【FSL】FDT pipelineを用いた標準空間（MNI空間）への位置合わせ

1. 目的
2. 必要なファイル
3. 実行
4. 実際に実行されているコマンド
5. 出力画像

1. 目的

• FDT pipelineを用いて、個人のDiffusion画像と標準空間（MNI空間）の構造画像の位置合わせ

2. 必要なファイル

必要なファイルは次の通り。

BEDPOSTXの使い方はこちら。

.
├── DTI.bedpostX  # BEDPOSTXの出力フォルダ
├── T1.nii.gz  # BET前のBrain 3D-T1WI (FNIRT用)
└── T1_brain.nii.gz  # BET後のBrain 3D-T1WI (FLIRT用)

これに加えて、b0画像から脳を抽出した画像、nodif_brain.nii.gz を DTI.bedpostX にコピーしておく必要がある。

3. 実行

ターミナル（端末）でfslと入力。

fsl

Windowが立ち上がったら、「FDT diffusion」を選択。

各項目ごとにファイルを選択。注意すべきことは次の通り。

• 「Main structural image」に指定する画像はBET後のBrain 3D-T1WI
• 「Non-betted structural」に指定する画像は、BET前のBrain 3D-T1WI
• Normal searchを「Full search」に変更

以上の設定ができたら、「Go」を選択して位置合わせを実行する。

4. 実際に実行されているコマンド

上記の操作を実行すると、ターミナル上にFSLのコマンドが生成され位置合わせが実行される。その時のコマンドは次の通り。

flirt -in DTI.bedpostX/nodif_brain \
    -ref T1_brain.nii.gz \
    -omat DTI.bedpostX/xfms/diff2str.mat \
    -searchrx -180 180 -searchry -180 180 -searchrz -180 180 \
    -dof 6 -cost corratio

convert_xfm -omat DTI.bedpostX/xfms/str2diff.mat \
    -inverse DTI.bedpostX/xfms/diff2str.mat

flirt -in T1_brain.nii.gz \
    -ref /opt/fsl/data/standard/MNI152_T1_2mm_brain \
    -omat DTI.bedpostX/xfms/str2standard.mat \
    -searchrx -180 180 -searchry -180 180 -searchrz -180 180 \
    -dof 12 -cost corratio

convert_xfm -omat DTI.bedpostX/xfms/standard2str.mat \
    -inverse DTI.bedpostX/xfms/str2standard.mat

convert_xfm -omat DTI.bedpostX/xfms/diff2standard.mat \
    -concat DTI.bedpostX/xfms/str2standard.mat DTI.bedpostX/xfms/diff2str.mat

convert_xfm -omat DTI.bedpostX/xfms/standard2diff.mat \
    -inverse DTI.bedpostX/xfms/diff2standard.mat

fnirt --in=T1.nii.gz \
    --aff=DTI.bedpostX/xfms/str2standard.mat \
    --cout=DTI.bedpostX/xfms/str2standard_warp \
    --config=T1_2_MNI152_2mm

invwarp -w DTI.bedpostX/xfms/str2standard_warp \
    -o DTI.bedpostX/xfms/standard2str_warp \
    -r T1_brain.nii.gz

convertwarp -o DTI.bedpostX/xfms/diff2standard_warp \
    -r /opt/fsl/data/standard/MNI152_T1_2mm \
    -m DTI.bedpostX/xfms/diff2str.mat \
    -w DTI.bedpostX/xfms/str2standard_warp

convertwarp -o DTI.bedpostX/xfms/standard2diff_warp \
    -r DTI.bedpostX/nodif_brain_mask \
    -w DTI.bedpostX/xfms/standard2str_warp \
    --postmat=DTI.bedpostX/xfms/str2diff.mat

5. 出力画像

処理が終わると、BEDPOSTXの出力フォルダ（DTI.bedpostX）に位置合わせの出力ファイルが保存される。

DTI.bedpostX/xfms/
├── diff2standard.mat
├── diff2standard_warp.nii.gz
├── diff2str.mat
├── eye.mat
├── standard2diff.mat
├── standard2diff_warp.nii.gz
├── standard2str.mat
├── standard2str_warp.nii.gz
├── str2diff.mat
├── str2standard.mat
└── str2standard_warp.nii.gz

著者情報： 斎藤 勇哉

順天堂大学医学部 大学院医学研究科 放射線診断学講座所属
脳MRI 画像解析が専門であり、テーマは①神経変性疾患の機序解明、②医用人工知能の開発、③多施設データのハーモナイゼーション、④速読が脳に与える影響や学習効果、⑤SNS解析を用いたマーケティング戦略の改善。
医療分野に関わらず、自然言語処理・スクレイピング・データ分析・Web アプリ開発を得意とし、企業や他大学の研究を支援。
主な使用言語は、Python、Shell Script、MATLAB、HTML、CSS