大脑皮质表面快速提取的方法和教程

文摘   2024-02-19 18:49   中国香港  

分析大脑磁共振影像的第一步是颅骨剥离,或将大脑与影像的其余部分隔离。可以用的工具有很多,这一次,我们推荐使用自动化工具BrainSuite ,先自动提取,然后生成可用于进一步分析的皮质表面 3D 模型。在后续的文章里,我们将提供教程和软件工具帮助您如何做进一步的分析和做用于科研的群组的分析统计。(注:这里用到的图片和内容的版权属于BrainSuite 开源组织,我们只是推广,请在您的研究和文章中说明版权所属和引用。)

另外,您还可以手动编辑自动创建的文件,以及在默认设置未按预期工作时设置用于创建这些文件的参数。

本教程帮助您熟悉如何完成这些重要的预分析步骤。接下来的步骤比较复杂,但是借助软件,实际操作非常简单,您只需要选择您要分析和处理的步骤,软件可以帮您快速自动完成。

顺序

  1. 头骨剥离:

  2. 头骨和头皮(可选):

  3. 非均匀性校正:

  4. 组织分类:

  5. 大脑标记:

  6. 初始内部皮质掩模:

  7. 掩模擦洗:

  8. 拓扑校正:

  9. Wisp 过滤器:获得更光滑的内皮质表面掩模,进而产生改进的内皮质和软脑膜表面模型。

  10. 表面生成:

  11. 软脑膜表面生成:

  12. 半球标记:


开始使用,您可以打开Brainsuite,选择要处理的文件,单击全部运行,就可以自动计算完成。

您也可以联系我们使用赛博尔医学算法和数据处理平台(请点击 data.medicalAI.top,看详情)您可以免下载、免安装、免编程,直接点击使用更多的相关软件和算法,进一步地自动、快速完成您的科研项目。

情联系: 13381109780(杨老师) 

Email:     bd@medicalai.top


另外,您也可以按如下步骤,根据您科研的需求,一步一步选择操作。

  1. 打开 Brainsuite

  2. 打开 File > Open Volume

  3. 您可以通过加载文件将正交视图重置为默认值


    运行完整的皮质表面提取序列

  4. 通过 Cortex > Cortical Surface Extraction Sequence 打开 CSE 对话框


  5. 检查文件名和工作目录

  6. 单击““Cortical Surface Extraction Sequence

  7. 再单击,直到对话框显示“finished skullstripping

  8. 默认参数适用于大多数扫描。如果效果不佳,我们可以通过改变一些参数来改进它。通过转到 Cortex > Skull Stripping (BSE) 打开 Skull Stripping 工具的对话框

  9. 点击返回三次

  10. 将边缘常数更改为 0.5

  11. 单击“步骤>”,直到对话框再次显示“finished skullstripping”。请注意每个步骤中mask的外观与使用默认值时的外观有何不同。

  12. 哎呀——现在它根本不会剥离大脑的头骨(它只是勾勒出图像的轮廓)。单击“<返回”,直到再次显示“边缘检测”。

  13. 将边缘常数更改为 0.75。

  14. 再次点击“Step >”直到颅骨剥离完成。请注意这次mask在每个步骤中的外观。

  15. 回到“anisotropic diffusion filter”,这是头骨剥离的第一步,进度条为 0%。

  16. 将扩散常数设置为 30(增加平滑量)并将边缘常数设置为 0.8。逐步完成颅骨剥离(“finished skullstripping”)。



  17. 该面罩包含整个大脑,只有少量非脑组织,因此它应该在其余过程中发挥良好作用。如果您愿意,您可以使用遮罩工具手动修复遮罩。

  18. 关闭“ Skull Stripping”对话框并返回“Cortical Surface Extraction Sequence”对话框

  19. 下一阶段“Skull and Scalp”会生成头骨和头皮的表面,这在您使用 EEG 和 MEG 时非常有用。为了保护隐私,此扫描已被破坏,因此运行此阶段不会有任何帮助。取消选中旁边的框。


  20. 单击“Stage>>”3次完成颅骨剥离,并进行偏置场不均匀性校正和组织分类。



  21. 现在,在大脑标记阶段,将从脑罩中取出小脑,并对大脑叶进行左右标记。单击“Step >”两次,将 BrainSuite 图集与主题扫描线性对齐。如果对齐未正确进行,请尝试将成本函数更改为“least squares”或“standard deviation”,然后再次运行 Cerebrum Labeling 步骤。



  22. 单击“阶段>>”完成大脑标记。请注意,mask现在排除了小脑和脑干以及大部分非脑组织。



  23. 单击“Stage >>”四次以运行 Inner Cortical Mask, Scrub Mask, Topology Correction, and Wisp Removal。这些工具生成并清理白质掩模,该白质掩模将作为生成 3D 内皮质表面的基础,而 3D 内皮质表面又用作生成软脑膜表面的基础。



  24. 单击“Stage >>”以生成内部皮质表面,该表面将显示在右下表面查看器中。



  25. 下一阶段生成软脑膜表面。默认情况下,它使用大脑标记阶段生成的大脑掩模来约束其扩展。如果您想使用自己制作的大脑模板,请使用mask tool创建自定义模板,保存它,然后单击此阶段的“加载自定义模板”按钮来加载并使用编辑后的大脑模板。

  26. 默认的模板适用于此扫描,因此单击“stage >>”。由于 pial 扩展需要一些时间,因此它会打开一个对话框来显示已完成的迭代次数以及剩余时间的估计。表面视图也将在整个过程中更新。

  27. 软脑膜表面生成后的最后阶段是分裂和标记半球。点击“Stage>>”即可完成。


    CSE 的最终输出,十字准线关闭且体积切片隐藏在表面视图中


  28. 观察结果。CSE 序列完成后,表面查看器将显示颅骨剥离扫描的软脑膜表面的 3D 模型。如果您打开 BrainSuiteTutorialCSE 文件夹,您会注意到它现在包含许多文件。



    如果您还要自动分割和标记大脑,或者需要软件工具给您的大脑的磁共振的影像做自动的计算、统计和分析。请联系我们,使用赛博尔医学算法和数据处理平台(请点击,看详情)您可以快速完成您的科研项目。


通过 www.medicalAI.top 点击 ‘赛博尔医学算法和数据处理平台’ 字样,或者直接在浏览器里输入  data.medicalAI.top,用账号和密码登陆。然后选择左边的 ‘算法列表’ 就可以点击使用您要的相关软件和算法。

如果您要使用赛博尔医学算法和数据处理平台来存储医学科研大数据,请联系我们。

情联系: 13381109780(杨老师) 

Email:     bd@medicalai.top


培训课程推荐(请点击浏览


FAQ


部分免费视频课推荐(请点击浏览

软件推荐(请点击浏览


科研服务


招聘信息:脑影像数据处理工程师(上海、北京)


请点击关注下面的公众号图标跟进国际医学科研行业最新进展

功能磁共振
脑科学、认知神经科学、数据后处理、功能磁共振刺激系统
 最新文章