SPM中文教程匯總

一、SPM的安裝與啟動matlabsetpathmatlabSPM即可啟動，然后選擇fMRI，也可以SPMfMRI二、SPM數(shù)據(jù)處理概要先將所得數(shù)據(jù)進(jìn)展空間預(yù)處理〔對齊，平滑，標(biāo)準(zhǔn)化等，然后進(jìn)展模型估量〔間隔與血流淌力函數(shù)進(jìn)展卷積，所得結(jié)果與全腦象素信號進(jìn)展相關(guān)分析，最終觀察結(jié)果。三、SPM8數(shù)據(jù)處理的一般步驟dicomSPM解析格式，然后進(jìn)展數(shù)據(jù)預(yù)處理，預(yù)處理完畢后matlabspm*.ps建模分析。運(yùn)行命令：spmfmrispm8的操作界面大窗口為樹形構(gòu)造窗口或圖形窗口(TreeBuildingWindoworthegraphicswindow)?！?”“<-X”(否則不能運(yùn)行1TreeBuildingWindow的頂部菜單，增了一個菜單項(xiàng)“TASKS”，在使用批處理分析時(shí)格外重要。E:\fMRI的數(shù)據(jù)預(yù)處理流程”這局部的表達(dá)。1、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)dicom格式轉(zhuǎn)換為img文件，將以層為單位的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以全腦為單位的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換時(shí)格式請選擇2、Slicetiming中層與層之間獵取(采集)slice〔下譯為掃描層〕之間采集時(shí)間TR中的各層獲得時(shí)間全都〔TR的開頭AFNItshift所做的工作。校正后的文件名為：＋原文件名。原理概述：Sliceorder〔掃描層序數(shù)〕用于指明掃描層被采集時(shí)的挨次，其總數(shù)為n，n即一個volumeTR時(shí)間內(nèi)的掃描量〕Sliceorder〔掃描層系數(shù)〕同時(shí)指明白每個掃描層在圖像文件中的存儲位置。因此掃描層系數(shù)說明白掃描層被采集時(shí)的時(shí)間順Z1的位置時(shí)，volumeslice〔掃描層〕上的象元〔voxel。核磁儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間TRTR內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)〔volume〕采自完全一樣的時(shí)間。TR內(nèi)我們需要采集很多掃描層〔20層〕的數(shù)據(jù)以掩蓋較大的腦區(qū)〔通sliceorder〔掃描層序數(shù)〕的挨次來采集的，因此各個掃描層之間的采集時(shí)間是有差異的。Slicetiming這一步所要做的就是通過肯定的算法訂正這可以通過簡潔的傅立葉轉(zhuǎn)換可以把任何頻率的相位中，就可以到達(dá)移動數(shù)據(jù)起始和完畢時(shí)間的目的。我們在按鈕窗口中的預(yù)處理面板中點(diǎn)擊“SliceTimimg”，將消滅如下對話框：2對上圖右側(cè)選項(xiàng)我們做如下設(shè)置————data下會消滅“session”spm文件選擇器選擇你要處理的數(shù)據(jù)，最終點(diǎn)擊“Done”。選擇數(shù)據(jù)時(shí)可以把靜息態(tài)、數(shù)值任務(wù)和物理大小任務(wù)分為三個session來選〔data——newsession——session〕，也可session來選，結(jié)果是一樣的。NumberofSlices，我們輸入每禎圖像的層數(shù)，如“32”，即掃描層總數(shù)。TR，2秒，我們輸入“2”TA，是每禎圖像獵取第一層開頭到獵取最終一層圖像的時(shí)間間隔，單位為秒。一般可以用以下掃描層數(shù)320層，則可以直接寫為：3-(3/20)。我們的數(shù)據(jù)則輸入“2-2/32”Sliceorder，SPMDisplay功能查看。我們輸入“1:2:31,NNvolume所含的層數(shù)。每一個數(shù)表示該層在圖像(volume)中的位置。向量內(nèi)的數(shù)字排列挨次是這些層的獵取時(shí)間挨次。如行向量[13579111315171921232524681012141618202224](Matlab中可表示為[1:2:25,2:2,25])各種掃描類型和輸入的層挨次如下：ascending升序掃描(firstslice=bottom，掃描序數(shù)從底部到頂部排列，即從1n):[1:1:nslices]descending降序掃描(firstslice=top，掃n1):[nslices:-1:1]；interleaved間隔掃描〔掃描序數(shù)間隔遞增或遞減，一般挨次為2,4,6,8,10..1,3,5,7,9..n〕(middle-top):fork=1:nslices,round((nslices-k)/2+(rem((nslices-k),2)*(nslices-1)/2))+1,end；interleaved(bottom->up):[1:2:nslices2:2:nslices]，如[1:2:25,2:2,25]；interleaved(top->down):[nslices:-2:1,nslices-1:-2:1]3ReferenceSlice,我們輸入“3選擇參考掃描層〔一般可使用默認(rèn)值，其它掃描層的起始時(shí)間FilenamePrefix，是指生成的圖像前加何標(biāo)記，一般承受默認(rèn)設(shè)置。