介紹一款 MRI&CT 圖像預(yù)處理強(qiáng)大工具--FSL

FSL 是什么攀唯?

全名是: FMRIB's Software Library

  • FMRIB 是 英國(guó)牛津大學(xué)腦功能磁共振成像中心低飒,F(xiàn)SL 則是他們開(kāi)發(fā)的一個(gè)軟件庫(kù)霹崎。
  • 由 Stephen Smith 教授開(kāi)發(fā)胯陋,發(fā)布于 2000年
  • 適用于所有操作系統(tǒng)
  • 用于結(jié)構(gòu) MRI、功能 MRI(任務(wù)扒磁、靜息)庆揪、擴(kuò)散 MRI的分析
  • MRI, CT數(shù)據(jù)的預(yù)處理和分析
  • MRI, CT數(shù)據(jù)的查看

具體地,可以分為以下4類(lèi)功能

1 結(jié)構(gòu) MRI

  • 配準(zhǔn): linear (FLIRT) & non-linear (FNIRT)
  • 腦組合分割/提确镣小: brain segmentation/extraction (BET)
  • 組織類(lèi)型分割: tissue type segmentation (FAST)
  • 皮層下結(jié)構(gòu)分割: subcortical structures segmentation (FIRST)
  • 體素 GM 密度分析: voxelwise GM density analysis (FSLVBM)
  • 萎縮估計(jì): atrophy estimation (SIENA)

2 . 功能 MRI

  • 運(yùn)動(dòng)校正: motion correction (MCFLIRT)
  • EPI失真校正: EPI distortion correction (FUGUE, PRELUDE)
  • 基于模型的分析: model-based analysis (FEAT)
  • 無(wú)需模型的ICA分析: model free ICA-based analysis (MELODIC)
  • 灌注貝葉斯分析: Bayesian analysis of perfusion, ASL data
    (FABBER, VERBENA, BASIL)

3 彌散 MRI

  • 失真校正: distortion correction (TOPUP)
  • 渦流校正: eddy current correction (EDDY)
  • 彌散工具箱: diffusion toolbox (FDT)
  • 空間統(tǒng)計(jì): tract-based spatial statistics (TBSS)

4 其他
前三個(gè)功能都是針對(duì)特定研究人群的缸榛,但是其他里面的小工具適合處理MRI,CT等圖像吝羞,實(shí)用性非常強(qiáng)。

FSL 的應(yīng)用舉例

1. 分割之--大腦圖像提取/去頭骨

普通掃描的大腦圖像包含非常多的組織内颗,如圖所示

image

除了大腦組織以外钧排,還包括皮膚,頭骨均澳,眼球恨溜,嘴巴,喉腔等解剖結(jié)構(gòu)找前,這些結(jié)構(gòu)會(huì)影響我們對(duì)大腦的分析筒捺。因此,希望對(duì)腦組織和非腦組織進(jìn)行自動(dòng)分割纸厉。
image

這里就可以用到bet功能,該過(guò)程可以叫 [去骨/腦組織提取]

從圖上來(lái)看五嫂,操作也是非常簡(jiǎn)單颗品,一句命令就搞定了。圖片上有橘色和紫色區(qū)域就是提取出的腦組織沃缘。

2. 分割之--組織分割

上述中躯枢,我們只是把腦組織從圖像里分割出來(lái),更進(jìn)一步槐臀,我們可以對(duì)腦實(shí)質(zhì)進(jìn)行分割锄蹂,分割出白質(zhì)(WM),灰質(zhì)(GM)以及核團(tuán)(CSF)水慨。


image

image

該任務(wù)就相當(dāng)于是對(duì)大腦組織進(jìn)行三類(lèi)分割得糜。

這里就可以用到FAST功能。

3. 配準(zhǔn)

配準(zhǔn)功能也是非常強(qiáng)大晰洒,內(nèi)置了很多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)空間朝抖。

image

這里使用的功能 FLIRT:線性變換, FNIRT:非線性變換

但是,無(wú)論是分割還是配準(zhǔn)谍珊,都有局限性:只對(duì) MRI 腦數(shù)據(jù)有作用,因?yàn)镕SL 本身就是腦影像數(shù)據(jù)處理軟件治宣。

那我們不做 MRI 腦數(shù)據(jù),這個(gè)工具還能干什么呢砌滞?

以下簡(jiǎn)單介紹一些通用功能:


4. 使用FSLeyes查看圖像

該工具有點(diǎn)類(lèi)似 PS 工具侮邀,可以疊加好幾個(gè)圖層進(jìn)行顯示。比如底層是原始圖像贝润,上面一層是分割結(jié)果绊茧。


image

該功能推薦程度:??????????
以后會(huì)詳細(xì)介紹FSLeyes的使用。這里做一個(gè)簡(jiǎn)單了解打掘。

5. Fslutils 工具包

FSLUTILS 是一組有用的命令行實(shí)用程序按傅,允許分析和 Nifti 格式數(shù)據(jù)集進(jìn)行轉(zhuǎn)換捉超、處理等∥ㄉ埽可以同時(shí)處理 3D 和 4D 數(shù)據(jù)拼岳。對(duì)于這些程序中的每一個(gè),只需鍵入程序名稱(chēng)即可獲得使用幫助况芒。

列舉幾個(gè)常用命令:

  • fslcpgeom - 將標(biāo)題信息的某些部分(圖像尺寸惜纸、體素尺寸、體素尺寸單位字符串绝骚、圖像方向/)從一個(gè)圖像復(fù)制到另一個(gè)圖像
  • fslinfo - 報(bào)告 Nifti 數(shù)據(jù)的頭文件信息
  • fslmaths - 簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大的程序耐版,允許對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)處理
  • fslmerge - 合并多個(gè)圖像文件
  • fslroi - 從圖像中提取感興趣區(qū)域 (ROI)
  • fslslice - 將 3D 文件拆分為許多 2D 文件(沿 z 軸)
  • fslsplit - 將一個(gè) 4D 文件分割成許多 3D 文件
  • fslorient - 報(bào)告圖像的采集方向信息

以上只是對(duì) FSL 的一個(gè)簡(jiǎn)單介紹,F(xiàn)SL 常用工具的入門(mén)很容易压汪。但是要使用 FSL 進(jìn)行神經(jīng)影像的分析會(huì)有難度粪牲。

如果想要更好的學(xué)習(xí),提供以下幾個(gè)鏈接止剖,讀者可自學(xué)腺阳。


FSL 實(shí)用鏈接

  1. FSL 官網(wǎng)
  2. FSLeyes 詳細(xì)介紹
  3. FSL培訓(xùn)課程(2019)
    image

如果你覺(jué)得這個(gè)功能實(shí)用,歡迎閱讀下次安裝教程~~

請(qǐng)持續(xù)關(guān)注穿香,后續(xù)會(huì)詳細(xì)介紹幾個(gè)實(shí)用功能的用法亭引,包括 FSLeyes, 腦組織分割,配準(zhǔn)皮获,F(xiàn)slutils工具包常用功能焙蚓。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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