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利用fsl进行配准

2023-05-16

利用fsl进行配准

配准概念

配准就是将两个不同空间(体素，扫描的位置不一致的nii)，配准到同一个空间上，使得两者在大脑上的相应位置就可以一一对应上了

image-20221006105658771

通常MRI数据处理的步骤：先配准到template,再normalization

配准的方式

线性配准（linear transform/affine）

image-20210906220240774

非线性

每个体素都可以有自己不同的转换方向

每个工具配准的算法都不一样，比如Ants

图片的**上采样(upsampling)**目的是为了放大图像，采用各种插值的方法插入新的像素点，下采样就是缩小图片

在这里插入图片描述

image-20221006105849128

配准的步骤

要经历特征提取和空间变换，如果图像的大小不一致，那么就要进行图像插值。 对变化后的浮动图像和参考图像进行相似度检测，然后判断是否达到相似度最优，如果达到了那么输出，没有达到用算法优化变换参数。

image-20210911170202528

基本概念：标准空间，结构空间，功能空间

显示一些结构影像的就是结构空间，还有一种structural MRI结构MRI，常见的T1,T2就是结构

functional MRI就是功能MRI，显示一些功能的信息，比如思考的时候脑是哪些部位在起作用

标准空间就是一些标准脑图所在的空间，比如MNI152

自由度：几个自由度就是可以在几个方向上变换

ref:

医学图像配准技术综述 - 妙祖的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/267339046

https://blog.csdn.net/qq_41375318/article/details/103006360

https://space.bilibili.com/542601735/channel/detail?cid=179145 配准宝藏UP猪

使用fsl图形界面进行配准

可以使用fsl对图像进行配准或者Ants进行配准

fsl下载

这里不作介绍了

FSL下载步骤：https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FslInstallation/Linux

非线性配准：https://blog.csdn.net/happyhorizion/article/details/79665363

还可以使用ANTs进行配准： https://www.bilibili.com/video/BV1P5411h7cT?share_source=copy_web

在电脑上安装fsl后，输入fsl,选择FLIRT这个配准工具箱，进入如下界面

image-20221006110228666

其中referencnce image为参考图像，fsl会将input image配准到参考图像的空间域中，并且输出到output_image的路径下，通常情况下采用默认的参数来进行配准就好了，如果自己没有referencnce image可以选择都配准至标准空间，即标准脑

如何选择合适的ref image

MNI152_TI_1mm_Brain_Mask.nii.gz T1就是指TIw,1mm是说间距1mm，Brain是 skull stripped去掉了脑壳的，Mask就是掩膜图片

output images就复制input images的名字加个_reg就行了

具体参数的选择如下：

search选项

已经配准了不需要寻找

没有配准，但是有相同的方向

方向也不相同

可能就是配准时的空间变换范围，如果两张图片方向相同：就是都是脑袋朝上就是方向相同？他的变换就不会超过多少多°，反正选默认的就行了

cost function(代价函数)

  • Correlation Ratio：用于MRI各个模态之间的配准，比如T1 MRI与T2

  • Mutual information(互信息)，常用于不同影像模态，比如PET与MRI,CT与MRI

  • Least Squares(最小二乘法)，相同模态

  • Normalised Correlation 用于相同模态，改变亮度，对比度

  • Normalised Mutual Information 不同模态

interpolation(插值)

  • **Nearest Neighbour：**最近邻，常用于离散化标签影像(掩膜文件这种的)

  • **Trilinear:**三线性插值，常用，快速，不太准确

  • **Spline:**样条法，较慢，可能会差生范围外的值

-omat xx.mat是输入变换矩阵。

使用fsl命令行进行配准

如果是在服务器上没有图形界面，可以使用xshell+xmanager将图像界面转发至自己的电脑，或者直接使用命令行进行配准

其实用图形化界面也是利用命令行进行配准，只是图形化界面不需要自己输入命令行

上例的命令行为

/usr/local/fsl/bin/flirt -in /data/yuzun/SE_0919/nii/medium/SE_0919_medium.nii.gz -ref /data/yuzun/SE_0919/nii/HR/SE_0919_HR.nii.gz -out /data/yuzun/SE_0919/nii/medium/SE_0919_medium_reg.nii.gz -omat /data/yuzun/SE_0919/nii/medium/SE_0919_medium_reg.mat -bins 256 -cost corratio -searchrx -90 90 -searchry -90 90 -searchrz -90 90 -dof 12  -interp trilinear

只需要修改输入输出的路径就可以对自己的MRI进行配准

fsl命令

fslinfo 查看nii文件的信息

fslhd 查看更加详细的信息

fslstats各种统计数据

fslroi 剪切nii文件

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fsl

进行配准

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