神经影像数据处理/处理/工具/FSL
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FSL是用于功能性核磁共振成像(FMRI)、磁共振成像(MRI)和弥散张量成像(DTI)脑影像数据分析的全面工具库。它既可以通过FSL主GUI使用，也可以通过命令行使用。GUI的优点在于简单易用，但缺点是与命令行相比灵活性较差。FSLView作为显示工具，可以与处理和分析完全独立使用。目前FSL只接受NIFTI格式的输入文件，DICOM文件需要在采集后并处理前转换为NIFTI格式。从DICOM到NIFIT的转换可以通过多种方法完成，例如mricron的dcm2nii或dcmstack。在GUI中，定义了九个常用的模块，根据输入文件类型，它们可分为功能导向、结构导向或扩散导向模块。结构导向功能包括“BET脑提取”、“FAST分割”、“FLIRT：线性配准”；功能导向功能包括“SUSAN噪声抑制”、“FEAT FMRI分析”和“MELODIC ICA”；DTI导向功能包括“FDT扩散”。除了这些功能模块外，还有一个名为“POSSIUM MRI模拟器”的模拟器，它是一个软件工具，可以生成逼真的模拟MRI和FMRI图像或时间序列。POSSUM（面向物理的模拟扫描仪，用于理解MRI）包括用于脉冲序列生成、信号生成、噪声添加和图像重建的工具。
假设FSL的所有环境变量都已设置好，有两种方法可以启动FSL，既可以通过用户GUI，也可以通过命令行。
只需在控制台中输入fsl，即可访问主GUI，您可以在其中通过点击选项来访问模块。
fsl
根据您的操作系统，您可能需要在将此启动命令输入控制台/终端之前执行一些额外的步骤
| 操作系统 | 准备步骤 |
|---|---|
| Linux/Unix | 要告诉您的终端，以下命令指的是fsl-toolbox，您需要输入FSL 大写字母。之后您会收到一条消息，表明您的终端将接受fsl命令。 |
| Windows | FSL无法在Windows下运行。因此您需要额外的软件来模拟另一个操作系统。FSL可以在像VMware Player[1]或VirtualBox[2]这样的虚拟机下完美运行 |
| Mac OS X | 无需任何准备步骤 |
如果您想直接跳转到特定的模块，只需输入以大写字母开头的名称，例如Melodic，代表Melodic ICA
Melodic
如果您想从命令行启动某个功能，只需输入该功能的名称（小写），以及该功能所需的参数。
melodic -i inputfile
| 功能 | GUI/命令 | 目标 | 在线文档 |
|---|---|---|---|
| BET | 两者 | 脑提取 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/BET |
| FAST | 两者 | 组织分割 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FAST |
| FIRST | 命令 | 皮质下分割 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FIRST |
| FLIRT | 两者 | 线性配准 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FLIRT |
| FNIRT | 命令 | 非线性配准 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FNIRT |
| FUGUE | 命令 | EPI失真校正 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FUGUE |
| SIENA | 命令 | 萎缩分析 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/SIENA |
| FSL-VBM | 命令 | 灰质密度 | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FSLVBM |
在FSL中，功能图像可以通过两个集成工作流进行分析，而不是像SPM和AFNI那样逐步骤进行。一个实验的分析可以在不到一分钟的时间内完成设置，一级分析可以在5-20分钟内完成，并生成一个网页分析报告，包括彩色激活图像和数据与模型的时间进程图。
FEAT基于广义线性模型(GLM)。它允许描述实验设计；然后创建一个模型，该模型应该拟合数据，告诉您大脑在响应刺激时激活的位置。在FEAT中，对一级（时间序列）数据使用的GLM方法被称为FILM。FILM使用鲁棒且准确的非参数时间序列自相关估计来对每个体素的时间序列进行白化处理；与不进行白化处理的方法相比，这提高了估计效率。
