作者按
我希望我的投稿能給所有從事腦功能研究的同學、同行、老師帶來幫助，能讓他們在山重水複疑無路時有所借鑑。本文章是原創文章，如需轉載，請聯繫原作者。
作者：範嘉晨
指導老師：劉加成
單位：東南大學 江蘇省分子影像與功能影像重點實驗室
轉載自：我愛腦科學網
Part1
數據處理手冊介紹
本手冊主要詳細講解如何進行頭顱磁共振數據的影像處理及相關步驟的原理。主要處理任務態磁共振（Stroop、N-back、facialrecognition）、靜息態磁共振、彌散張量成像、3D結構像。
本手冊使用以下軟體進行圖像處理（建議下載最新版）：MRIConvert、MRIcron(自帶dcm2nii)、MATLAB(R2015b)、SPM8、VBM8、xjview96、FSL、FreeSurfer。
以上軟體除了MATLAB是付費軟體外（東南大學有購買正版版權，可以利用東大學生一卡通號進行註冊激活），其餘皆可在官網下載。
需注意FSL、FreeSurfer目前主要在非Windows系統下使用（Windows下安裝子系統Ubuntu或安裝虛擬機也可以運行，但是不穩定，具體參考FSL官網安裝步驟）。
Part2
相關軟體的介紹
1.圖像格式轉換軟體：MRIConvert、MRIcron
1.1 下面講一下MRIConvert使用方法，MRIcron類似，首先點擊Input下Add files或者Add folders，添加文件或文件夾；也可以在DICOM series toconvert 右側直接點擊Add files或者Addfolders。
在Output下選擇Directory選擇保存目錄即保存位置，options可以設置保存文件的許多屬性（比如名字）；也可以不點擊Output,直接在首頁點擊Options或Directory。注意兩白色框之間的文件格式選擇（比如勾選FSL NifTI），最後點擊Convert all（或者Convert-Convert All）。
1.2 下面講一下MRIcron的用法，官網下載mricron，解壓後雙擊裡面的dcm2niigui.exe，打開其圖形界面。可以通過File下不同轉換方式（如DICOM to NIfTI）添加目標文件，Help下Preference可以選擇輸出文件的屬性（如命名），Output Format可以選擇輸出文件的格式。當然也可以在linux的終端使用dcm2nii的命令來轉換圖像，具體命令如下：
2. 統計參數圖SPM
SPM是倫敦大學學院基於MATLAB開發的功能磁共振成像分析軟體包（當然其也可以處理PET，EEG等），可以從官網免費下載，但是要注意必須在MATLAB中設置路徑裡添加SPM這個軟體的文件夾，然後在MATLAB裡輸入spm（小寫），點擊fMRI後才能打開SPM這個軟體。
3.可視化工具xjview
官網下載此軟體後，同樣需加入MATLAB設置路徑（set path）裡，終端輸入xjview即可打開。
4.基於體素的形態學分析包VBM
此軟體可以用來分析大腦結構相（灰質、白質、腦脊液），官網下載此軟體後，需將其複製到SPM文件夾下toolbox中，隨SPM添加到MATLAB的設置路徑裡。此時在SPM8界面中Toolbox下拉即可出現VBM選項。注意VBM版本必須與SPM版本一致才能兼容。
5. FSL
FMRIB創建於牛津大學，可以分析靜息態、任務態、動脈自旋標記成像、結構像、彌散張量成像等影像數據。但是FSL目前在Windows系統下不是很兼容，建議在UNIX平臺下使用。本文主要在centos 7上面使用FSL。
請注意：首先一定要正確安裝FSL，在bash裡設置正確的環境變量，否則在centos7終端輸入fsl,不會喚起fsl圖形界面（這個問題筆者遇到過很多次，在windows虛擬機上安裝時、在windows的子系統Ubuntu上安裝時、多次在centos7上安裝時都遇到過，網上也有許多人遇到這個問題，所以一定要重視）；其次，利用FSL官網提供的測試數據（非練習數據）自動運行一遍，檢測安裝正確與否。
6.FreeSurfer
FreeSurfer是一個解剖磁共振分析軟體包，它本身不是功能磁共振成像分析軟體包。因為它提供了用最少的人力投入自動生成皮質表面模型和解剖分割的手段，所以它對於功能磁共振成像數據分析越來越有用。它可以基於表面配準的方法對齊被試間的數據，該方法在某些情況下比標準的基於體積配準的被試間對齊更精確；它還可以把使用FSL或SPM獲得的統計結果投射到重建的皮質表面上，並允許基於表面的組間統計分析。
請注意：一定要正確安裝FresSurfer（本人在windows/Ubuntu/centos上都安裝成功過），並正確設置其環境變量，否則打不開其圖形界面；其次一定要按照官網安裝步驟裡提到的example運行一遍，檢測所有環節有無紕漏。
7.主要fMRI分析軟體包
8.處理流程概述
Part3
圖像格式的介紹
本實驗主要涉及DICOM、NIfTI格式。在從PHILIPS Ingenia 3.0T 磁共振機子上拷貝數據時注意：
1.必須要拷貝所有圖像的DICOM格式，尤其是DTI數據拷貝DICOM時，split data選項絕對不要勾（防止DTI數據轉換成NIfTI時b0與b1000的圖像分開）。
2.除了所有圖像的DICOM格式需要外，非DICOM格式如NIfTI格式及FSL NIfTI格式的數據也需要。（雖然可以使用圖像轉換軟體將DICOM格式轉換為NIfTI格式，但是部分機型磁共振可能不兼容，影響轉換結果）。
3.數據記得傳PACS以及多方式備份，拷貝數據時一定要核對完整圖片數量（如靜息態數據採集240個時間點，每個時間點有33層，則圖片總計240*33=7920張；任務態數據採集265個時間點，每個時間點有33層，則圖片總計265*33=8745張。
1.DICOM
DICOM保留著在標頭中最大數量的元數據，包括掃描儀和圖像採集的基本信息及被試的相關信息。雖然DICOM時MRI掃描儀輸出數據的標準格式，但在數據分析之前，我們通常需要把DICOM轉換為其他格式。主要原因是，DICOM數據集是很難處理的，因為每個部分被存儲為一個單獨的文件。這可能會很快產生大量的阻礙文件系統運行和減慢分析速度的小文件。
2.Analyze
Analyze將每個數據集存儲在一組兩個文件裡。一個擴展名為.img的數據文件，包含了圖像的二進位數據。另一個擴展名為.hdr的頭文件，包含了圖像的元數據。其主要的缺陷是頭文件中僅有相當有限的圖像元數據。
3.NIfTI
NIfTI格式其中一個最重要的特點是它可以呈現三維像素指數和MRI掃描儀的空間位置關係。如果使用得當，這有助於確保人們總是可以準確地確定方向（如確定是神經學方向還是放射學方向）。
NIfTI圖像標準的文件擴展名是.nii，其中包括標題和圖像數據。它也可以利用單獨的圖像（.img）和頭文件（.hdr）代表NIfTI圖像。單個文件.nii格式的一個方便的特點是文件可以被標準的壓縮軟體（如gzip）壓縮，並且一些軟體包如FSL可以直接讀寫壓縮的nii文件（擴展名為.nii.gz）。
今天就主要講解到到這裡了，分享完畢，希望有所幫助。下期我們繼續分享，歡迎持續關注喲~
作者聯繫郵箱：jia_chen_fan@163.com