神经影像数据处理/处理/步骤/场图校正

神经影像数据处理/处理/步骤
配准和归一化	场图校正	生理噪声回归

磁场不均匀性

大脑中组织的不同会导致静态场不均匀性，这会导致用于 fMRI 的快速敏感 EPI 序列中的信号失真。这种失真在充满空气的鼻窦与骨骼或组织相邻的区域变得很严重，例如额叶和颞叶。结果可能是图像的几何失真，甚至信号丢失，这使得很难在从 fMRI 时间序列计算出的激活图与未失真的解剖图像（通过较不敏感的序列获得）之间实现准确的配准。场不均匀性可以通过匀场在扫描过程中最小化。通过调整匀场线圈产生的许多一阶、二阶和更高阶磁场梯度，可以校正场失真。但是，在预处理过程中，可能需要或建议考虑匀场无法克服的不均匀性。^[1]

场图

场图是磁场强度在空间上的图像。场图可以通过获取具有略微不同回波时间的两个信号相位图像来获得。相位图像之间的差异与任何给定位置的场强成正比。如果场完全均匀，则由不同回波时间引起的相位差将在所有体素中相同，所得图像将是均匀的灰色。场图可以作为扫描过程的一部分获取，也可以在体模上获取，然后用于校正任何几何失真。^[2]

偏场校正

如果没有关于磁场分布的先验知识，则可以从收集的图像本身估计强度变化。假定该图像是在没有偏场的情况下，真实数据的组合以及偏场的失真效应。通常依赖马尔可夫随机场模型的校正算法被用来确定最可能的失真模式，并通过从偏置图像中去除计算出的失真来重建假设的真实图像。偏场校正也可以（或确实）考虑到组织分割，因为不同类型的组织被建模，然后不同组织中强度的分布变得相等。^[3]

实施

SPM

SPM 提供了两种几何失真校正方法。当失真沿着前后轴发生并且大脑的内在对称性不受影响时，重新校准和解卷绕被设计用于这种良性失真。但是，如果失真发生在其他轴上，例如左右方向，则应应用场图工具箱和 VDM 实用程序来克服这些严重失真。

参考文献

↑ Hutton, Chloe; Bork, Andreas; Josephs, Oliver; Deichmann, Ralf; Ashburner, John; Turner, Robert (2002). "Image Distortion Correction in fMRI: A Quantitative Evaluation". NeuroImage. 16 (1): 217–40. doi:10.1006/nimg.2001.1054. PMID 11969330.
↑ Huettel, S. A., Song, A.W., & McCarthy, G. (2008). Functional Magnetic Resonance Imaging (2nd edition). Sinauer Associates, Inc: Sunderland, Massachusetts, USA.
↑ Guillemaud, R.; Brady, M. (1997). "Estimating the bias field of MR images". IEEE Transactions on Medical Imaging. 16 (3): 238–51. doi:10.1109/42.585758. PMID 9184886.

进一步阅读

[1] Hutton, Chloe; Bork, Andreas; Josephs, Oliver; Deichmann, Ralf; Ashburner, John; Turner, Robert (2002). "Image Distortion Correction in fMRI: A Quantitative Evaluation". NeuroImage. 16 (1): 217–40. doi:10.1006/nimg.2001.1054. PMID 11969330.

[2] Huettel, S. A., Song, A.W., & McCarthy, G. (2008). Functional Magnetic Resonance Imaging (2nd edition). Sinauer Associates, Inc: Sunderland, Massachusetts, USA.

[3] Guillemaud, R.; Brady, M. (1997). "Estimating the bias field of MR images". IEEE Transactions on Medical Imaging. 16 (3): 238–51. doi:10.1109/42.585758. PMID 9184886.

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