五溯祸、功能磁共振成像分析軟件包

在功能磁共振成像的早期肢专,幾乎每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有自己的數(shù)據(jù)分析軟件包,不同實(shí)驗(yàn)室之間的程序幾乎沒有一致性焦辅。隨著功能磁共振成像的成熟博杖,這些內(nèi)部軟件包中的幾個(gè)開始分發(fā)到其他實(shí)驗(yàn)室,隨著時(shí)間的推移筷登,其中幾個(gè)軟件包開始作為成熟的分析套件分發(fā)剃根,能夠執(zhí)行功能磁共振研究的所有方面的分析。

今天前方,有許多用于功能磁共振數(shù)據(jù)分析的綜合軟件包狈醉,每個(gè)軟件包都有忠實(shí)的追隨者廉油。(參見表1.1)所有這些包的網(wǎng)站都鏈接到圖書網(wǎng)站。


1.1?主要功能磁共振成像軟件包概述

1. SPM

SPM(統(tǒng)計(jì)參數(shù)映射)是第一個(gè)被廣泛使用且開放分布的用于fMRI分析的軟件包苗傅。它由卡爾·弗里斯頓(Karl Friston)和他在實(shí)驗(yàn)室的同事開發(fā)抒线,當(dāng)時(shí)被稱為倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)的功能成像實(shí)驗(yàn)室(FIL),它始于20世紀(jì)90年代初渣慕,最初是一個(gè)分析PET數(shù)據(jù)的程序嘶炭,然后在20世紀(jì)90年代中期被改編用于分析fMRI數(shù)據(jù)。它仍然是最受歡迎的功能性磁共振成像分析軟件包摇庙。SPM是用MATLAB構(gòu)建的旱物,這使得它可以在非常廣泛的計(jì)算機(jī)平臺上訪問。此外卫袒,MATLAB代碼的可讀性相對較好,這使得查看代碼并準(zhǔn)確了解程序正在做什么變得很容易单匣。即使不使用SPM作為主要分析軟件包夕凝,SPM軟件包中的許多MATLAB函數(shù)對于處理數(shù)據(jù)、讀取和寫入數(shù)據(jù)文件以及其他函數(shù)也很有用户秤。SPM還可以通過其工具箱功能進(jìn)行擴(kuò)展码秉,并且可以通過SPM網(wǎng)站獲得大量擴(kuò)展。SPM的一個(gè)獨(dú)特功能是它的連通性建模工具鸡号,包括心理生理相互作用和動(dòng)態(tài)因果建模转砖。SPM提供的可視化工具相對有限,許多用戶利用其他包進(jìn)行可視化鲸伴。

2. FSL

FSL(FMRIB軟件庫)是由牛津大學(xué)的Stephen Smith和他的同事創(chuàng)建的府蔗,并于2000年首次發(fā)布。由于FSL實(shí)施了許多前沿技術(shù)汞窗,因此近年來已獲得了廣泛的普及姓赤。首先,F(xiàn)SL一直站在fMRI數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模的前沿仲吏,開發(fā)和實(shí)現(xiàn)了許多新的建模不铆、估計(jì)和推理技術(shù),這些技術(shù)在他們的FEAT裹唆、FLAME和隨機(jī)模塊中實(shí)現(xiàn)誓斥。其次,F(xiàn)SL包括一個(gè)強(qiáng)大的獨(dú)立分量分析工具箱(ICA)许帐,該工具箱在偽影檢測和靜息狀態(tài)fMRI數(shù)據(jù)建模方面已變得非常流行劳坑。第三,F(xiàn)SL包括一套復(fù)雜的工具舞吭,用于分析擴(kuò)散張量成像數(shù)據(jù)泡垃,用于分析白質(zhì)的結(jié)構(gòu)析珊。FSL包括一個(gè)功能越來越強(qiáng)大的可視化工具,稱為FSLView蔑穴,它包括覆蓋一些概率地圖集和像電影一樣查看時(shí)間序列的能力忠寻。FSL的另一個(gè)主要優(yōu)勢是它與網(wǎng)格計(jì)算的集成,這允許使用計(jì)算集群來極大地加速對非常大的數(shù)據(jù)集的分析存和。

3. AFNI

AFNI(功能神經(jīng)圖像分析)是由羅伯特·考克斯和他的同事們創(chuàng)建的奕剃,他們先是在威斯康星醫(yī)學(xué)院,然后是在國立心理健康研究院(National Institutes Of MentalHealth)捐腿。AFNI是在一年一度的功能性核磁共振成像(FMRI)期間開發(fā)出來的纵朋,并擁有一批忠實(shí)的追隨者。它的主要優(yōu)勢在于其非常強(qiáng)大和靈活的可視化能力茄袖,包括使用SUMA工具箱集成體積和皮質(zhì)表面可視化的能力操软。AFNI的統(tǒng)計(jì)建模和推理工具歷來不如SPM和FSL中的工具復(fù)雜。然而宪祥,最近的工作已經(jīng)將Afni與R統(tǒng)計(jì)軟件包相結(jié)合聂薪,這允許使用R中可用的更復(fù)雜的建模技術(shù)。

4.?其他重要軟件包

BrainV oyager:是由Brain Innovation的Rainer Goebel和Coll lLeague開發(fā)的蝗羊,是功能磁共振成像分析的主要商業(yè)軟件包藏澳。它適用于所有主要的計(jì)算平臺,尤其以其易用性和精致的用戶界面而聞名耀找。

FreeSurfer:是由馬薩諸塞州總醫(yī)院的Bruce Fischl和Coll開發(fā)的一個(gè)解剖MRI分析軟件包翔悠。盡管它本身不是一個(gè)fMRI分析包,但它對于fMRI分析已經(jīng)變得越來越有用野芒,因?yàn)樗峁┝艘宰钌俚娜斯ぽ斎胱詣?dòng)生成皮質(zhì)表面模型和解剖切片的方法蓄愁。然后,這些模型可以用來使用基于表面的方法來對齊對象之間的數(shù)據(jù)复罐,在某些情況下涝登,這種方法可能比更標(biāo)準(zhǔn)的基于體積的方法更精確,用于對象間的對齊效诅≌凸觯可以導(dǎo)入使用FSL或SPM獲得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并將它們投影到重建的皮質(zhì)表面上乱投,所有這些都是基于表面的分組統(tǒng)計(jì)分析咽笼。


以上內(nèi)容來自《Handbook of functional MRI Data Analysis》。

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