MODULE DE DIFFUSION

MODULE DE DIFFUSION
Précédent	Chapitre 2. BRAINVISA

INTRODUCTION

Ce chapitre a pour objectif de vous guider à travers les différentes étapes qui vous permettront de traiter vos données de diffusion.

Les différentes étapes seront les suivantes :

IMPORTATION DES DONNEES : étape indispensable pour que vos données soient reconnues par BrainVISA.
DTI PIPELINE : étape permettant de réaliser la correction des distorsions, de créer un masque du cerveau à partir de la T2, de calculer les tenseurs de diffusion et de générer un ensemble de cartes (ADC, FA, Volume Ratio, RGB ....).
FASCICLES TRACKING PIPELINE : reconstruction de faisceaux à partir d'une ou plusieurs ROIs et des données de diffusion.
OPTION TRANSFORMATION DES FAISCEAUX : pour affiner la sélection des faisceaux reconstruits à l'étape précédente, vous pouvez utiliser des ROIs associées à des règles de sélection ou encore les redécouper.
OPTION ANALYSE DES FAISCEAUX : traitement vous permettant de réaliser une analyse quantitative des faisceaux.

EXEMPLE : SUBJECT1

ETAPE 1 : IMPORTATION DES DONNEES (IRM de diffusion)

Cette étape est obligatoire afin d'utiliser BrainVISA avec son organisation des données. Si vous êtes prêt à réaliser cette étape, cela suppose d'une part que vous disposez des données de diffusion et d'autre part que votre configuration de BrainVISA contient au moins une base de données.

Pour importer des données de diffusion :

Ouvrez le traitement Gestion des données => Importation => Diffusion => importation d'une IRM de diffusion (séquence SHFJ, scanner GE).
Sélectionnez les données à importer avec l'icône .
Sélectionnez les sorties avec la loupe rouge du paramètre output.

Figure 2.6. Importation des données de diffusion

APPLICATION : importez les données de diffusion de subject01 (data/data_no_processed/subject01/diffusion_data) dans votre base de données.

NOTE : le choix du traitement d'importation est fonction de vos données. Pour des données GE, non acquises au SHFJ, vous auriez choisi Gestion des données => Importation => Diffusion => importation d'une IRM de diffusion (séquence GE).

ETAPE 2 : DTI PIPELINE

Pour lancer le pipeline de diffusion :

Ouvrez le traitement Diffusion => DTI Pipeline.
Sélectionnez l'IRM T2 de diffusion à analyser via la loupe verte.
Tous les autres paramètres doivent se remplir automatiquement.
Lancez l'exécution.

Figure 2.7. Utilisation du pipeline de diffusion

APPLICATION : lancez le pipeline de diffusion sur les données de subject01.

ETAPE 3 : FASCICLES TRACKING PIPELINE

Cette étape permet de réaliser de la tractographie à partir de ROIs et des données de diffusion. La première étape de ce pipeline sera donc de dessiner les ROIs à moins que cela ne soit déjà fait. Positionnez-vous dans Diffusion => Fascicles tracking pipeline.

A partir de ROIs déjà dessinées

Cochez DTI simple Tracking.
Utilisez la session_demo se trouvant dans data/database_brainvisa/demo/subject01/diffusion/session_demo/.
Sélectionnez la T2 de diffusion dans votre base de données grâce à la loupe verte dans le paramètre t2_diffusion.
Lancez le pipeline.

Figure 2.8. Utilisation du fascicles tracking pipeline

APPLICATION : utilisez les ROIs de la session session_demo, de la base database, du protocole demo et du subject01 subject01/diffusion/session_demo/subject01_session_demo_regions.arg 
dans votre base de données en respectant l'arborescence et en vérifiant le noms de fichiers (si vous les avez recopiés et renommés). Puis lancez la tractographie avec les variantes suivantes :
points_per_voxel = 5
max_angle = 45 puis 20
Changez le nom du fichier de faisceaux (bundles) pour chaque nouvel essai.

