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基于CAT的VBM和SBM计算学习笔记(一)VBM

时间:2024-07-24 18:58:49浏览次数:19  
标签:DPABI cat12 Smooth VBM T1 spm 图像 CAT SBM

前言

   基于体素的形态学方法(voxel-based morphometry, VBM),是大脑结构研究中最常见的指标。我刚开始学习fMRI数据处理时主要都聚焦在功能差异的研究,但接触了一批受外伤的被试,对其脑结构的改变产生兴趣,遂学习之。

  VBM用T1计算,稳定性强;覆盖全脑,全面性强;而且其计算软件发展已经很成熟,可以自动化完成。大概一天时间就可学会。

  (ps:VBM等指标有很多种计算方法,我选择用DPABI来生成和校准T1,因为批量化处理迅速;选择cat12来做分割因为精细化程度高,本笔记仅供参考。)

一、环境配置

系统:Windows 11
软件运行平台:Matlab2022a
所需工具包:

  1. SPM12(下载安装教程
  2. DPABI(​​​​​​下载安装教程
  3. cat12(下载安装教程)(ps:请记得将cat12文件夹移动到spm的toobox路径里)
     

二、处理总流程

目录

1.用DPABI预处理T1

1.1 生成T1图像

1.2 校正T1原点(Reorient)

2.用CAT进行分割(Segment)

3.用spm确认分割质量(Qauilty Control)

4.用spm进行平滑(Smooth)


图1 从原始T1得到可以计算灰质体素图像的全过程

三、处理步骤

1.用DPABI预处理T1

图2 用DPABI进行T1预处理过程

1.1 生成T1图像

  将原始的T1图像由dcm转化为.nii格式,以备后续查看和操作。参考图2用DPABI自带的DICOM to NIFTI功能进行转化即可。

1.2 校正T1原点(Reorient)

  

图3 校准T1原点的目标,过程,与输出结果。

前联合 (Anterior Commissure, AC):连接两侧颞叶的前部和下部区域;后联合(Posterior Commissure, PC):位于大脑中部偏后,靠近中脑顶盖。两者都是重要的大脑白质纤维结构。

勾选Reorient T1*,DPABI会在处理过程中自动跳出手动校准原点的UI页面。进行操作后点击Reorient Images确认。

AC校正简单来说就是:手动设置大脑3D笛卡尔坐标系的原点。而原点位置应该在前联合(AC)处,并与后联合(PC)形成直线的连线。其具体原理和方法参考(AC校准)。

用DPABI处理完后,我们得到了原点标准化的T1图像,可以进行后续处理了。

2.用CAT进行分割(Segment)

图4 用cat进行自动化分割、配准、调和的步骤

从spm的Toolbox里启动cat12,选中cat12-Preprocessing-Segment,开始设置自动化分割、配置、调和的具体参数。cat12作为专业的VBM计算软件,提供非常多精细化的处理。

大多数的步骤都可以按照默认设置。我们主要关注是否需要输出SBM结果,如果不需要可以选择No,这样可以节省运算时间。其次关注是否需要用ROImask提取感兴趣区。(这一步我每次都报错,还在研究中。)

3.用spm确认分割质量(Qauilty Control)

图5 cat分割完成后的图像质量控制pdf

正常的IQR>75%即可;正常的图像计算时间在35-45min内。

图像质量确认应该分为三步。(质量确认官方教程

  • 第一:查看输出的pdf,看IQR(图像质量参数)是否>75%。
  • 第二:通过逐一切片的检查确认标准化没有问题(看是否有某一脑结构的缺漏)。
  • 第三:cat12自带的相关性分析。

(ps.我在用cat12软件做质量控制时,永远都在报错,所以可以用spm check reg替代。)

4.用spm进行平滑(Smooth)

在spm-Spatial Preprocessing-Smooth里选择输出的文件里mvp1开头的文件,进行Smooth处理。

图6 用spm进行平滑(Smooth)的步骤

四、总结

  回顾一下,本笔记介绍了从T1原始图像到灰质体素图像的全过程。

  在先使用DPABI软件预处理好T1图像后,用Cat的Segment自动化功能得到分割后的灰质体素图像,再用spm进行Smooth。那么就得到了可以使用的灰质体积图像,后续再通过TIV得到全脑体积,然后进行组间比较、临床相关等统计分析即可。

标签:DPABI,cat12,Smooth,VBM,T1,spm,图像,CAT,SBM
From: https://blog.csdn.net/Rose9614/article/details/140665644

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