SPM8處理流程

1、SPM8處理磁共振實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明一、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備為方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理，如果數(shù)據(jù)分散處理后整合，建議所有處理數(shù)據(jù)路徑 保持一致，要統(tǒng)一路徑。處理前首先要采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件將dicom數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SPM解析格式，轉(zhuǎn)換時(shí)格式請(qǐng)選擇 NIfTI，可用SPM俞入面板中的DiCOMImport 模塊轉(zhuǎn)換，也可以采用專門的轉(zhuǎn)換軟件，如MRIcovert。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，預(yù)處理結(jié)束后到matlab安裝目錄中備份spm*ps文件，其中包含了空間校正和 標(biāo)準(zhǔn)化的信息，然后進(jìn)行建模分析。二、數(shù)據(jù)處理流程Spm8和以往版本一樣，先安裝 matlab7.1以上版本，然后將spm8文件夾放 在matlab安裝目錄中，我們一般放

2、在toolbox文件夾中，然后啟動(dòng)matlab用菜 單中設(shè)置路徑命令增加spm8的路徑并保存。之后我們運(yùn)行命令：spm fmri，這 樣將打開spm8的操作界面，左上側(cè)的窗口為按鈕窗口(button win dow)，左下側(cè)的窗口為輸入窗口(input window)，右側(cè)大窗口為樹形結(jié)構(gòu)窗口或圖形窗口 (Tree Building Window or the graphics win dow) 。在spm8和spm5中，每一步處理都采用了直觀的“樹形結(jié)構(gòu)”的面板，如果一個(gè)分支項(xiàng)左面有“ +”號(hào)，你可以雙擊顯示子分支項(xiàng)，如果一個(gè)分支項(xiàng)右面有“<X”號(hào)，你必須為之指定選項(xiàng)(否則不能運(yùn)行該t

3、ree)，分支項(xiàng)的選項(xiàng)在其右側(cè)面板指定，而幫助信息則在下面的面板中顯示。如果我們處理數(shù)據(jù)沒有特殊 需求，我們只關(guān)心帶有“ <X”項(xiàng)目并完成輸入即可，其余均可采用默認(rèn)設(shè)置。另外注意在Tree Building Window 的頂部菜單，新增了一個(gè)菜單項(xiàng)“ TASKS，在使用批處理分析時(shí)非常重要。對(duì)上圖右側(cè)選項(xiàng)我們做如下設(shè)置：1: Slice TimingSlice Timimg用來校正1個(gè)volume中層與層之間獲取(采集)時(shí)間的差異， 對(duì)事件相關(guān)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)尤為重要。我們?cè)诎粹o窗口中的預(yù)處理面板中點(diǎn)擊“ SliceTimimg”，將出現(xiàn)如下對(duì)話框:Data，點(diǎn)擊data并在下面的面板中點(diǎn)擊

4、“ newsession ” ,這樣在data下會(huì) 出現(xiàn)“ session ”的分支項(xiàng)，選中該項(xiàng)并點(diǎn)擊面板下方的“select files ”，然后用spm文件選擇器選擇你要處理的數(shù)據(jù)，最后點(diǎn)擊“ down”。選擇數(shù)據(jù)時(shí)可以 把靜息態(tài)、數(shù)值任務(wù)和物理大小任務(wù)分為三個(gè)session來選(datanewsessionsession )，也可以作為一個(gè) session 來選，結(jié)果是一樣的。Number of Slices ，我們輸入每禎圖像的層數(shù)，如“32”TR輸入重復(fù)時(shí)間，一般為2秒，輸入“ 2”TA是每禎圖像獲取第一層開始到獲取最后一層圖像的時(shí)間間隔，我們輸入TR-TR/nslice，可直接輸入

5、公式，如我們輸入“ 2-2/32 ”Slice order ，輸入“ 1:2:31,2:2:32”。指定層獲取順序的層次序參數(shù)是一個(gè)含N個(gè)數(shù)的向量，這里N是每個(gè)volume所含的層數(shù)。每一個(gè)數(shù)表示該層在圖像(volume)中的位置。向量?jī)?nèi)的數(shù)字排列順序是這些層的獲取時(shí)間順序。 如行 向量1 3 5 7 9 1113 15 17 19 21 23 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24(在Matlab 中可表示為1:2:25,2:2,25)Referenee Slice,我們輸入“ 31”。選擇參考層，通常選擇 n slice/2 :如25層時(shí)選擇13層作為參考層。

