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1、Lab 1 MRIcro 和 SPM2 的安装和介绍 实习内容 MRI 实验：扫描室参观及被试准备 1. 控制室简单介绍 2. 被试实验准备 3. 扫描 ACR 水模 (localizer 、MP-RAGE) 数据处理：MRIcro 和 SPM2 的安装及介绍 1. 数据：ACR phantom image 2. 软件：MRIcro (version 1.40), SPM2 3. 内容： 1) Matlab 简介 2) SPM2 安装及主界面介绍 3) MRIcro 安装及主界面介绍 4) 用 MRIcro 查看 ACR 图像 数据介绍 实验数据可以从 CD 中获得 （在 DataLab1Da
2、ta 目录下），是由 Siemens 3T Trio Scanner 扫得的 ACR 水模的 Mosaic 格式的原始数据。共有 192 个文件，文件名依次为： BNU_TRAINING_MPRAGE_ACR_1.MR.8.158.2007.08.08.15.41.38.125000.7522244.IMA BNU_TRAINING_MPRAGE_ACR_192.MR.8.158.2007.08.08.15.41.38.125000.7522244.IMA 所需软件 本实验需要 MRIcro(version 1.40)和 SPM2 两个软件，下载地址如下： MRIcro： http:/www.
3、sph.sc.edu/comd/rorden/mrizip.zipSPM2： http:/www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/Matlab 6.5 介绍 1. Matlab 界面 在所有实验中，我们将使用 Matlab 6.5 软件包 (The MathWorks, 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 Command Window, Command History, Current Directory 和 Workspace。这时，Matlab 将呈现四个子窗口： BICBR N
4、euroimaging training workshop, August 12-16, 2007110 z Command Window：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； z Command History：位于左下方。即历史命令窗口，存放历史输入命令； z Current Directory：位于左上方。即当前工作目录，显示当前目录下的文件信息； z 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.1 Matlab 6.5 的主界
5、面 这时， 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 z 设置当前工作路径： 1. 在 Windows 下建立一个新文件夹，如： D:workMPRAGE_ACR 2. 在 Matlab 的指令窗口中键入： cd D:workMPRAGE_ACR 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： BICBR Neuroimaging training workshop, Au
6、gust 12-16, 2007210ans = d:workMPRAGE_ACR z 添加搜索路径： 1. 点击 Matlab 最上方的“File ”按钮，在下拉菜单中选择“Set Path ” 2. 在弹出的路径设置窗口中选择“Add with Subfolders ”，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搜索路径列表中 5. 点击“Close ”按钮 6. 完成搜索路径添加 Fig.2 添加搜索路径 z 其他常用命令 load 载入变量到内存 clear 清除内存中所有的变量 exit 退出 Matla
7、b helpwin 打开帮助窗口 SPM2 介绍和安装 SPM2 软件以压缩包形式存放在 CD 中（在 ApplicationSPM2&Manual 下）。将其拷贝到硬盘中，解压缩，得到一个名为“ spm2”的文件夹。假设这个文件夹在“D:tempspm2 ”目录下，下面介绍如何安装及打开 SPM2。 BICBR Neuroimaging training workshop, August 12-16, 20073101. 打开 Matlab，将 SPM 所在目录“D:tempspm2 ”加入到 Matlab 的搜索路径中（利用“添加搜索路径”所示的方法，将 spm2 及其所有子文件夹添加到
8、Matlab 的搜索路径中） 。 2. 在启动 SPM 前，最好先确认 SPM 默认变量的设置是否正确。 SPM 的默认设置存在 spm_defaults.m 文件中。 3. 在 Matlab 指令窗口中输入“edit spm_defaults ”，打开 spm_defaults.m 文件。 4. 查看 defaults.analyze.flip 条目。确认 defaults.analyze.flip 值为 1，如不是1 则需要改成 1 （如 Fig.3 所示）。 Fig.3 5. 在 Matlab 指令窗口中输入“spm fmri ”，会出现三个窗口。 6. 在屏幕左上方的窗口是 SPM 按