Si vous devez dessiner des ROIs

Pour dessiner les ROIs :

Cochez uniquement le traitement ROI drawing.
Sélectionnez l'image sur laquelle vous souhaitez dessiner vos ROIs en utilisant la loupe verte, sélectionnez par exemple la carte RGB.
Organisez vos trackings en sessions, c'est à dire qu'il est possible de ranger dans des sous-répertoires vos résulats de tracking (ROIs et faisceaux). Grâce à la loupe rouge du paramètre ROI, sélectionnez le protocole, le sujet puis créez une session, par exemple session1. Plusieurs noms de fichiers de ROIs sont listés, pour plus de clarté dans vos données, choisissez subject01_session_demo_regions.arg.
Nous pouvons maintenant sélectionner le module ROI d'Anatomist en cliquant sur le bouton Show dans le bas de l'interface. A présent pour dessiner, activez la région région (vérifiez qu'elle soit sélectionnée) dans l'interface ROI d'Anatomist, puis réglez votre pinceau comme nécessaire dans l'onglet paint. Vous pouvez maintenant dessiner, lorsque vous avez fini, faites : ROI managment => File => Save As. Vos ROIs sont à présent sauvegardées dans votre base de données BrainVISA.

APPLICATION : dessinez des ROIs dans une nouvelle session puis lancez la tractographie comme dans la section précédente.

NOTE : les faisceaux reconstruits sont stockés dans le format .bundles.

NOTE : dans une utilisation plus avancée des outils, nous aurions pu utiliser des ROIs dessinées à partir d'une IRM T1. Pour appliquer ces ROIs sur nos données de diffusion, nous aurions dû nous assurer que ces ROIs soient déjà recalées avec nos données de diffusion ou donner cette information dans le paramètre starting_point_transformation sous forme de fichier .trm. Mais attention les données de diffusion présentent de fortes distorsions.

ETAPE 4 : OPTION TRANSFORMATION DES FAISCEAUX

Cette étape vous permettra d'affiner votre sélection de faisceaux :

=> Vous pouvez à partir d'un ensemble de faisceaux reconstruit avec le traitement DTI simple Tracking (fichier bundles) réaliser une sélection sur ces faisceaux en utilisant d'autres (ou les mêmes) ROIs associées à un fichier de règles.

Figure 2.9. Sélection de faisceaux à partir de ROIs et de règles

Pour lancer cette sélection :

Ouvrez le traitement Diffusion => Fascicles tracking pipeline.
Sélectionner l'IRM T2 de diffusion à analyser via la loupe verte.
Cochez uniquement le traitement Diffusion Transformation des Faisceaux.
Placez-vous dessus.
Remplissez les paramètres en fonction de votre session de travail pour la diffusion.
Lancez l'exécution.

APPLICATION : lancez une sélection à partir des régions diffusion/session_demo/selection_A_B_C_D_E.arg, du fichier de règles diffusion/session_demo/selection_DE.brules et du tracking précédent.

=> Vous pouvez également découper votre faisceau (ou vos faisceaux) à partir de ROIs.

Figure 2.10. Découpage de faisceaux à partir de ROIs

Pour lancer ce découpage :

Ouvrez le traitement Diffusion => Fascicles tracking pipeline.
Sélectionnez l'IRM T2 de diffusion à analyser via la loupe verte.
Cochez uniquement le traitement Diffusion Transformation des Faisceaux.
Placez-vous dessus.
Remplissez les paramètres en fonction de votre session de travail pour la diffusion.
Lancez l'exécution.

APPLICATION : lancez un découpage à partir des régions diffusion/session_demo/selection_A_B_C_D_E.arg et du tracking précédent.

NOTE : consultez la documentation associée au traitement Diffusion => tracking => Diffusion Bundles Transformation.

ETAPE 5 : OPTION ANALYSE DES FAISCEAUX

Ce traitement permet d'obtenir des indications sur les tailles, moyennes ..... des bundles. Un fichier .features, contenant ces informations, est généré.

Figure 2.11. Analyse de faisceaux

Pour lancer cette analyse :

Ouvrez le traitement Diffusion => Fascicles tracking pipeline.
Sélectionner l'IRM T2 de diffusion à analyser via la loupe verte.
Cochez uniquement le traitement Diffusion Analyse des Faisceaux.
Placez-vous dessus.
Remplissez les paramètres en fonction de votre session de travail pour la diffusion.
Lancez l'exécution.

Pour visualiser le fichier .features avec son outil, cliquez sur l'icône .

Figure 2.12. Visualisation des caractéristiques des faisceaux

APPLICATION : lancez cette analyse sur les faisceaux que vous avez générés.

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