下載MATLAB,以及對應的 SPM 版本。
SPM12 使用一種標準 3D(有些情況下是 4D)圖像格式,稱爲 NIfTI-1.1。每個 NIfTI 格式的圖 像是一個擴展名爲“.nii”的文件。
“.nii”文件包括:
- 一個包含圖像中所有數據的位圖;
- 一個將位圖套入 3D 座標體系的變換矩陣(稱爲仿射變換:如旋轉,平移,縮放和/或 裁剪)。
一個時間序列(如 300)的掃描包含 300 個.nii 文件。
若用 SPM 處理這些圖像,一般只會改 變 NIfTI 文件中含有仿射變換的矩陣。需要理解的重要一點是:實際數據,即位圖,是不變的,除非在處理過程的任何階段中選用“Reslice”(重新分層)項。圖像重新分層(在頭動校 正和寫入標準化後)時,NIfTI 文件中的仿射變換矩陣會重置,計算出新的位圖,生成的新文件重命名時在舊文件名字頭加上一個字母(如:OLDFILE.nii 變成 rOLDFILE.nii),故舊文件不 會被覆蓋。
注:SPM12 也可像早先版本(SPM5 之前)一樣使用 Header(.hdr)和 Image(.img)文件。 在 SPM12 中生成時,這些文件也跟 NIfTI 文件兼容,幷包含與“.nii”圖像一致的信息。這些文 件與在早先版本 SPM 中使用的舊 img/hdr 文件不同。在 SPM2 或更早版本中生成的 Analysis 7.5 文件可能不能正確導入 SPM12 中,因此在一個項目中不要更換 SPM 版本。
【如何打開 SPM 界面】
Matlab 打開 SPM所在路徑。
命令行加載:
>> addpath D:\software\醫學圖像瀏覽器\spm12
>> spm
出現
選擇PET:
【瀏覽、選中文件】
SPM12 打開文件的對話框同上, 左側顯示當前路徑下的文件夾名,單擊選中某個文件夾,右側顯示該文件夾下的文件(只有沒有子文件夾的文件夾纔可以顯示)。
Drive - 選擇盤符
“..” - 表示上一級路徑
“select all” - 在右側區域單擊鼠標右鍵,彈出對話框,可以選中當前文件夾下的所有文件
選中的文件顯示在最下面的顯示框, 點擊刪除(本地文件並未被刪除)。
【SPM12 主窗口】
- 空間預處理
- 統計
- 可視化
【可視化】
- Display
- Check Reg (校驗註冊)
用於:
- 查看圖像
- 手動處理圖像,爲空間預處理設置起點
- 檢查所有空間預處理步驟
<Display>
查看、處理單次掃描的圖像。
點擊 “Display” 按鈕, 選擇合適的文件,點擊 “Done”。右側窗口顯示:
在顯示窗口最重要的按鈕或選項有:
顯示區域:
十字標記:即圖中藍線標記出的位置,以 mm 或像素計。
操作區:
右移,前移和上移:可向三個方向移動圖像。這些方向只有在當前圖像與 MNI標準空間座標系方向一致時纔有意義。
俯仰、橫滾、偏向:分別沿 X,Y,Z 軸轉動當前圖像。
圖像重定向:點擊此處可保存當前處理對圖像的修改並將相同修改應用到其他圖像中。
在右側窗口可見當前圖像的一些有用信息:像素尺寸,原點等。
點擊 ”origin“ 顯示默認的原點
【重新設置原點】
選擇當前的位置作爲原點。 當前的位置在 crosshair position 的 panel 中顯示。
點擊set origin, reorient image(在上圖的最下面)->done->no
<CheckReg>
用於檢查 2 個或者更多燒苗的圖像是否相互匹配。 該檢查應在每一步空間預處理後進行。
導入文件 DICOM Import:
將DICOM 文件轉換爲合適的文件,保存
【空間預處理】
空間預處理的目的:
1. 匹配同一受試者的所用掃描圖像。
2. 在標準空間座標系中匹配所有受試者的掃描圖像。
最重要的工具有:realign(頭動校正)(和 unwarp 反捲積), slice timing correction(層間時間校正),coregister(配準), Normalize(標準化)和 smooth(平滑)。
realign(頭動校正)
採用剛性變換來處理掃描圖像。即只允許平移(在 X, Y,Z 軸方向移動)和旋轉(圍繞 X,Y,Z)。
通過試錯來找到能使兩個圖像差異最小化的處理方式。最小化成本函數是兩個圖像間的方差和。因此,只能用於相同模態的成像。
如採用相同脈衝序列的成像。常用於在功能成像時校正受試者的頭動影響(顧名思義頭動校正)。
頭動校正結果會保存到“.nii”文件的(仿射)變換信息中。也可在新文件中對這些圖像進行重新分層,生成的文件會包含修改過的位圖(即嵌入)。
主窗口,在 Realign 項下,用下拉菜 單選擇:
Estimate(參數估計):確定剛體變換的參數 並將這些修改嵌入“.nii”文件。
Reslice:創建新位圖文件(新文件名爲舊文件 名前加 r)。
Estimate and reslice(參數估計與重分層):一 次執行上述兩個處理。
然後會彈出 SPM12 的批處理管理器窗口。
每次變換之後進行重分層不是必需的,而且會降低圖像質量。
但在開始統計分析前重分層是必要的。
-- 示例 選用 Estimate and Reslice, 彈出
在 “SPM”菜單裏面可以選擇添加更多的模塊。
在 “Data” 條目中顯示 “<-X”表示未完成。雙擊 添加文件。“Ed” 鍵 修改選中的文件。
可以使用 “ filename prefix” 自定義重分層之後的文件名前綴。
coregister(配準)
配準功能用於匹配不同模態掃描所得的圖像。如,下圖所示兩個圖像(T1 和 T2 加權)的
匹配。
如此例所示,方差和的最小化不管用,因爲不同圖像匹配時差異太大。因此採用了成本函數,
稱爲 Mutual Information(交互信息)。
在主窗口下拉菜單中的 coregistration 項下,選擇:
Estimate:確定剛體變換的參數,並嵌入“.nii”文件而實際上不改變位圖。
Reslice:將此變換應用到圖像並創建新的位圖文件。
Estimate & reslice:一次執行上述兩個處理。
在 Estimate 中,需定義:
- Reference image(參比圖像):其他圖像配準時的對照。
- Source image(源圖像):應基於參比圖像進行處理的圖像。
- (可選的)Other image(其他圖像):執行與源圖像相同處理的圖像。
注:其他圖像應已註冊或已與源圖像進行頭動校正。
SPM 允許修改 Estimate 和 Reslicing 功能的默認設置項。多數情況下,默認設置較好。如果
在此步選擇 Reslicing,需考慮設“Interpolation”(嵌入值)項爲 4th degree B-Spline(第 4 度 B樣條),處理會較慢,但效果比三線性嵌入值更好。在頭動校正後未進行重分層處理時尤其推薦。
選擇 Estimate, 選擇了兩個合適的文件,點擊開始的按鈕。
Current Item : 顯示當前選項的設置
我使用的示例是一個 PET和一個MRI 圖像
PS: 如果有什麼錯誤會在 matlab 中顯示。
Normalize(標準化)
<<未完待續>>
smooth(平滑)
<<未完待續>>