a*.imga*.img文件，這就是時(shí)間校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)。是時(shí)間校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)。留意很多爭論者簡潔將時(shí)間校準(zhǔn)和空間校準(zhǔn)挨次顛倒，一般的觀點(diǎn)是假設(shè)圖像獵取是隔層進(jìn)展的，則要先進(jìn)展slicetiming假設(shè)圖像各層是連續(xù)(sequential)1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，則要先進(jìn)展realign再timing?！矠槭裁矗俊?、Realign〔AFNIregistration〕分兩步：coregister，將每個session的第一個scan與第一個session的第一個scan進(jìn)展比較，然后將每個session中的其他scan與本session中的第一個scanfilename.img文件的轉(zhuǎn)換參數(shù)，filename.mat文件，session生成一個對齊參數(shù)〔realignmentparameter，文件名為realignment_params_*.txtreslice，用filename.mat文件對filename.img重切片，生成rfilename.img文件。并可依選擇生成一個平均象，meanfilename.img。由自主的有一些稍微的頭動，這在fMRI試驗(yàn)中尤為明顯。這一步就是把一個試驗(yàn)序列中的每一幀圖像都和這個序列的第一楨圖像依據(jù)肯定的算法做對齊，以矯正頭動。做完這一步，能給出該序列中被1voxel〔功能圖像掃描矩陣一般是(leastsquaresapproach)6個參數(shù)(剛體模型)的空間變換，對從一個被volume作為隨后volumes1個volume，volume(更明智的選擇)4volume。校正信息(頭動信息)將在結(jié)果窗口(GraphicsWindow)Sessionrp*.txt，其中*Session數(shù)據(jù)集名稱。另外，頭動校正信息將以plot圖形顯示。如以下圖：Translation表示被試頭部X，Y，Z三個方向的平移，分別用藍(lán)，綠，紅三種顏色表示。Rotation表示被試頭部在試驗(yàn)過程表示的是偏移量和偏轉(zhuǎn)角度，分別以毫米和度為單位。承受SPM8，頭動信息和空間標(biāo)準(zhǔn)化的圖形文4matlab2009430日處理的數(shù)據(jù)，spm_2009Apr30.psmatlabwork名目下。我們在預(yù)處理面板校準(zhǔn)選項(xiàng)中選擇n(Est&”,spm文件選擇器選擇剛做完時(shí)間校準(zhǔn)的圖像〔a*.img〕。其余選項(xiàng)承受默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊上方綠色的三角開頭運(yùn)行。Realign這一步也有分開進(jìn)展的，具體描述如下——5Realign:Estimate〔重排參數(shù)的估量〕“代表性”fMRIPET圖像數(shù)據(jù)的頭文件以平移〔translation〕和旋轉(zhuǎn)〔rotation〕曲線圖顯示。session的rp*.txt的文件中。這些參數(shù)可以在最終的一般線性模型統(tǒng)計(jì)估量中作為混淆因素考慮進(jìn)去。Data選擇一個被試需要進(jìn)展此步驟處理的全部sessions。注：在coregistration這一步，首先是sessionsessionscansession的scansessionscansessionscan進(jìn)展對齊。使用此session的數(shù)據(jù)之間可能會有較大差異。Sessionsession里全部的scan。EstimationOptions這里包括各種注冊參數(shù)選擇項(xiàng)假設(shè)對某一個選項(xiàng)不確定使用軟件默認(rèn)值即可。Quality質(zhì)量與速度的權(quán)衡。選擇高質(zhì)量以最慢的速度給出最準(zhǔn)確的結(jié)果，低質(zhì)量以較快的速度給出較不準(zhǔn)確的結(jié)果。此參數(shù)的設(shè)定實(shí)際影響到的是參與參數(shù)估量的象元〔voxel〕的數(shù)目。其依據(jù)是有些象元〔voxel〕其實(shí)對重排參數(shù)的估量奉獻(xiàn)不大，可以舍棄。Separation此參數(shù)以毫米為單位，表示對參考圖像文件進(jìn)展重采樣時(shí)采樣點(diǎn)之間的間隔。