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fMRI实验设计及数据处理

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fMRI实验设计及数据处理_第1页
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fMRI实验设计实验设计及数据及数据处处理理组块设计(blockdesign)时间相关设计(event-relateddesign)混合设计(hybriddesign)一实验设计Concepts:1Trial2Block实验设计组块设计+画线画线画线画线Blockdesign的特点及注意事项1具有较好的detectionpower2比较简单,容易统计3从某任务当前block开始到下一次该任务block开始的时间间隔最好不要超过128秒(high-passedfilter)4刺激间间隔小的话block效应越高5在一定范围内Block内的trial数越多越好,但研究表明block时间不宜超过60秒实验设计组块设计慢速事件相关实验设计:快速时间相关实验设计:实验设计事件相关实验设计spacedER16s事件相关设计特点及注意事项:1能分离事件,处理更灵活2刺激间间隔越随机化(加jitter或nulltrial)越好3快速事件相关实验设计中,单个条件最好有40个trial左右实验设计事件相关实验设计特点及注意事项:1能分离持续性神经活动(block)和短暂性神经活动(event)2处理和设计起来比较复杂,需要权衡的东西较多3要保证block和event的相关性不高实验设计混合实验设计打开spm点击右下角dicomimport,转换成spm格式的图。

Overview1预处理(preprocess)SlicetimingMotioncorrectionNormalizationSmooth2数据分析IndividualanalysisGroupanalysis二数据处理Slicetiming:block设计可以不做这步event设计中如采用间隔扫描,先做slicetiming再做头动矫正;如采用序列扫描,则先做头动矫正再做slicetiming输入参数:【DATA】:输入数据(所有fr开头的数据)【numberofslice】:每个scan的层数【TA】:TR-(TR/层数)【SLICEORDER】:扫描顺序例如:13245768间隔扫,输入:“1:2:层数2:2:层数”【reference】:参考层(可以是第一层,也可以是中间层)二数据处理预处理Normalization:空间标准化三种配准方法:1直接把bold图像与EPI模板配2个体bold像与结构像模板配(coregister)、结构像与模板配、再把两个结果配准3先把个体结构像与bold像配(coregister)、对结构像做segmentation、再把bold像与segmentation结果配(SMP8MANUAL)二数据处理预处理方法1直接把bold图像与EPI模板配1选择“Normalise:Estimate&Write”2选中“data”“newsbject”,在data下新出现的“subject”选项中作如下设置,“sourceimage”选择空间校准步骤中生成的mean文件,“imagetowrite”选择所有刚进行完校准的文件“ra*.img”,“templateimage”我们选择“EPI.nii”,其余采用默认设置,点绿三角运行。

生成w开头文件方法2:1coregister:estimate【reference】:结构像【source】:mean文件【otherimages】:选其他r开头头动后的结果2normalize:estimate&write【DATA】:newsubject【sourceimage】:结构像【IMAGETOWRITE】:结构像【TEMPLATEIMGE】:选SMP8文件夹内TEMPLATE文件夹中的T13normalize:write【DATA】:newsubject【ParameterFile】:*_sn.mat【ImagestoWrite】:所有rf文件二数据处理预处理方法3:1coregister:estimate【reference】:mean文件【source】:结构像2Segmentation:【DATA】:选一步的结果(sn.mat文件)3normalize:write【DATA】:newsubject【sourceimage】:选上一步的结果(sn.mat文件)【imagetowirte】:所有头动矫正和slicetiming后的文件二数据处理预处理Smooth:对数据进行平滑处理spm中默认平滑盒为888,如出不了结果,可以适当改小点,改为666生成s打头的文件。

check各个不同头的文件)二数据处理预处理个体统计:individualanalysis(1-stlevel)输入参数:【directory】:要保存结果的文件夹【Unitsfordesign】:下面输入的onsettime是以秒为单位还是以scan为单位【Interscaninterval】:TR是多少秒【DATA&DESIGN】:分run输入【SCAN】:该run预处理后的文件sw开头的文件【CONDITION】:有几个条件就定义几个,然后输入条件的名字和相应的Onsettime,block设计输入duration,ER设计duration为0;【multipleregressors】:输入头动参数,预处理获得的rp开头的文件【HIGHPASSFILTER】:基本默认【MODELDERIVATIVES】:ER设计选第二项输入参数以后运行:得到spm.mat的文件然后进行估计(ESTIMATE):选择spm.mat然后运行然后按RESULT查看结果注意:microtimeresolution,如果参考层不是第一层,要输入层数二数据处理数据分析群体统计:2-ndlevel【Directory】:结果要保存的地方【DESIGN】:实验设计【SCAN】:1-stlevel生成的con文件输入参数后ESTIMATE按RESULT查看结果二数据处理数据分析选择“results”选中“tcontrasts”,点击“definenewcontrast”,第一个任务“contrast”定义为“1”,第二个任务定义为“01”,第三个任务定义为“001”,第一个任务减第三个任务定义为“10-1”,第二个任务减第三个任务定义为“01-1”,第二个任务减第一个任务定义为“-11”1,删除前面不稳定的5个左右TR。

