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Lab1常用数据处理软件的安装和介绍实验内容zMatlab7.1介绍主界面基本命令zSPM5安装以及界面，功能介绍安装界面大致功能zMRIcron基本使用方法安装图像显示DICOM数据格式转换所需软件1.Matlab(version:7.1R14)2.SPM5(updates_958)3.MRIcron(version:beta7)Matlab7.1介绍1.Matlab主界面在所有实验中，我们都将使用Matlab7.1软件包(TheMathWorks,Inc.)。在安装完毕后，双击快捷方式图标打开Matlab。点击Matlab窗口上方的View菜单，勾选CommandWindow,CommandHistory,CurrentDirectory和Workspace。这时，Matlab将呈现四个子窗口：1)CommandWindow：位于右下方。即指令窗口，是键入指令的地方，也是Matlab显示计算结果的地方；2)CommandHistory：位于左下方。即历史命令窗口，存放历史输入命令；3)CurrentDirectory：位于左上方。即当前工作目录，显示当前目录下的文件信息；4)Workspace：位于右上方。即工作空间，存放变量在内存中。Fig.1就是Matlab的标准工作界面，上述四个子窗口可以自由拖动改变位置。Fig.1Matlab7.1的主界面此时，Matlab处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口（右下方的子窗口）中直接输入命令语句。2.Matlab基本命令1.设置当前工作路径(currentdirectory)1)在Windows下建立一个新文件夹，如：D:\work\dicom_convert\2)在Matlab的指令窗口中键入：cd‘D:\work\dicom_convert\’这样，就将Matlab的当前工作路径设置在上述路径下了。3)在Matlab的指令窗口中键入：“pwd”，然后回车4)这时，Matlab的指令窗口中显示出当前工作路径信息：ans=D:\work\dicom_convert\2.添加搜索路径(setpath)1)点击Matlab最上方的“File”菜单，在下拉菜单中选择“SetPath”2)在弹出的路径设置窗口中选择“AddwithSubfolders”，浏览并点选目标文件夹（如Fig.2所示），然后点“确定”3)点击“Save”按钮4)检查该路径是否添加到右侧的搜索路径列表中5)点击“Close”按钮Fig.2添加搜索路径3.其他常用命令及功能1)load载入变量到内存2)clear清除内存中所有的变量3)clc清屏4)exit退出Matlab5)helpwin打开帮助窗口SPM5介绍和安装SPM5是一款功能强大的神经影像计算软件，由WellcomeDepartmentofImagingNeuroscience小组开发，可以对PET,EEG,fMRI等图像进行处理。对fMRI数据的处理可以由预处理，个体统计分析，组分析来实现。将SPM5程序解压缩后，得到一个名为“spm5”的文件夹，文件夹里含有若干子文件夹和许多文件。假设这个文件夹在“D:\spm5”目录下，下面介绍如何安装及打开SPM5。1.打开Matlab7.1，将SPM5所在目录“D:\spm5”加入到Matlab的搜索路径中（利用“添加搜索路径”所示的方法，将spm5及其所有子文件夹添加到Matlab的搜索路径中）；2.在Matlab指令窗口中输入“spmfmri”，会出现三个窗口；3.屏幕左上方的窗口是SPM5的按钮窗口，如图Fig.3：Fig.3按钮窗口Fig.4左下方的窗口4.屏幕左下方的窗口可以控制结果呈现，也可输入用户指定的参数(Fig.4)5.屏幕右边的窗口是交互窗口(Fig.5)，用户可以在这个窗口中进行处理流程指定。该窗口左侧一栏用树型结构显示处理流程，双击可以扩展和缩起分支（用+/-表示），需要用户指定参数的处理项目用“X”表示，整个处理流程可以用该窗口内的“Save”,“Load”,“Run”按钮进行保存，调入和执行。该窗口右上方一栏表示当前处理项目的可选子项，Fig.5交互窗口Fig.6文件选择窗口用户可以在这里改变处理流程，也可以输入指定数值。该栏下方是当前6.项目的数值的显示栏。最下方一栏是帮助栏，显示当前处理项目的信息。SPM5有时会弹出文件选择窗口(Fig.6)，用户可以选择指定的文件进行分析和处理。MRIcron软件的基本使用像的显示，叠加，也可以使用它附带的软件进行D1.装：解压后双击“InstallMR.exe”进行MRIcron的安装，安装时选择全部.图像显示：打开MRIcron后，点击“File”菜单，选择“Opentemplates”ÆMRIcron软件可以进行MRI图ICOM原始数据的格式转换，下面分别介绍：安安装。完毕后进入安装路径，双击“mricron.exe”运行程序。2“ch2.nii.gz”，这时MRIcron的主界面如图(Fig.7)：Fig.7MRIcron主界面1)主界面最上方为菜单栏，通过它可以实现对图像的查看，叠加等功能；3)可以通过调节它的大小来控制图像的4)右边，是活动层(activelayer)选择菜单。通过选择合适的5)应MNI坐标处的数值；.利用MRIcron进行DICOM格式转换：ICOM格式是医学数字图像的一种通用格式(DICOM=DigitalImagingandCom2)改变菜单栏下方左边的“X”,“Y”,“Z”三个数值，可以调整图像的显示层面，X表示左/右，用来调整左边的矢状位图像的层面；Y表示前/后，用来调整中间的冠状位图像的层面；Z表示上/下，用来调整右边的轴状位图像的层面；在“Z”的右边，是缩放控制菜单，缩放比例；在缩放控制的层来实现图像的叠加；屏幕左下角表示图像在对3DmunicationsinMedicine)。