采樣點(diǎn)之間間隔越小，結(jié)果越準(zhǔn)確，運(yùn)算速度越慢。Smoothing(FWHM)高斯平滑的半高寬值在估量重排參數(shù)之前一般先進(jìn)展高斯平滑。PET數(shù)據(jù)一般使用7mm。MRI數(shù)據(jù)一般使用5mm。NumPassesRegistertofirst:全部圖像文件對齊注冊到第一幅圖像。Registertomean:使用two－pass處理將全部圖像文件對齊注冊到全部圖像文件的平均圖像。PET數(shù)據(jù)一般注冊到平均圖像。由于PET數(shù)據(jù)相比fMRI數(shù)據(jù)噪音更大，文件更少，所以時(shí)間的影響更小。MRI數(shù)據(jù)一般注冊到第一幅圖像。雖然使用two－pass處理可能更準(zhǔn)確，但是其對效果的提高與其所損失的運(yùn)行時(shí)間相比得不償失。Interpolation在估量最正確變換時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)展重采樣的方法。高的degree供給更好的結(jié)果，但是也更慢，由于會采樣更多的相鄰象元〔voxel〕[52,53,54]。 Wrapping此參數(shù)指示一個volume中數(shù)據(jù)wraparoundin的方向〔此處具體理解有待大家補(bǔ)充No適用于PET數(shù)據(jù)或者已進(jìn)展過空間變換的數(shù)據(jù)同時(shí)當(dāng)你不確定自己數(shù)據(jù)推舉使用此選項(xiàng)。WrapinY：適用于沒有重排〔resilce〕過的在Y方向上進(jìn)展相位編碼的MRI數(shù)據(jù)。 Weighting供給一個加權(quán)圖像，在估量重排參數(shù)時(shí)對參考圖像的每一個象元進(jìn)展加權(quán)。加權(quán)系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差成反比。例如當(dāng)有大量額外的頭動〔如說話或者特定區(qū)域內(nèi)的嚴(yán)峻偽影〕時(shí)〔此處具體理解有待大家補(bǔ)充。6Realign:Reslice〔據(jù)已估量出的參數(shù)重排〕使之與參考圖像文件到達(dá)象元級的匹配準(zhǔn)確。重排后的數(shù)據(jù)被命名為：r＋原文件名。Images選擇要重排的數(shù)據(jù)文件ResliceOptions各種重排參數(shù)設(shè)定，假設(shè)對某一個選項(xiàng)不確定，使用軟件默認(rèn)值即可。ReslicedimagesAllImages(1..n): 重排全部數(shù)據(jù)，包括標(biāo)準(zhǔn)參考圖像〔重排后還是保持原位置不變。ImagesMRI構(gòu)造像為標(biāo)準(zhǔn)重排PET圖像數(shù)據(jù)而又不想在結(jié)果中再生成一個等同的MRI標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造像時(shí)AllImages+MeanImage:重排圖像文件之外，另生成一個重排后的平均圖像文件。MeanImageOnly:只生成重排后的平均圖像文件。Interpolation圖像文件重采樣和重寫入的方式。NearestNeighbour：最快，但不推舉使用。BilinearInterpolation：可用于PET數(shù)據(jù)，但不是太適用于fMRI數(shù)據(jù)。FourierInterpolation：此選項(xiàng)僅適用于純剛體變換，也就是說象元大小必需是一樣，并且等方性〔正方體〕的 [17,14]。Wrapping指示一個volume中數(shù)據(jù)wraparoundin的方向〔此處具體理解有待大家補(bǔ)充。Nowrapping：的數(shù)據(jù)。同時(shí)當(dāng)你不確定自己數(shù)據(jù)類型時(shí)，推舉使用此選項(xiàng)。Masking由于掃描過程中被試總會或多或少有頭動造成同一個時(shí)間系列數(shù)據(jù)里所采集到的圖像的邊界不會完全重合。在有些圖像還有數(shù)據(jù)的地方〔信號值大于0，其它一些圖像已經(jīng)超出了圖像邊界〔信號值為0〕了。在這些信號為0的區(qū)域是無法采樣數(shù)據(jù)的，因此SPM只要檢測到某一幅圖像在某個區(qū)域已經(jīng)超出了邊〔即信號為0就會將其它全部圖像的此區(qū)域信號值均設(shè)為0此做法相當(dāng)于取了時(shí)間系列數(shù)據(jù)中全部圖像的交集。Realign:Estimate&Reslice將上述參數(shù)估量與數(shù)據(jù)重排合到一起做。全部選項(xiàng)與參數(shù)原理均與3.1和3.2中對應(yīng)項(xiàng)一樣。4、Normailze選用realign步驟中得到的平均象與模板進(jìn)展比較，獲得進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)，參數(shù)文件命名為filename_sn3d.mat，然后依據(jù)此參數(shù)文件對每個img文件進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)化，nfilename.img。