快速自动配准、标记和分割大脑影像的方法和教程

文摘   2024-02-20 20:23   福建  

本文主要介绍全自动配准和标记大脑的方法,借助软件工具,您可以非常轻松地让电脑帮您自动完成原本费时费力的大脑的配准、标记、图像分割。自动操作步骤非常简单,您只需要选择要处理的文件,然后点击'Run All', 就可以得到结果。在最后部分有操作的图示。

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SVRegSurface-constrained Volume Registration)是一种用于人脑 MR 图像联合配准的算法和软件工具。它使用来自大脑图像表面和体积的解剖信息来进行准确的自动共同配准,从而可以将一致的表面和体积映射到标记的图谱上。对于许多的脑科学的研究来说,大脑标记是必要的预处理步骤。

配准和标记的软件有很多,这次我们推荐使用BrainSuite里的SVReg功能,它在自动标记和自动配准上做得比较好。(注:本文的图片和内容主要来源于BrainSuite开源组织,我们只是推广。如果引用,请您要在论文里标注相关开源软件的引用的真实来源。)

配准模式

SVReg 基于对有用的形态特征和已知的人脑解剖结构变化的多种考虑,利用一系列的多步骤配准和优化的过程。它能够分析 4 岁以上的受试者的正常和异常大脑,甚至可以很好地分析病变。

大脑配准和标记图集

SVReg 提供的图集模板是为了获得最佳结果。可选择由神经解剖学专家们预处理和分割好的图集,也可下载其他图集,BCI-DNI_brain 图集、USCBrain 图集和 USCLobes 图集,与 BrainSuite 一起使用。这些标记过的大脑图集可以与 Freesurfer 和 FSL 一起使用。

从大脑图集到被试的变形图

默认情况下 SVReg 将输出

  • 将大脑表面和体积标记为约 90 个 ROI 的分段

  • 计算 GM、WM、CSF、总体积、平均皮质厚度和每个 ROI 的表面积

  • 映射到图集表面的顶点皮质厚度

  • 在中部的皮质表面勾勒出多达 76 个脑沟

可选定制

用户可以选自动和手动。选择手动输入时,可以进行高度可控的配准,包括手动掩模、脑沟输入和图集。SVReg 可以快速一步完成计算,也可以通过执行各个模块来分段运行。

附加工具

为想要进一步分析 SVReg 的用户提供了其他工具。

用于执行以下功能的脚本:

  1. ROI-wise group comparison

  2. Vertex-wise group comparison

  3. Surface smoothing

  4. Regenerating statistics after manual corrections

  5. Creating custom atlas

  6. Transforming data to atlas space

  7. Edit ROIs on surfaces and transfer edits to volume labels


此外,还提供以下工具:

  1. Manual bias field correction

  2. Population or group modeling of cortical or sulcal morphology

  3. Anatomical ROI filtered tractography analysis


操作
方法1:从 BrainSuite GUI 运行 SVReg

选中“Cortical Surface Extraction Sequence ”对话框中“Register and label brain”旁边的框,然后单击“Run All”即可。计算速度取决于您的计算机性能,并且会打开几个对话框来通知您其进度。

(注:数据量大,需要大算力的,请和我们联系)


方法2:

如果您之前已经运行过 CSE,则可以从 Cortex 菜单访问 SVReg。只需确保位于包含 CSE 运行输出的目录中的原始 T1 加权已加载到 BrainSuite 中。

在打开的对话框中单击“Apply”,SVReg 将自动配准并标记 CSE 生成的表面和体积文件。完成后,标记的中皮质表面将显示在表面查看器中。使用 BrainSuite 检查SVReg 生成的其他表面和标签体积



(注:以上图片版权属于BrainSuite 开源机构,我们仅作推广)

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