diffusion tensor MRI

diffusionのMPG (motion probing gradient)を一方向、例えばX方向に印可したときに得られる情報はx方向の拡散の早さです。もしy方向に書ければy方向の拡散速度がえられます。こうして複数の方向に書けたデータたからはどの方向に一番拡散が早いかを知ることができます。この一番早い拡散方向をλ1として、その垂直成分で次に早い方向をλ2、その2軸に垂直方向がλ3となります。神経線維ではλ1の方向ベクトルをつないでいくと神経線維をconputer graphicsで表すことができます。この画像をfiber. trackingといいます。fiber trackinを行うソフトとしてはいかのものがあります。

無料のfiber trackingソフトウエア(2025.05.11 chatGPT)

1. MRtrix3

特徴：先進的なファイバートラッキング（特に CSDベース）に強い
対応：DTI・HARDI・FODs（球面分解能）など広範囲
動作環境：Linux / macOS / Windows（WSL）
可視化：mrview で3Dトラクト表示可能
学術利用実績：非常に多い
URL：https://www.mrtrix.org/

2. DSI Studio

特徴：GUIベースで初心者にも扱いやすい。Fiber tracking・connectome対応
対応：DTI、DSI、GQIなど様々な拡張モード
動作環境：Windows / macOS / Linux
出力：トラクト画像、統計解析、connectome matrix など
URL：http://dsi-studio.labsolver.org/
manual_mristudio, fiber_tracking_youtube

3. 3D Slicer + SlicerDMRI 拡張

特徴：汎用3D医用画像ツール「3D Slicer」に拡張モジュール「SlicerDMRI」を追加する形
対応：DTI解析、Tractography、FAマップ生成など
GUI：あり、視覚的に操作しやすい
URL：
- 3D Slicer: https://www.slicer.org/
- SlicerDMRI: https://dmri.slicer.org/

4. FSL (FMRIB Software Library)

モジュール：FDT（FMRIB’s Diffusion Toolbox）
機能：ベイジアン推定に基づくファイバー推定・Probabilistic Tractography（probtrackx）など
可視化：FSLeyes などでトラクト表示可
URL：https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FDT

🔧 比較表（簡易）

ソフト名	GUI	高度な解析	学習コスト	プラットフォーム
MRtrix3	◯	◎	中〜高	mac / Linux / Win(WSL)
DSI Studio	◎	◯	低	mac / Win / Linux
3D Slicer	◎	◯	中	mac / Win / Linux
FSL	△CLI中心	◎	中〜高	mac / Linux

🎯 初学者向けのおすすめは？

まず使ってみたい → DSI Studio
将来的に高度な解析（球面分解能・multi-shellなど）を行いたい → MRtrix3
医学・臨床でGUI中心に作業したい → 3D Slicer

データの変換とMPGのtable listの出力

MRIcloGLを利用してdicomからniflti形式に変換するときにMPGのリストが同時に出力されます。MRIcroGLでトップメニューからimport DICOM to niftiを選択します。

変換するデータフォルダを指定して実行すると、.bvalおよび、.bvecが出力されます。このデータを利用してDTIを処理していきます。

骨格筋についてもFiber Trackingを利用して筋繊維の画像化が行われています。2018 NMR Biomedicineに掲載されたB M Damonらの報告はその一つです。Tohoku J. Exp. Med., 2022に掲載されたT Suganoらは咬筋線維を描出しています。