製作腦圖應該用什麼軟體（大話腦成像系列之）

2023-10-04 07:31:44

對於初學者（普通玩家）來說，不同的操作對應不同的mask，如果mask選擇錯誤，常常導致結果異常詭異。(比如算了半天，激活區跑到腦子外面來了，相信這個酸爽的經歷，很多朋友都有過吧？WHY?請給我一個合理的解釋！)

在這裡筆者講述下mask，與mask使用的技巧與原則。

mask是誰，mask要做什麼？

1、模板(mask )往往是與ROI聯繫在一起的。

(region of interest感興趣區，如果你一定要問我感興趣區是什麼，我覺得我們不在一個頻道上，放手吧，我們倆是不可能的)

在小時候填寫機答題卡的時候，老師改卷就是在正確答案上面挖洞，然後數個數。如圖1示。

圖1：挖過洞的正確答案機讀卡（其實我覺得全部塗D似乎得分更高，當然了，我絕對沒有這麼做過，因為會給零分，你至少要塗個C上去）

老師改卷的正確答案就是這張頂層挖了洞的答題卡，就是一個mask。在mask的作用下，你的正確答案（ROI）就一目了然的顯現了出來。

來自綽號高仿顏真卿的書法大師真跡，建議收藏並設為手機屏保，別人看到會認為你是個愛藝術，有品位的人

圖2：mask在計算中處理的機理

這樣就把感興趣的區域信號「520」 提取出來了。

（討厭！你們理工男就喜歡用這種晦澀難懂的方式出其不意的表達愛意，倫家完全get不到，小拳拳捶你胸口，答應你了啦）

3、常見的mask

根據我們使用的需要，把mask做成：二值模板、多值模板、概率模板。

1）二值模板：

二值模板就是簡單的卡一個閾值，白色的區域置為數字1，黑色區域設置為數字0。得到的區域就是我們想要得到的我們所感興趣的區域。如果需要研究大腦灰質，則把白質、腦脊液與大腦外的區域濾除即可（如下圖，有沒有覺得很像個熊貓臉啊？尤其是第二張，插個竹子就更像了，哈哈）

圖3：成年人大腦灰質模板

誰也不能阻擋我作為皇家（ROYAL）高端職業玩家研究腦島的熱情！如果想單獨提取腦島區域作為一個mask呢？想把腦島作為一個種子點那該怎麼辦呢？那就要利用下面的多值模板了。

2）多值模板：

多值模板的製作過程可以是解剖形態學分割，也可以是功能相近的區域，相較於二值模板，多值模板利用多個數值來定義不同的腦區，其實簡單粗暴的理解就是用一個模板來表示多個二值模板，在這裡筆者都擺上來給大伙兒看看。

圖4：AAL模板

如圖4展現的AAL模板，每一個顏色的區塊代表一個不同的區域。不同顏色代表一個不同的數字。然後特定數字對應特定腦區。

圖5：yeo的7網絡模板（yeo是哪位啊？）

與其說上面的結構模板是按照大腦皮層溝溝回回來分割，功能模板（如圖5）就是按照大腦功能區來劃分的。我們如果要提取特定腦區的ROI，可以查表（如表1），然後經過一系列非常高端非常嫻熟非常恐怖的操作（這就是我們高端職業玩家與普通玩家的區別之所在，普通玩家看看就行了，千萬不要模仿，妄想達到我這個層次）可以得到的單獨一個或幾個腦區的二值模板。

表1：多值模板數值與腦區對應表

註：功能模板的製作與表格的來源可以參考這篇文獻 The Human Brainnetome Atlas ANew Brain Atlas Based on Connectional Architecture

ref：YeoBT, Krienen FM, Sepulcre J, Sabuncu MR, Lashkari D, Hollinshead M, Roffman JL,Smoller JW, Zollei L., Polimeni JR, Fischl B, Liu H, Buckner RL. Theorganization of the human cerebral cortex estimated by intrinsic functionalconnectivity. J Neurophysiol 106(3):1125-65, 2011.

3）概率模板：

在定義什麼是灰質，什麼是白質的時候我們應該額外的小心。有時候灰質和白質的邊界在MRI上面表現得並不是非灰即白。（要不然為什麼freesurfer估計的表面與cat12估計的表面存在一定出入呢）在灰質與白質交界的地方存在一些模糊區域（就好像你我之間的感情剪不斷理還亂，藕斷絲連，難分難捨，正所謂敵中有我，我中有敵，敵敵我我，我我敵敵，無敵是多麼寂寞！我暈,跑題跑到天上去了，趕緊拉回來）。具體想把大腦灰白質中間這部分模糊區域分割成灰質還是白質需要自己定義。這就誕生了概率模板。

圖6：灰質概率模板

圖7：白質概率模板

看著圖6灰質概率模板，然後看看最初我講的灰質二值模板。是不是有幾分類似？灰質的二值模板就是選取灰質概率大於某一個特定值製作成的。概率模板在spm預處理的空間標準化這一步中起到了關鍵性的作用。如果您想用兒童的數據就請在網上找找兒童的模板來進行空間標註化（哈哈，我知道在哪裡找現成的兒童模板，這就是我這種非常NB,非常嫻熟的高端職業玩家與普通玩家的區別，如果想要請關注皇家思影科技公眾號並留言）。用成年人的模板雖然能夠計算出差不多的結果。但是請注意：如果計算兒童數據用成人模板，很有可能被審稿人提問噢。（還提問啥，直接拒搞，一周拒，一天拒，啊，想起當年我陳村的哥們，投了篇給nature ,兩小時拒，nature實在太社會了，真的是一點面子都不給啊）