DiffuSmart - V0.40
磁共振弥散分析
DiffuSmart集成了磁共振弥散图像处理中常用的多种工具与模型，极大地简化了弥散数据的处理、分割、配准、重建、查看以及数据统计分析流程。
近期，由于工作需求，我深入研究了磁共振弥散技术。在这一领域，众多先驱者已经开发了多种弥散算法与模型，同时，诸如FSL、DKE、Dipy等免费及开源软件包也层出不穷。然而，大多数软件倾向于以图像浏览为核心，将数据处理功能整合到界面中，这种设计模式似乎不利于快速开发和功能的灵活扩展，导致功能相对单一。另一方面，像FSL这类依赖命令行操作的工具，虽然功能丰富且强大，但操作流程繁琐，且主要适用于Linux系统，对于广大医学从业者来说，其复杂性和使用便捷性都构成了一定的挑战。因此，我决定开发一款适合自己需求的弥散处理软件。
该软件应该以什么架构进行设计，一直是比较困扰我的一个问题。25年1月，特斯拉新款Model Y的发布让我眼前一亮——该车型摒弃了传统的转向与换挡拨杆设计。这个设计突然启发了我，我决定采取极简主义设计理念，将软件主体精简为仅负责弥散文件管理，而将所有弥散数据处理功能均设计为可插拔的插件形式。这些插件将作为处理引擎，使弥散数据在其中流转，直至完成处理、分割、配准、重建、查看及数据统计分析等一系列任务。基于这一思路，我设计出了一款弥散软件，取名叫DiffuSmart。
DiffuSmart的插件化设计使得新功能的扩展变得非常简单。只需将新插件复制到指定目录，即可无缝融入软件体系，并与现有模块协同完成弥散处理。这样一来，新增功能的开发就转化为插件设计工作，无需对现有软件系统进行大幅调整。这种设计不仅加速了开发进程，还避免了对现有软件逻辑与程序的干扰，从而实现了功能的灵活拓展。DiffuSmart可以不断吸纳更多弥散处理模型，从而持续扩充其功能。
DiffuSmart从v0.40版本起，支持将第三方命令行程序直接形成插件，并接入DiffuSmart处理流程。使用者并不需要有编程基础，只需要会使用第三方命令行软件，进行简单文本定义，就可以将第三方程序，如:FSL等纳入DiffuSmart的生态。
参考处理时间
插件（已包含在安装包中）
文件管理
DICOM -> NII
将DICOM转为nifty文件
导入文件
将指定文件拷贝到工作目录
导出文件
将工作目录中的文件拷贝到指定文件夹
删除文件（队列）
删除选中的数据文件，不是立即删除，会进入任务列表排队
重命名文件
将文件进行重新命名
nii.gz/nii 互转
将nii.gz转为nii文件或是将nii转为nii.gz
任务编辑器
批处理任务编辑器
刷新目录
刷新工作目录下文件
定位文件
打开选中的文件所在的文件夹
打开文件
用系统默认的程序，打开选中的文件
删除文件
删除选中的目录及数据
数据查看
NII查看器
选中一个或多个NII文件，进行查看
Horizon查看器
使用Horizon来观察弥散相关数据
DTI 椭球体可视化
观察DTI椭球体
梯度向量可视化
梯度向量可视化
彩色图像查看器（FA）
彩色弥散相关图像显示
数据处理
NII 重采样
将NIfTI文件的体素进行重采样
LPCA去噪
使用Local PCA进行图像去噪
MPPCA去噪
使用Marcenko-Pastur PCA进行图像去噪
NLMeans去噪
使用NLMeans进行图像去噪
自监督去噪
统计独立性自监督去噪
运动校正
按照B0图像，校正其他容积图像运动
消除吉布斯伪影
去掉图像中的吉布斯伪影
高斯平滑
将DWI数据，进行高斯平滑处理
中值滤波
将DWI数据，进行中值滤波处理
3D仿射配准
通过最大化两幅3D图像的互信息来计算仿射变换以配准噪
根据仿射文件配准
根据已经存在的仿射文件，进行3D或4D图像仿射变换配准
数据分割
蒙片编辑&统计
手动创建或编辑已有蒙片，并对ROI进行统计分析
颅脑分割（蒙片）
采用中值Otsu算法,将脑分割出来，并生成NII文件蒙片
阈值蒙片