MELODIC是无模型分析，它使用独立成分分析(ICA)将一个或多个4D数据集分解成不同的空间和时间成分。MELODIC可以提取不同的激活和伪影成分，而无需指定任何明确的时间序列模型。
FSLUTILS是一组有用的命令行实用程序，允许转换、处理等Analyze和Nifti格式数据集。它们中的许多程序都可以在3D和4D数据上运行。对于这些程序中的每一个，只需键入程序名称即可获得使用帮助。这些命令可以根据其目标大致分为四类。
1. 图像的数学操作
| 功能 | 目标 | 示例命令 |
|---|---|---|
| fslcc | 运行一个4D数据集中每个体积与另一个4D数据集中每个体积之间的互相关 | fslcc input1.nii input2.nii （测量ICA输出的相似性） |
| fslfft | 输出复杂输入体积的快速傅立叶变换（或逆变换） | fslfft input.vol output.vol |
| fslmaths | 简单但功能强大的程序，允许对图像进行数学操作 | fslmaths func_data.nii -bptf 25.0 -1 func_data_tempfilt.nii （带通时间滤波） |
| fslmeants | 输出一组体素的平均时间序列 | fslmeants -i input.nii -o mean.txt -m mask （基于种子相关性的初步步骤） |
| fslroi | 从图像中提取感兴趣区域 (ROI) | fslroi input.nii output_roi.nii 0 1 (提取第一个体积) |
2. 文件组合和拆分
| 功能 | 目标 | 示例命令 |
|---|---|---|
| fslcomplex | 允许将 3D 或 4D 复杂图像文件拆分为对应实数部分或从对应实数部分构建。 | fslcomplex -complexsplit source dest 1 3 |
| fslinterleave | 将两个输入交织在一起形成一个组合图像，这种组合仅在 Z 轴上进行。 | fslinterleave input1 input2 output |
| fslmerge | 将图像文件串联成单个输出文件。这种串联可以在时间、X、Y 或 Z 轴上进行。 | fslmerge -t outfile infile1 infile2 (将文件按时间序列串联) |
| fslslice | 将 3D 文件沿 Z 轴拆分为多个 2D 文件。 | fslslice volfile slicefile |
| fslsplit | 将 4D 文件拆分为多个 3D 文件，可以按时间、X、Y 或 Z 轴进行。 | fslsplit -t input outfileprefix (沿时间序列拆分体积) |
3. 与头文件相关的工具
| 功能 | 目标 | 示例命令 |
|---|---|---|
| fslcpgeom | 将具有相同文件类型的一个图像的头部信息的部分复制到另一个图像。 | fslcpgeom source dest |
| fslcreatehd | 创建一个新的图像头部，以及一个强度为零的数据图像。 | fslcreatehd |
| fslhd | 报告 Analyze 或 Nifti 头部的每个字段。 | fslhd input.nii |
| fslinfo | 报告 Analyze 或 Nifti 头部的基本子集。 | fslinfo input.nii |
| fslval | 报告图像头部中的特定参数。 | fslval input.nii |
4. 与方向相关的工具
| 功能 | 目标 | 示例命令 |
|---|---|---|
| fslreorient2std | 重新定向图像以匹配标准模板图像 (MNI152) 的方向，但这只会旋转 90、180 或 270 度，不能替代配准。 | fslreorient2std input output |
| fslorient | 高级工具，用于报告或设置文件中的方向信息。 | fslorient -forceradiological input |
| fslswapdim | 高级工具，用于重新排序数据存储，以允许在轴向、矢状和冠状切片之间进行更改。 | fslswapdim |
可以通过在终端中键入以下内容启动 FSLView：
fslview --help
1. 光标视图
框-1：显示和控制光标在体素中的位置。
框-2：显示和控制光标在毫米中的位置。
框-3：显示和控制 4D 数据集中当前的体积。
框-4：显示当前光标位置体素中的值。
2. FSL 图像叠加
框-1：标有向右箭头层的层是“主层”。此层是在任何给定会话期间加载的第一个层，并且不能从列表中删除，因为查看器的许多显示功能都是根据此层的属性确定的。
框-2：“可见性”复选框控制是否显示给定层；“锁定”复选框决定是否可以编辑给定层；“透明度”滑块决定选定层与下方层如何混合。