将
模
版
内
RO
I区
值
转
换
成
AAL模版，不同颜色具有
根据ROI区域对应颜
转换模版体素大小（与预处理
1
不同的值
色得到模版
之后图像体素大小相同）
ROI选择
3、通过MRIcro软件手动绘制；
4、采用WFU toolbox选择ROI脑区；
干扰信号提取
目的：相邻体素信号之间存在一定的干扰，所以需要将对灰质信号存在干扰的信 号提取出来，并通过回归分析的方法去除这些信号的影响。
fMRI图像处理
ZhiweiGuo 2013-03-18
内容提纲：
fMRI图像预处理；
Seed-based（基于种子点）的功能网络分析 方法；
ICA-based（基于独立成分分析）的功能网 络及网络间连接性分析方法；
fMRI图像预处理
1. 数据类型转换
（1）MRI仪器上获取的图像格式：.dcm，.IMA，.SR等(DICOM)； （2）spm软件可以处理的图像格式：.nii 或 .img;
Normalization
目的：将个体脑标准化到标准脑模版空间（MNI空间），便于统计分析； Source Image: 选择mean*.img 用于估计标准 化仿射变换参数； Image to Write: 选择ra*.img图像，mean图像 的估计参数对头动校正后的图像进行变换； Template Image：标准模版图像，选择EPI.nii; Voxel Size: 标准化之后的图像体素大小，这里 输入3 3 3（太小计算过程中可能会溢出）；
Slice order: 扫描顺序，我们一把采用间隔 扫描的方法扫描顺序为1,3,5…(SliceNumber1) , 2,4,6…SliceNumber
Reference slice: 时间校正的参考层（一般时 菜单栏：Import->D间isp中la点y/h对id应e 的层数,即TR/2时对应的层数） 结fo果re：ign生h成eaad开er头的img，hdr及mat文件
图4. spm软件界面及转换结果
2. fMRI图像预处理
（1）spm软件实现预处理；
（2）预处理前将数据格式转换之后的前5个.img 和.hdr （001-005）图像删除；
（3）预处理步骤： ✓ 时间校正-Slice timing； ✓ 头动校正-Realignment； ✓ 标准化-Normalization； ✓ 平滑滤波-Smooth；
Slice timing
目的：将一个volume中所有层的信号校正到同一个时间点上；
Data: 导入需要时间校正.img数据
Number of Slice: 一次全脑扫描的fMRI图像 的层数
菜单栏：Header->InTfRo:r一m次ati全on脑扫描时间 TA: 一次全脑扫描第一层与最后一层时间间 隔TA=TR-TR/(Number of Slices)
因此，需要对采集图像进行数据类型转换层
图2 一个图像文件为一个volume（一 次全脑扫描）
数据类型转换工具
1. Dcm2niigui(MRIcroN软件提供)
2. Spm软件-> Dicom Import
图3. dcm2niigui软件界面及转换结果
结果：生成swra开头的img及hdr文件以及spm*.ps文件
图像质量控制
1、查看图像，视觉判断是否有伪迹，伪迹包括，信号缺失，图像扭曲等；
2、根据预处理结果： ➢ Realign结果Translation 大小不能超过体素大小（比如，采集图像体素
3.75*3.75*4），不能超过3.75；Rotation不能超过1°； ➢ Normalization结果图像基本上能与标准模版匹配，不能出现明显变形的情况； ➢ 保证同组数据预处理过程中设置的各项参数保持一致，比如，Normalization
MultiRegression & filtering Pearson correlation Two Sample t-test
ROI选择
1、根据已有坐标（一般为文献提供），DMN中后扣带回PCC（0, -52, 30）。然 后以给定坐标为中心点取其周围（包括自身）27个体素作为ROI；
2、根据给定大脑分区模版图像（AAL模版，Brodmann模版）
结果：生成wra开头的img及hdr文件以及spm*.ps文件
Smooth
目的：对图像进行空间平滑滤波，提高图像的信噪比；
Images to Smooth: 选择wra*.img图像，对标 准化之后的图像进行平滑处理； FWHM: （Full Wave at Half Maximum高斯半高 宽），高斯核滤波器的半高宽，其大小影响 滤波效果。一般选标准化后图像体素大小 （上一步3*3*3）的2-3倍。
Realign
目的：估计采集过程中被试头动的参数，并根据参数对所有图像进行空间调整； Data: 导入时间校正之后的图像；其他参数 不变； Num Passes: 参考图像MRI一般选Register to first，PET一般选Register to mean； 平动参数曲线
转动参数曲线
结果：产生ra开头的img，hdr，mean*.img，mean*.hdr，spm*.ps以及rp_a*.txt
Preprocessed Data
Extraction of Timeseries
Nuisance Covariates • Global • White Matter • CSF • Signal Drift • Motion Components
Seeds signals
Individual
Group
中的Voxel size 大小，Smooth中FWHM大小； ➢ 组水平的统计结果与预期结果是否一致，如果不一致首先要查看组内所有被
试的结果是否有个别比较异常的情况出现。
Preprocessing
Seed-based功能网络分析
EPI Data
• Slice Time Correction • Motion Correction • Normalization • Spatial Smoothing