fMRI技术指南总结
功能磁共振成像技术
本文是根据我学习一年fMRI相关知识所总结的内容,我将会以我目前所学知识从使用的开发工具,处理步骤逐步介绍以及当前所研究的方向进行介绍。文中涉及的各种资料我将上传到我的Github中
功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)通过使用BOLD信号应用于研究脑科学和认知科学。
处理工具
工欲善其事,必先利其器。借助优秀的开发工具可以达到事半功倍的效果。我比较常用的工具如下:
- 开发平台
- Matlab2016b:该版本对于各种下面介绍的Toolbox有较好的支持能力,但是不能支持在Python中调用Matlab中工具包及工具包对应的函数,如果想要进行Python与Matlab之间的通讯推荐使用Matlab2018b,其中涉及Matlab中的Python引擎(Engine),推荐教程
- Python 3.6.X:该版本的python对于目前流行的各种Package和framework有较好的支持。
- Anaconda,Pycharm 根据需求选用,这里不做推荐
2.Toolbox及小插件
- SPM12:用于预处理数据的工具包,支持PET,VBM,EEG,MEG,fMRI等。该版本众多研究文献中所常用的版本,也有些文献仍然在使用SPM8,不过在SPM12中也存在着之前版本的操作,官方下载链接,之前我根据官方给出的Manual所记录的学习笔记链接SPM入门案例1,SPM入门案例2,SPM入门案例3这是我在学习初期所记录的笔记。
- DCMsort:将从机器中导出的数据进行按照不同数据分类形成文件夹,有很多类似的软件Dcm2Analysis.exe、Dcmsort.exe,(软件链接)[http://dicomsort.com/],各个类型的使用操作大体相似,产生如下的文件夹分类,具体各个文件夹所指自行百度。
- Xjview12:用于观察大脑**结果的工具,比SPM中自带的display好用的多。
- MRIcron:装机必备墙裂推荐,其中包含两个比较重要的可执行文件,分别是dcm2niigui.exe以及mricron.exe,dcm2niigui.exe是带有GUI的一个程序用于将DICOM文件,俗称原始数据文件,转换为可执行的NIFTI,后缀为nii格式的文件。
通过将所选择的文件夹(这里强调一下是一个被试的单个试次,即一个Session内的文件夹)拖入即可,程序会自动在该文件夹下生成若干个nii的文件,产生的nii文件数量与进行扫描的time points的数量有关,通常一个time point代表机器扫描一个全脑。文件可以选择转换成3D或者4D的文件,通常推荐采用4D文件即一个文件中包含了Time points个数量的全脑扫描图像
其中的MRIcron.exe可以用于查看扫描的数据,比如扫描的时间点,扫描的层数等多种参数
- DPABI: 对fMRI影像数据实施批处理,提高生产力的强大工具,墙裂推荐,装机必备,一般使用他的DPARSF子模块全称Data Processing Assistant for Resting-state fMRI,下载链接,后面会详细介绍DPABI处理流程
- RESTplus:与DPABI类似,没怎么多使用过,如果有兴趣的可以尝试,上手较快,下载链接
- BrainNetViewer:用于生成大脑脑区之间的连接,墙裂推荐,装机必备,下载地址,展示一个炫酷的脑图,具体如何绘制,我后面会阐述
- GRETNA:用于研究图论的工具,装机可选,好评推荐,适合研究小世界网络属性,下载链接
- GroupICA:很不错的软件,推荐值得一试,下载链接