具體操作如下：在預(yù)處理面板標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)中選擇“Normalise:Estimate&Wie現(xiàn)如下對話框：7我們做如下設(shè)置：選中“data”——“newsbject”data下消滅的“subject”選項(xiàng)中作如下設(shè)置，“sourceimage”選擇空間校準(zhǔn)步驟中生成的mean“imagetowrite”選擇全部剛進(jìn)展完校準(zhǔn)的文件“ra*.img”，“templateimage”我們選擇“EPI.nii”，其余承受默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)綠三角運(yùn)行。5、SmoothFWHM推舉為象素大小的兩至三倍。在預(yù)處理面板標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)中選擇“smooth”，消滅如下對話框：8我們在“imagetosmooth”選項(xiàng)中選擇全部剛進(jìn)展完標(biāo)準(zhǔn)化的文件“wra*.img”，然后點(diǎn)綠三角運(yùn)行FWHM我們承受默認(rèn)設(shè)置“888”。6、fMRImodels依據(jù)提示填入刺激消滅的間隔與時(shí)間，并選擇試驗(yàn)涉及類型，然后進(jìn)展估量。估量結(jié)果生成等文件，保存在當(dāng)前工作名目。即以前版本的“fMRImodel”，spm5spm8的分析選項(xiàng)有所1stlevel做單個被試(singlesubject)分析；使用Specify2ndlevel做組分析(groupanalysis)。比方我們選擇“Specify1stlevel”，消滅如下對話框〔見下一頁〕：Directory指定一個文件夾存放結(jié)果數(shù)據(jù)，其余做如下設(shè)置：“Unitsfordesign”選擇“Scans”，“Interscaninterval”輸入“2”，選擇“DataandDesign”后選擇“NewSubject/Session”，再選擇消滅的“Subject/Session”，選擇“Scans”并用文件選擇器選擇相應(yīng)任務(wù)的全部務(wù)刺激啟動的掃描數(shù)，選中“Durations”“0”。如9還有其他任務(wù)，要再次選中“Condition”——“Newcondition”——“Condition”定義其他任務(wù)條件。設(shè)置spm.mat?！癳stimate”，將翻開如下對話框：“spm.mat”文件點(diǎn)擊“down”然后點(diǎn)擊綠三角運(yùn)行即可。估量完成后，我們選擇“results”，將翻開如下對話框：10“t-contrasts”，點(diǎn)擊“definenewcontrast”,第一個任務(wù)“contrast”定義為“1”“01”，第三個任務(wù)nn定義為“001”，第一個任務(wù)減第三個任務(wù)定義為“10-1”，其次個任務(wù)減第三個任務(wù)定義為“01-1”，其次個任務(wù)減第一個任務(wù)定義為“-11”，其余操作以及激活圖顯示和以前版本都是全都的。值得我們留意的是，我們指定或輸入一系列的參數(shù)來進(jìn)展每一步的處理，完成后我們可以通過Save按鈕將每一步存為一個*.mat文件。以后我們可以通過Load按鈕重加載并使用這些*.mat文件，我們適當(dāng)修改后〔例如轉(zhuǎn)變所運(yùn)行的數(shù)據(jù)集〕再選擇Run按鈕運(yùn)行。另外我們可以使用TASKS菜單項(xiàng)指定一系列的操作(預(yù)處理和/或分析TASKS->Batch菜單項(xiàng)Tasks->BatchNew“Spatial“SPM任務(wù)樹(Jobstree)中選擇(highlight)-SpatialNew“Realign“選項(xiàng)指定我們前述的realignment的具體r*文件的選項(xiàng)，r*文件。所以，批處理格外智能，可以推測我們的需要。假設(shè)我們已經(jīng)生成了幾個批處理任務(wù)文件，我們可以使用TASKS->Util->ExecuteBatchJobs選項(xiàng)來運(yùn)行它們。該工具允許我們選擇一系列的mat文件(不肯定是batchjobs文件)來運(yùn)行。假設(shè)你思念舊版本SPM操作界面，在TASKS菜單下，選擇Sequential，這樣就不會消滅樹(tree)，選項(xiàng)將會消滅在SPM輸入窗口。7、Resultspm.matconstrast，看結(jié)果。在上面的“fMRImodels”局部有表達(dá)。11四、SPM的多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法SPMAnalyze檔案格式，包檔和.hdrXMed