从Siemens3T机器直接得到的原始数据为DICOM格式，而SPM5只能识别Nifti格式(后缀为“.img/hdr”)的图像文件，因此，需要对原始数据进行从DICOM到Nifti的格式转换。数据介绍：实验数据为单侧视野视觉刺激任务fMRI数据，ER设计，共有三种条一（B）：注视屏幕中心的圆点幕右侧出现棋盘格闪烁刺激每个trial持续2秒，刺激呈现顺序随机。一共有99个时间点，TR=2秒。DICOM格式的数据，可以使用SPM5的DICOM转换功能进行数据转换，也能)进入MRIcron安装路径，双击“dcm2niigui.exe”，打开数据转换界面；件：1)条件2)条件二（R）：在注视圆点的同时，屏3)条件三（L）：在注视圆点的同时，屏幕左侧出现棋盘格闪烁刺激对用MRIcron所带的dcm2niigui工具进行转换，下面介绍后者（用SPM5进行数据转换的方法在第二天进行介绍）：12)点击Help菜单，选中Preferences，打开数据转换参数设置对话框；3)设置方法可以参考Fig.8（涉及到输出数据的文件名设置等）：Fig.8数据转换参数设置对话框4)点OK，关闭数据转换参数设置对话框；ormat)为“SPM5(3DNifTI5)在菜单栏下方，选择输出格式(OutputFhdr/img)”，如Fig.9所示：Fig.9选择输出格式6)点击File菜单，选择“DICOMtoNIfTI”，这时弹出输入文件选择窗口；据转换完毕后，进入DICOM数据所在文件夹，可以发现生成了99对以img和h7)在文件选择窗口中选择DICOM数据所在文件夹，点确定；8)MRIcron进行数据转换；数dr为后缀的NifTI格式的文件。Lab2用SPM5进行预处理实验内容z数据介绍z数据预处理SlicetimingRealignment（头动校正）Normalization（空间标准化）Smoothing（空间平滑）所需软件1.Matlab(version:7.1R14)2.SPM5(updates_958)数据介绍被试被动接受单侧视野视觉刺激，视觉刺激为以12Hz为闪烁频率的三角形棋盘格，基线为被动注视屏幕中心的小圆点，如下所示：1)基线（B）：注视屏幕中心的圆点（如Fig.1）2)条件一（R）：在注视圆点的同时，屏幕右侧出现棋盘格闪烁刺激（如Fig.2）3)条件二（L）：在注视圆点的同时，屏幕左侧出现棋盘格闪烁刺激（如Fig.3）Fig.1基线任务Fig.2左侧视觉刺激Fig.3右侧视觉刺激实验为事件相关设计(event-relateddesign)，每个被试扫描一个run，每个run含有99个trials,每个trial持续时间为2秒。因此总扫描时间为2×99=198秒。在99个trials中，最前面和最后面的8个trials均为注视点。其余的83个trials中包含大致等数目的注视点，左边闪烁，右边闪烁的trial，每种有27或28个trials，如Fig.4所示（Fig.4只是示例图，不代表真实扫描顺序）。Fig.4刺激呈现示例图实验数据由Siemens3TTrio磁共振机器扫描，其中BOLD功能像为EPI序列扫描（如上介绍），具体参数为：TR=2sec,Slices=25,dist.Fact=20%,slicethickness=3*3*4mm,in-planeresolution=64*64,voxelsize=3.13*3.13*4.80,horizontalscanning,FOV=200mm,12-channelcoil,自下而上间隔扫描除了功能像，被试还进行了3D结构像的扫描，具体参数为：T1-MPRAGE,sagittalscanning,in-planeresolution=256*256,#ofslice=176,voxelsize=1*1*1本实验将使用BOLD功能像数据。数据预处理对BOLD功能像进行数据预处理，原始数据为DICOM格式，需要进行格式转换（Lab1使用MRIcron进行转换，本Lab采用SPM5进行转换，两者相同），然后，进行时间和空间上的校正。下面介绍预处理进行进行时间和空间上校正的详细流程：1.将功能像DICOM原始数据放入一个空文件夹内，例如：D:\SPM_data\day_2\dicom_EPI2.新建一个文件夹，例如命名为：D:\SPM_data\day_2\func_preproc3.打开Matlab7.1，将SPM5设置为搜索路径，在指令窗口中输入：cd‘D:\SPM_data\day_2\func_preproc’4.在指令窗口中输入：“spmfmri”，打开SPM5DICOM格式转换5.在SPM的按钮窗口中点击DICOMImport按钮（如Fig.5）Fig.5DICOMImport按钮6.在弹出的输入文件选择窗口中选择dicom_EPI文件夹内的所有DICOM原始数据，点击Done进行确认（如Fig.6）Fig.67.在弹出的输出路径选择窗口中选择func_preproc文件夹（如Fig.7），点DoneFig.78.在左下角的窗口中需要输入用户指定参数（如Fig.8）Fig.8Outputimageformat[Twofile(img+hdr)NIfTI]UseICEDimsinfilename[No]等待SPM数据转换完毕，用MRIcron查看一个功能像（以f*打头的文件），注意图像分辨率，voxelsize等信息SliceTiming9.点击SPM按钮窗口中的Slicetiming按钮10.在SPM的交互窗口中进行数据和参数指定1)选中Data，点击NewSession，选中Session，点击SpecifyFiles2)在弹出的文件选择窗口中选择所有f*.img，点击Done3)选中NumberofSlices，点击SpecifyText，输入25，回车4)选中TR，点击SpecifyText，输入2，回车（TR是一个volume内第一层到下一个volume内第一层的间隔时间）5)选中TA，点击SpecifyText，输入“2-2/25”