程度是不同的,具有方向依赖性,即具有各向异性。

弥散张量成像技术(DTI)是在弥散加权成像基础上发展起来的一种核磁共振成像技术,弥散张量描述了每一个方向上水分子的移动及在这些方向上水分子移动的相关性,利用水分子弥散的各向异性来追踪神经纤维的走行以评价组织结构的完整性,可使用各向异性分数(FA)来对其量化。

FA(各向异性分数)是指水分子张量各向异性成分占整个扩散量的比例,为最常用的参数,FA对较低的各向异性敏感,其大小与髓鞘的完整性、纤维密度及走向一致性有密切关系,能够反映脑白质纤维束是否完整。

DTI属于脑功能成像,DTI采集的是水分子在三维空间内的运动信息,可以定量分析组织内水分子的弥散特性,能够测量白质纤维的微观结构特性,确定白质纤维束的空间排列方向,定量评价脑白质的各项异性,主要用于脑白质传导束的观察、追踪,脑发育和脑认知功能的研究,利用3DSlicer软件进行三维重建显示脑内主要白质纤维束,辨认脑内白质纤维束的解剖,包括联络纤维如弓状纤维、扣带束、上纵束、下纵束、上额枕束、下额枕束、前联合、后联合,小脑中脚等;投射纤维如:皮质脊髓束、胼胝体侧束、皮质小脑束、皮质脑桥束、皮质核束、脊髓丘脑束、脊髓小脑束等。

3D Slicer软件安装

(www.slicer.org)

3D Slicer是免费开源影像处理平台,用于分析、处理、可视化医学影像数据,Slicer可在64位Windows7、Windows8、10,Mac OS X(10.7及更高版本)以及各种Linux发行版上运行。

下载网址为:

https://download.slicer.org

如下载困难可以在3DSlicer中国社区网站进行下载:

https://www.slicercn.com

软件安装之后界面如下:

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扩展模块安装

(Extensions Manager)

在扩展模块管理器中安装下面三个扩展模块,安装后重启软件即可。

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      作者      
  • 曹玉福:鹤岗市人民医院神经外科

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未完待续……

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