包括预处理和数据分析2,同一个被试不同的run,预处理要分开处理,统计分析时要放在不同的section处理注意事项1,运行brainvoyager,创建项目File-CreateProjectWizard-选择FMRproject-选择扫描仪获得的图像文件的格式(DICOM)-输入项目的名称-选择图像文件(数量多的功能像)-选择层数(后面的基本自动读取)-省略若干TR(25)-finish2,检查项目的特性,对话框“FMRProperties”自动出现也可以通过“File”-“FMRProperties.”随时查看3,点击verified,确认“Voxelresolutiondefinition”和“Temporalresolutionandslicetimingdefinition”注:有些扫描仪给的图像使用File-newProject来建立选择首张图像、省略数目和设置存储目录就可以Brainvoyager处理步骤第一步,建立一个项目1,左边的3D工具栏,图标的含义分别为:显示和隐藏工具栏、显示和隐藏边框、显示减少列、显示增加列、显示减少排、显示增加排、减少过滤、增加过滤、调整窗户大小、缩小、放大。

2,通过按pgup和pgdn键来翻页看图3,通过“FMRProperties.”的“layout”图标,或者Options-LayoutAndDisplayOptions,设置显示图像的排列,包括首张显示图、几排和几列4,通过同时按下“ctrl”键和鼠标右键来看选定图的放大图第二步看3D图,排列和放大1,打开前面创建的frm项目文件2,点击菜单栏“Analysis”-“StimulationProtocol.”启动刺激序列对话框3,输入文件名(生成的文件存储为*.prt的刺激序列文件,可以用文本编辑器进行编辑,模板见后页)4,输入条件名和编辑颜色5,分别定义每个条件的时间序列1)逐个定义法:点击条件和“Intervals”定义每个条件每个刺激的发生和结束时间2)图形定义法,block设计可以通过图形设置法简单完成创建3)生成器生成法如果不同条件交替次数多,逐个输入工作量很大,可以采用自行编辑prt文件的方法,也可以通过生成器,自动把presentation和eprime的文件自动生成prt文件4)prt文件编辑法,按照后面提供的刺激序列模板,把时间序列改为自己的实验序列,存为*.prt文件。

第三步,创建刺激序列FileVersion:2ResolutionOfTime:msec(时间序列单位)Experiment:Annemiek1(实验名称)BackgroundColor:000TextColor:255255255TimeCourseColor:255255255TimeCourseThick:3ReferenceFuncColor:0080ReferenceFuncThick:3NrOfConditions:3(条件数目)AAA(条件1名称)7(刺激次数)016000(左=onsettime,右=offsettime,miliseconds).5776573765114177130177170615186615227299243299283732299732340180356180color100100100FMRProperties-referencedprotocolfile进行连接2,点击菜单Analysis-ComputeLinearCorrelationMaps3,比较两个条件的激活,鼠标右键点击一条件,左键点击另外一条件,然后点击“HRF”和“go”4,排列和放大的方法看图(第二步),注意使用过滤(theshold)按钮。

5,兴趣区脑活动时间进程鼠标点击或者选定一片区域,就出现兴趣区脑活动时间进程图按下ctrl键,可以同时看两个兴趣区6,可以把比较的结果存下来以后打开直接看第四步,统计和分析类似spm的预处理,处理后可以再进行第四步的统计分析,增加推论力度1,点击菜单“Analysis”-“FMRDataPreprocessing.”2,对原始数据处理越多,增加的error越多一般后四项比较常用3,生成一个新的frm文件AAA_SCCAI_3DMCT_SD3DSS4.00mm_THPGLMF2c.fmr项目名_Slice校正_头懂校正_空间平滑(高斯过滤4毫米)_TemporalHighPass(GLMFourier)with2cycles/points_.Fmr4,头动参数图,红-X方向平移,绿-Y,蓝-Z,黄-X方向转头,紫红-Y转,青-Z转鼠标右键点击头动图,显示具体参数,储存头动参数第五步标准化处理1,打开预处理后的新项目文件,(AAA_SCCAI_3DMCT_SD3DSS4.00mm_THPGLMF2c.fmr)2,点击菜单“Analysis”-“GeneralLinearModel:SingleStudy.”,打开“SingleStudyGeneralLinearModel”对话框。

3,定义各种预测鼠标右键点击右侧条件(不需要点击左键比较了,此时各条件已经归零)后,按“HRF”,形成第一种预测点击“addpred”定义第二种预测,同理第三、四4,按“Save”保存为*.sdm文件,按“go”(没存会自动生成AAA_SCCAI_3DMCT_SD3DSS4.00mm_THPGLMF2c_FMR_autosave.sdm文件第六步一般线性模型统计分析(单个被试GLM)5,最底下的状态栏显示鼠标指示的坐标和统计值6,点击“Analysis”-“Over。

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