通过设定分割阈值，生成NII蒙片
抽取层面
将NII数据，抽取部分层面
抽取图像(B值)
从DWI NII数据抽取指定B值图像，形成一个新的NII文
抽取图像(序号)
从DWI NII数据抽取指定序号图像，形成一个新的NII文件
平均弥散(B值)
对同一个B值的弥散图像进行算数平均，去掉弥散方向信息
数据重建
ADC
ADC表观弥散模型计算
IVIM
IVIM（体素内不相干运动）模型计算
SEM
SEM 拉伸指数模型计算
DTI
DTI模型计算
DTI-ALPS
DTI-ALPS 类淋巴模型计算
DKI
DKI模型计算
WMTI
WMTI白质纤维束完整性模型计算
MAP-MRI
平均表观传播(Mean Apparent Propagator)模型计算
NODDI
神经突方向离散度和密度成像(NODDI)模型计算
SANDI
胞体与神经突密度成像(SANDI)模型计算
RSI (Beta)
限制性谱成像(RSI)模型计算
FWDTI
自由水消除弥散张量模型(FWDTI)模型计算
三方插件
Bet
使用FSL中Bet2命令进行颅脑蒙片
BNEddy
使用DiffusionKit的bneddy软件进行涡流和头动校正
安装
● 下载ZIP软件包，解压缩
● 无需安装，直接运行 DiffuSmart.exe
使用说明
NII查看器+蒙片编辑&统计插件
## 图像区操作 ##
1. 放大图像：图像右侧（1/5区域），按下鼠标左键，上下移动。
2. 移动图像：图像右下角，按下鼠标左键，上下左右移动。
3. 调整图像窗宽和窗位：图像左侧（4/5区域），按下鼠标左键，上下左右移动。
4. 切换图像层面：载入的多层图像，滚动鼠标滚轮进行切换。
5. 切换不同类型和B值图像：通过键盘上的上、下、左、右按键。
## ROI鼠标勾画 ##
1. 添加ROI区域：按住Control键，按下鼠标左键，移动鼠标，添加ROI区域
2. 删除ROI区域：按住Shift键，按下鼠标左键，移动鼠标，删除ROI区域
## 特殊 ##
根据局部像素设置窗宽和窗位：按住Control健，按下鼠标中键，会根据鼠标周边100个像素，设置整图窗宽和窗位，用于图像有异常值，导致窗宽和窗位无法调整的情况。
按住Shift健，按下鼠标中键，恢复默认窗宽和窗位设置。
更新历史
2025.2.3 v0.10
- 原始版本
2025.2.15 v0.20
- 升级主程序，支持多核CPU计算
- DKI v0.20 多核插件
- MAP v0.20 多核插件
- IVIM V0.20 多核插件
- WMTI V0.20 多核插件
- 运动校正 v0.20 多核插件
- 修复自监督去噪插件Bug
- 增强主程序任务管理功能（可删除运行中的任务，一次删除多个任务，包括已完成或是错误任务）
2025.3.8 v0.30
- 修改和增加插件
- DKI v0.21 DKI模型增加Tensor图(可以用DKI的tensor来计算ALPS)
- FWDTI V0.10 增加自由水消除DTI模型
- RSI V0.10 增加限制谱模型
- 导出文件 v.010 将工作目录中的文件拷贝到指定文件夹
- 升级主程序，支持简单批处理
- 可以将已完成图像处理流程标保存为批处理文件（job）
- 可以载入保存的批处理文件（job），自动化完成图像处理
2025.5.1 v0.40
- 修改和增加插件
- DICOM -> NII v0.11 增加json信息，可以选择是否生成DICOM相关json信息
- 删除文件(队列) V0.10 增加任务队列中的删除文件功能，用于方便批处理使用
- 重命名文件 v0.10 增加将文件进行重新命名
- nii.gz/nii 互转 v0.10 增加将nii.gz转为nii文件或是将nii转为nii.gz
- 任务编辑器 增加将保存的任务进行编辑，从而拓展到不同目录的数据
- DiffuSmart的通用插件 支持将第三方命令行程序直接接入DiffuSmart软件生态