五、功能磁共振成像分析软件包

在功能磁共振成像的早期，几乎每个实验室都有自己的数据分析软件包，不同实验室之间的程序几乎没有一致性。随着功能磁共振成像的成熟，这些内部软件包中的几个开始分发到其他实验室，随着时间的推移，其中几个软件包开始作为成熟的分析套件分发，能够执行功能磁共振研究的所有方面的分析。

今天，有许多用于功能磁共振数据分析的综合软件包，每个软件包都有忠实的追随者。(参见表1.1)所有这些包的网站都链接到图书网站。

1.1 主要功能磁共振成像软件包概述

1. SPM

SPM（统计参数映射）是第一个被广泛使用且开放分布的用于fMRI分析的软件包。它由卡尔·弗里斯顿(Karl Friston)和他在实验室的同事开发，当时被称为伦敦大学学院(University College London)的功能成像实验室(FIL)，它始于20世纪90年代初，最初是一个分析PET数据的程序，然后在20世纪90年代中期被改编用于分析fMRI数据。它仍然是最受欢迎的功能性磁共振成像分析软件包。SPM是用MATLAB构建的，这使得它可以在非常广泛的计算机平台上访问。此外，MATLAB代码的可读性相对较好，这使得查看代码并准确了解程序正在做什么变得很容易。即使不使用SPM作为主要分析软件包，SPM软件包中的许多MATLAB函数对于处理数据、读取和写入数据文件以及其他函数也很有用。SPM还可以通过其工具箱功能进行扩展，并且可以通过SPM网站获得大量扩展。SPM的一个独特功能是它的连通性建模工具，包括心理生理相互作用和动态因果建模。SPM提供的可视化工具相对有限，许多用户利用其他包进行可视化。

2. FSL

FSL(FMRIB软件库)是由牛津大学的Stephen Smith和他的同事创建的，并于2000年首次发布。由于FSL实施了许多前沿技术，因此近年来已获得了广泛的普及。首先，FSL一直站在fMRI数据统计建模的前沿，开发和实现了许多新的建模、估计和推理技术，这些技术在他们的FEAT、FLAME和随机模块中实现。其次，FSL包括一个强大的独立分量分析工具箱(ICA)，该工具箱在伪影检测和静息状态fMRI数据建模方面已变得非常流行。第三，FSL包括一套复杂的工具，用于分析扩散张量成像数据，用于分析白质的结构。FSL包括一个功能越来越强大的可视化工具，称为FSLView，它包括覆盖一些概率地图集和像电影一样查看时间序列的能力。FSL的另一个主要优势是它与网格计算的集成，这允许使用计算集群来极大地加速对非常大的数据集的分析。

3. AFNI

AFNI(功能神经图像分析)是由罗伯特·考克斯和他的同事们创建的，他们先是在威斯康星医学院，然后是在国立心理健康研究院(National Institutes Of MentalHealth)。AFNI是在一年一度的功能性核磁共振成像(FMRI)期间开发出来的，并拥有一批忠实的追随者。它的主要优势在于其非常强大和灵活的可视化能力，包括使用SUMA工具箱集成体积和皮质表面可视化的能力。AFNI的统计建模和推理工具历来不如SPM和FSL中的工具复杂。然而，最近的工作已经将Afni与R统计软件包相结合，这允许使用R中可用的更复杂的建模技术。

4. 其他重要软件包

BrainV oyager：是由Brain Innovation的Rainer Goebel和Coll lLeague开发的，是功能磁共振成像分析的主要商业软件包。它适用于所有主要的计算平台，尤其以其易用性和精致的用户界面而闻名。

FreeSurfer：是由马萨诸塞州总医院的Bruce Fischl和Coll开发的一个解剖MRI分析软件包。尽管它本身不是一个fMRI分析包，但它对于fMRI分析已经变得越来越有用，因为它提供了以最少的人工输入自动生成皮质表面模型和解剖切片的方法。然后，这些模型可以用来使用基于表面的方法来对齐对象之间的数据，在某些情况下，这种方法可能比更标准的基于体积的方法更精确，用于对象间的对齐。可以导入使用FSL或SPM获得的统计结果，并将它们投影到重建的皮质表面上，所有这些都是基于表面的分组统计分析。

以上内容来自《Handbook of functional MRI Data Analysis》。