9、钮窗口（如 Fig.4 所示）。 Fig.4 SPM的按钮窗口 7. 在这个窗口的下方，是 SPM 的输入窗口（或叫交互窗口），如图 Fig.5 BICBR Neuroimaging training workshop, August 12-16, 2007410 Fig.5 SPM的交互窗口 8. 在屏幕右边的大窗口是 SPM 的图形窗口 (Fig.6) ，它的作用是呈现结果 Fig.6 SPM 的图形窗口 BICBR Neuroimaging training workshop, August 12-16, 2007510ACR MRI phantom 介绍 ACR 是 American
10、College of Radiology（美国放射学会）的缩写，它制定了MRI 机器成像质量评估 (QA) 标准，通过对 ACR MRI phantom 扫描成像来确定MRI 机器的成像质量。 ACR MRI phantom 是一种特殊的水模，如 Fig.7 所示。通常在每天开始扫描被试之前用它来检查成像质量，在本实验中，我们用它来了解DICOM 格式转换和 MRIcro 的用法。 Fig. 7 ACR MRI phantom 利用 SPM2 进行格式转换 既然有了 ACR 水模的原始图像，可以利用 SPM2 的“ DICOM”功能实现数据的转换，将 DICOM 格式的原始图像转换成 SPM
11、支持的 ANALYZE 格式图像。 1. 将 CD 中 DataLab1Data 下的所有 *.IMA 文件拷贝到硬盘中（例如拷贝到“D:workMPRAGE_ACR ”文件夹下） 2. 将 Matlab 工作路径设置成“D:workMPRAGE_ACR ”文件夹所在路径 3. 打开 Matlab 4. 在 Matlab 命令窗口中输入“open spm_defaults ”，确认 defaults.analyze.flip一栏中的值为 1，如不是 1 则需要改成 1 5. 在 matlab 命令窗口中输入“spm fmri ”，打开 SPM2 6. 点选 SPM2 的 Toolboxes 菜
12、单中的 DICOM 选项，如 Fig.8 所示： BICBR Neuroimaging training workshop, August 12-16, 2007610 Fig.8 SPM2 中的 DICOM 按钮 7. 在弹出的对话框中选择所有原始数据(*.IMA) ，点 Done 8. 待转换完毕，删除该文件夹下所有*.IMA 文件（即原始数据文件） 9. 结果将在该文件夹下生成三个*.img/hdr/mat 文件，即为 ANALYZE 格式的 ACR 图像 10. 退出 SPM2 和 Matlab MRIcro 软件安装和介绍 在 CD 中“ ApplicationMRIcro&Manu
13、al”文件夹下双击“MRIcro_install.exe ”文件，进行 MRIcro 安装。注意：在安装过程中，请将所有组件都安装（默认全部安装），这样，可以方便的在安装目录下查看 MRIcro 软件的帮助文件（这些帮助文件是网页形式的，存放在 MRIcro 安装目录下的 html 文件夹下） 。安装成功后， MRIcro 会自动关联“ *.img/hdr”文件。双击任何一个“ *.img”或与之搭配的“*.hdr ”文件都可以打开 MRIcro 对该图像进行查看。另一种查看图像方式BICBR Neuroimaging training workshop, August 12-16, 2007
14、710是利用 MRIcro 主菜单的“File Open image”来打开图像，将在下面介绍。 用 MRIcro 查看 ACR 图像 1. 双击 MRIcro 图标，打开 MRIcro 2. 点击 File 菜单，选 Open image（如图 Fig.9） Fig.9 用“open image ”打开图像 3. 选择“MPRAGE_ACR ”文件夹中的“sAnonymous-0008-00001-000192.hdr ”，然后点“打开”，MRIcro 呈现如 Fig.10 所示的 ACR 的图像（冠状面） ： Fig.10 MRIcro 中呈现出 ACR 水模的图像（冠状面） BICBR
15、Neuroimaging training workshop, August 12-16, 20078104. MRIcro 界面介绍 窗口最上方为菜单栏 (Fig.11) ， MRIcro 的各种功能几乎都能通过下拉菜单中的按钮来完成 Fig.11 图像信息显示在 Header Information 栏目 (Fig.12) 中，包括图像大小 (Dimension) ，分辨率 (Size) ，原点信息 (Origin) 等 Fig.12 在 Slice Viewer 栏目 (Fig.13) 中点击各种图标，可以控制图像的显示方式。Fig.13左上方前四个图标分别表示将图像以：轴状位/ 矢状位
16、/ 冠状位/ 三视图 方式显示。右下方的“x2 ”表示将图像以放大 2 倍方式呈现。 Fig.13 Slice Viewer 栏目下方是感兴趣区域 (Region of Interest, ROI) 绘制窗口（如 Fig.14） Fig.14 Fig.14 左下角的一些数字显示了图像中十字交叉所在位置的坐标和该点的值。例如： -123x-8x74: 9/9 表示，在 -123 -8 74这个坐标下，图像的值为 9（注： 9/9 中，前一个值表示信号的真实值，后一个值表示经过 scaling 后的值，这里 scaling=1，因此 91 9，与信号的真实值相同） 点击三视图呈现按钮 (Fig.13 中左上方第四个图标) ，把图像放大倍率调成“