6、File name Prefix ，是指新生成的圖像前加何標(biāo)記，一般采用默認(rèn)設(shè)置。最后點(diǎn)擊面板上方的向右的綠色三角即開始運(yùn)行。運(yùn)行完后將會(huì)生成一系列a*img文件，這就是時(shí)間校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)2： Realignment即使我們對(duì)被試的頭部做了很好的固定，在實(shí)驗(yàn)過程中，被試也會(huì)不由自主的有一些輕微的頭動(dòng)，這在fMRI實(shí)驗(yàn)中尤為明顯。這一步就是把一個(gè)實(shí)驗(yàn)序列 中的每一幀圖像都和這個(gè)序列的第一楨圖像按照一定的算法做對(duì)齊，以矯正頭 動(dòng)。做完這一步，能給出該序列中被試的頭動(dòng)情況，以作為是否放棄該數(shù)據(jù)的依據(jù)，如果頭動(dòng)超過1個(gè)voxel (功能圖像掃描矩陣一般是 64*64，則體素的大小 為(FOV/64)*(

7、 FOV/64)* (層厚+層間距)，則要考慮放棄該時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)。 另外，頭動(dòng)校正信息將以plot圖形顯示。如下圖：Tran slation 表示被試頭部 在X，丫，Z三個(gè)方向的平移，分別用藍(lán)，綠，紅三種顏色表示。Rotation表示被試頭部在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中繞X(L-R)，丫(A-P)，Z(S-I)三條軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。橫坐標(biāo)代表這個(gè)序列所采集的所有圖像，縱坐標(biāo)表示的是偏移量和偏轉(zhuǎn)角度，分別以毫米和度為單位。采用SPM8頭動(dòng)信息和空間標(biāo)準(zhǔn)化的圖形文件將以spm_“ data ” .ps的形式保存于matlab的工作目錄下，如我們是2009年4月30日處理的數(shù)據(jù)，則將以spm_2009Apr30.ps

8、文件存于 matlab的work目錄下。translationrotation在預(yù)處理面板校準(zhǔn)選項(xiàng)中選擇“ Realign (Est & Res)”，出現(xiàn)如下對(duì)話框, 我們按下面設(shè)置進(jìn)行：Bat elk. Kdi iorgdj t SPIA Ea=icIO Toy ExanplaUd U HModule ListData|Help on. Realiqn: Estimat白 & ResliceJbData<-XEstimation OptionsQuality0.9Separation4Smoothing (FWHM)5Num Passes.r to meanInterp

9、olation. Et-Spl neVWappingNo jrapWeightingRe slice OptionsRediced images.an ImageInterp elation. B-SplineWrappingNo vvrapzl匚urrenE Module: IHeaMgn: Eslimate 芯 R&s-lieeCurncnl. Ilcm: DislaEdWHAdd new sessions for this subject. In the co registration step, tfie sessions are tirst reali gned to eac

10、h ottier, by aligning ttie first scan from each session to the tirst scan or ttie irst session. Then ttie images within each sess on are aligned to the first image of ttie session The oarameter estimation >s performed this vw because it is assumed選中“data” ,選擇“NewSession” ,然后選中data下出現(xiàn)的 “Session 選項(xiàng)

11、。點(diǎn)擊“ Specify Files ”，用spm文件選擇器選擇剛做完時(shí)間校準(zhǔn)的圖像(a*img )。其余選項(xiàng)采用默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊上方綠色的三角開始運(yùn)行。3： Normalise在預(yù)處理面板標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)中選擇“ Normalise: Estimate & Write ”，出現(xiàn)如下對(duì)話框：|Help on- Normalise: Estimate & WriteData<-XEstimation OptionsTemplate Image<-XTemplate Weighting Image0 filesSource Image Smoothing8Template Im

12、age Smoothing0Affine Regularisation.templateNonlinear Frequency Cutoff25Nonlinear Iterations16Nonlinear Regularisation1Writing OptionsPreserve.entrationsBounding box2x3 doubled 口1劉Le £dit ( Sfi £asitIO 0jr Erampl? Td a；ra>Cuirent Module: Normalise: Estimate I WiiteNormalise' Estifl*

13、J- Batch Edi torModule ListCurrent Item; DataEdit 畑 e |DataList of subjects. Images of each subject should be warped differently1 or more options must be selected from:* Subject_d如下設(shè)置：選中“ data ”“ newsbject ”，在 data 下新出現(xiàn)的 “subject ” 選項(xiàng)中作如下設(shè)置，“source image”選擇空間校準(zhǔn)步驟中生成的 mean文件，“image to write ”選擇所有剛進(jìn)行完

