功能磁共振數據處理通常流程


      通常基於MATLAB平臺使用SPM工具包進行處理。因爲SPM操做較爲複雜,不適合批處理,於是有不少實驗室開發了一系列基於SPM的工具包,也即開發界面,調用SPM功能實現操做計算。具體的工具包會再另外一篇裏詳述。本部分主要進行流程簡述。算法

1、預處理工具

0.刪除Slice:爲了防止初期設備不穩定,刪除最初的幾張slice(4-10);不過如今機器都有預熱時間,開始試驗後都已經進入穩定工做狀態,這步也可不作。orm

1.時間校訂 (slice timing) 開發

      因爲磁共振圖像採用層層掃描,層與層之間保留必定的間隔,可是這也很難避免相鄰兩個層面之間的影響。爲保證採集到數據的準確性及數據的空間分辨率,常採用間隔掃描的方法,即首先採集 1,3,5……層,而後對2,4,6……層進行採集。但不管是隔層掃描仍是連續掃描,任意兩層的採集時間是不相同的,一般採集一個體(volume)須要一個TR 的時間。尤爲是間隔掃描,這使得連續兩層之間相差 TR/2的時間。在進行靜態磁共振數據處理分析的時候,這樣一個時間段會產生很大的影響,須要對每一個體的時間進行校訂,也就是將每一個體的全部時間有同一個時間點。||注意:在設置的時候,要檢查一共掃了多少層,若是是奇數層(如33)順序應爲1:2:33,2:2:32,中間層爲33;如果偶數層(如28),則爲 2:2:28,1:2:27,中間層爲28.io

2.頭動校訂(head motion correction)模板

     spm 軟件對數據的頭動處理主要是將第一幅圖像(?存疑:是否應該是中間層?)做爲基準圖像,而後經過旋轉或平移等剛性變換將時間序列上的其它圖像與第一幅圖像的位置匹配,而後用內插值算法對這系列的圖像進行從新採樣。此步會生成頭動的位置變化和角度變化圖,以及頭動文件,包含六列參數。可視化

3.圖像配準(coregister)原理

       將一我的的圖像配準到一塊兒,如功能像配到本人的結構像上。要求將圖像進行配準,使得格式大小統一。軟件

4.空間標準化(normalization)方法

  每一個人的大腦的形狀和大小均有差別,空間標準化就是爲了在以後的研究中能夠對大量病人的數據進行統一處理和統計分析,於是須要將圖像進行空間標準化。功能像的空間標準化有兩種方式:①直接將功能像匹配到標準腦模板(EPI)②先將每一個人的功能像匹配到其結構像(MPR)中,再進行標準化。具體過程在工具包操做中講,具體原理我還沒學懂。

5.空間平滑(smoothing)

  BOLD 信號頻率通常在0.01~0.08Hz,所以,須要經過濾波,將信號中的高頻成分消除或抑制,以此減少圖像的噪聲。空間平滑是基於高斯隨機場理論的濾波過程,spm 的空間平滑過程是將高頻信號的信息融合到周圍區域中,將此高頻信號的能量弱化。

2、分析

  功能磁共振信號主要包括AFLL、功能鏈接性等分析。可利用REST工具包進行分析。獲得結果進行統計分析。

3、統計分析

      進行T檢驗,獲得結果圖。

4、結果呈現

     mricron中將結果圖overlay進去,調整閾值獲得可視化結果。

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