目录
SPM Introduction (2)
一、预处理流程 (5)
0、预处理的workflow (5)
1、Slice Timing时间层校正 (5)
2、Realignment 头动校正 (6)
3、Coregister 配准 (8)
4、Segment 分割 (9)
5、Normalize 空间标准化 (9)
6、Smooth 平滑 (11)
二、个体分析 (12)
dht网络1、Model specification建立模型 (13)
2、Model Estimate模型估计 (17)
3、Contrasts and Printing Results (17)
4、Multiple conditions file for 1st level design specification (20)
三、群体分析2nd level analysis (24)
Specify
Design (25)
保安州Model
estimation (25)
Contrasts (25)
Results (26)
Overlay
Images (26)
四、fMRI data quality control (QC) (27)
1、Motivations-why we do this process? (27)
2、Terms ud in quality control (27)
3、Common artifacts (30)
4、Quality Control (QC) checklist (32)
Acquisition (32)
Processing (32)
Modeling/statistics (33)
SPM Introduction
SPM,即统计参数图,也是这个软件的最终输出,它是由英国伦敦大学的Friston教授等人在通用数学软件包Matlab基础上开发的软件系统,其统计功能非常强大,设计这个软件包的初衷是采用统计的方法来处理fMRI,PET和SPECT的数据。先写一下SPM8的安装:有必要说一下SPM实际不是一个独立的软件,它相当于一个用Matlab程序编写的工具箱,必须依赖Matlab的环境完成其功能。言归正传,
首先将下载好的SPM8程序包导入Matlab,复制整个spm8文件夹到MATLAB的安装路径:MATLAB\R2009a\toolbox\下。然后运行Matlab,在其主窗口选择File->t path->Add with
Subfolders->spm8->save->clo。
设置完成后在Matlab中执行命令>>spm fmri。这样出现了spm8的操作界面(如下图),这也表示spm8安装成功!我们称左上侧的窗口为按钮窗口(button window),左下侧的窗口为输入窗口(input window),右侧大窗口为树形结构窗口或图形窗口(Tree Building Window or the graphics window)。
一、SPM如何使用
a、SPM的三大窗口
(windows):可以
看到,第一个为主
要窗口,分成三部新觉罗弘历
分,最上面的一部
分是预处理需要用
到的功能,中间是
一阶分析(个体分
析)和二阶分析降血压都有哪些药
(群体分析)板
块,最下面是
toolbox、DCM/PPI
和batch功能。
b、初学者刚刚开始使用SPM的时候可以选择单个步骤一步一步来处
理数据,但熟悉每个步骤的意义和注意事项之后,应该主要使用
batch功能来进行数据的批处理,更确切地说是使用Matlab语言编写的SPM script来处理fMRI data。
二、Order of Processing
Preprocessing
数据预处理主要包括三个大框架(1)Convert dicom files to hdr files and img images;学与思
(2) Temporal processing,即Slice Timing;中学物理
(3)Spatial processing,包括Realign、Normalize和Smooth。具体步骤下面有讲
统计分析过程
个体分析——使用Specify 1st level 做单个被试(single subject)分析;
组分析——使用 Specify 2nd level做组分析(group analysis)。
三、Two Views on fMRI Data
In order to better understand
different fMRI data analysis steps,
two different views on the recorded
four-dimensional (3 x space and 1 x
time) data ts are helpful. In one
view, the 4D data is conceptualized
as a quence of functional volumes
(3D images). This view is very
uful to understand spatial
analysis steps (e figure above,
top part). During motion correction,
for example, each functional volume
团组织推优
of a run is aligned to a lected
reference volume by adjusting
rotation and translation parameters.
The cond view focus on time
cours of individual voxels (e
figure above, bottom part). This
cond view helps to understand
tho preprocessing and statistical procedures, which process time cours of individual voxels. Most standard statistical analysis procedures including the General Linear Model (GLM) operate in this way. In a GLM analysis, for example, the data is procesd "voxel-wi" (univariate) by fitting a model to the time cour of each voxel independently or for the average signal time cour in a region-of-interest. For multivariate data analysis approaches, consult the chapters multi-voxel pattern analysis, independent compoment analysis
(ICA)and the help coming with the Granger causality (effective connectivity) plugin.
第三部分引自/bvqx/doc/UrsGuide/MVPA/MultiVoxelPatternAnalysisM
VPA.html,这是一个非常好的介绍fmri基本知识的网站,系统而且直白,强烈推荐。
一、预处理流程
为方便后续的数据处理,如果数据分散处理后整合,建议所有处理数据路径保持一
致,要统一路径。如原始DICOM图像放在raw data文件夹中,data文件夹存放转换后的
功能像,data3D文件夹中存放转换后的结构像,
处理前首先要采用数据转换软件将dicom数据转换成SPM解析格式,转换时格式请
选择NIfTI,可用SPM输入面板中的DiCOM Import模块转换,也可以采用专门的转换软件,如MRIcovert。然后进行数据预处理,预处理结束后到matlab安装目录中备份
spm*.ps文件,其中包含了空间校正和标准化的信息,然后进行建模分析。
格式转换后data文件夹(功能像)中会有多对(和TR的个数一样).img(图像数
据)和.hdr(矩阵数据);data3D文件夹中只有一个.img和.hdr文件。
0、预处理的workflow
1)DICOM to NIFTI(详见核磁数据格式转换)
2)Delete Images
3)Slice Timing
汽车座垫4)Realign
5)Normalize:①Normalize by using EPI templates,即使用公共的EPI模版来进行空间
标准化,这样的话就用不到T1结构像,也就不需要对T1像进行Coregister和Segment;
②Normalize by using T1 image unified gmentation,即用T1像来进行
空间标准化,这样的话需要用到T1结构像,所以需要在normalize前先对T1像进行Coregister和Segment,换句话说就是用coregistered and gmented T1像来进行空间标准化。另外,如果以后希望把功能激活图像叠加到结构像上,那么结构像也需要做一次空间标准化。Parameters files和功能像的normalize一样,也选择在gment中生成的空间标准化参数文件(批处理中选择Subj→MNI)。Images to write选择在gment中场强校正后的结构像。这里的voxel size要设置结构像的大小,也就是[1,1,1]。
6)Smooth
7)Detrend
8)Filte
1、Slice Timing时间层校正
Slice Timing用来校正1个volume中层与层之间获取(采集)时间的差异,对事件相关
设计的实验尤为重要。我们在按钮窗口中的预处理面板中点击“Slice Timing”,将出现一
个对话框,修改其中参数:
Data:New:Session
Session:选择你要处理的数据,如文件夹data中的所有数据
Number of Slices:我们输入每祯图像的层数,如“32”(可以在
spm8->Display->data:.img->done->Dimensions:64*64*32中查看)