14、校準(zhǔn)的文件“ ra*.img ”，“ template image ”我 們選擇“ EPI. nii ”，其余采用默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)綠三角運(yùn)行。4： Smoothing在預(yù)處理面板標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)中選擇“ smooth”，出現(xiàn)如下對(duì)話框：在“ image to smooth”選項(xiàng)中選擇所有剛進(jìn)行完標(biāo)準(zhǔn)化的文件“ wra*img 然后點(diǎn)綠三角運(yùn)行即可。這里 FWH我們采用默認(rèn)設(shè)置“ 8 8 8 ”。5: Specify 1st level即以前版本的“ fMRI model ”，spm5和spm8種的分析選項(xiàng)有所變化,使用Specify 1st level 做單個(gè)被試(single subject)分析；使

15、用 Specify 2nd level 做組分析(group analysis)。選擇“ Specify 1st level ”，出現(xiàn)如下對(duì)話框：Ea.tch Idi tar-|n| x|Edi t SPM fi asi eliQ Toy Exople：Module ListCuPfertt Module: IMRI moddl specificalionfMRI model spefion fMRI model specificationDirectoryTiming parametersUnih for desigrInterScan intervalMicrotime resolutio

16、nMicrotime onsetData & DesignFactorial designBasis FunctionsCanonical HRFModel derivativesModel Interactions (Volterra) Global norrnalisationItEHn: Directoru:116<1No derivatives el InteractionsNoneDirectory3Select a directory where the SPM.mat file design matrix will be 軻社en.containing the sp

17、ecifieddSelect Fies選擇Directory指定一個(gè)文件夾存放結(jié)果數(shù)據(jù)，其余做如下設(shè)置：“ Un its for desig n ” 選擇“ Sea ns”， “In tersca n in terval ” 輸入“ 2”， 選擇“ Data and Design ”后選擇“ New Subject/Session ”，再選擇新出現(xiàn)的 “Subject/Session ”，選擇“Scans”并用文件選擇器選擇相應(yīng)任務(wù)的所有平滑 后的功能圖像(swra*.img )然后點(diǎn)擊“ down'，選擇“ Con diti on ”后選擇“ Newcondition ”，然后選中新

18、出現(xiàn)的“ Condition ”，“namd'選項(xiàng)輸入任務(wù)條件的 名稱，“ on set ”輸入任務(wù)條件的啟動(dòng)向量，代表任務(wù)刺激啟動(dòng)的掃描數(shù)，選中Durations ”輸入任務(wù)組塊的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，如是事件相關(guān)設(shè)計(jì)請(qǐng)輸入“0”。如還有其他任務(wù)，要再次選中 “ Condition ”“Newcondition ”“Condition定義其他任務(wù)條件。設(shè)置完畢后點(diǎn)擊綠三角運(yùn)行。這樣將會(huì)在開始選擇的目錄中生成文件spm.mat.下面要估計(jì)剛建立的模型，在模型設(shè)置面板中點(diǎn)擊“estimate ”，將打開如下對(duì)話框：Jnl >dFileJ”®矽 B&sidO Toy E:caj

19、iipl«Module ListId q Help on: Model estimationJSelect SPMmat<-xMethodClassicalCurrent Item: Select SPM.matModel estimaticlCurrent Module: Model estimationSelMtFile* |Select SPM.matSelect the SPM.mat file that contains the design specification.The directory containing this file is known as th

20、e input directory只須選擇剛生成的“ spm.mat”文件點(diǎn)擊“ down"然后點(diǎn)擊綠三角運(yùn)行即可。 估計(jì)完成后，選擇“results ”，將打開如下對(duì)話框：上圖設(shè)計(jì)矩陣表明一個(gè)掃描序列中我們有三個(gè)任務(wù)條件，均為事件相關(guān)設(shè) 計(jì)，選中“ t con trasts ”，點(diǎn)擊“ defi ne n ewe on trast ”，第一個(gè)任務(wù)“ con trast ” 定義為“ T,第二個(gè)任務(wù)定義為“ 0 1 ”，第三個(gè)任務(wù)nn定義為“ 0 0 1 ”， 第一個(gè)任務(wù)減第三個(gè)任務(wù)定義為“ 1 0 -1 ”，第二個(gè)任務(wù)減第三個(gè)任務(wù)定義為“ 0 1 -1 ”，第二個(gè)任務(wù)減第一個(gè)任務(wù)定義為“ -1 1”，其余操作以及激活圖顯示和 以前版本