基于cat12和SPM12进行VBM数据分析

一、基于cat12和SPM12进行VBM数据分析

VBM 能定量计算局部灰质体素的大小和信号强度，从而能够检测出局部脑

区的特征和脑组织成分的差异。

1.前期软件安装准备：

1.1 spm12和cat12软件安装

参考这篇文章操作：

https://blog.csdn.net/qq_44354520/article/details/103951458?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169131449516800188580354%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=169131449516800188580354&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-4-103951458-null-null.142^v92^chatgptT0_1&utm_term=spm12%E5%AE%89%E8%A3%85%E6%95%99%E7%A8%8B&spm=1018.2226.3001.4187

1.2 dpabi软件安装

根据这篇文章操作：

https://blog.csdn.net/qq_42356925/article/details/123928073

2.VBM图像预处理一般步骤

2.1图像格式转换

将原始的磁共振文件.dcm文件转换成spm以及cat能够处理的格式.nii文件。这里格式转换的方式有很多，比如使用dcm2niigui转换工具，或者直接使用dpabi软件进行转换，这里演示如何用dpabi进行图像格式的转换。

（1） 将工作路径切换至图像数据存在的地方，并在该路径下按如下图格式创建文件夹，其中T1Img文件夹中存放未经过格式转换的被试.dcm文件。

 

 

 每个subxx文件存放被试的.dcm图像文件：

 

 （2）安装好dpabi后在Matlab中键入dpabi进入dpabi操作界面，并点击如下图所示的dpabi按键进入图像处理界面。

（3）按照下图所示进行格式转换，选择好后点击Run即可。

 

 在与T1Raw相同文件夹的T1Img文件中生成了图像格式转换后的.nii文件，如下图所示：

 

 

 其中sub01_3DT1_20141225141440_5_Crop_1.nii文件便是我们后期需要处理的.nii文件，用mricron软件查看图像如下图所示：

2.2 检查图像，调整原点

首先就是需要我们自己手动调整一下结构像，打开spm，点击spm首页的PET&VBM，然后点Display，摆正每个被试的 T1 数据，并使 AC-PC 的连线水平。

 手动将蓝色十字线的交叉点放到大概下面这个位置，即前联合的位置。

2.3 原始脑结构图分割

基于cat12对被试者的原始脑结构图进行分割，分割成灰质、白质和脑脊液三个部分。

（1）运行Matlab2018a，在命令框中输入：spm敲回车，调用spm工具包。

（2）在SPM for functional MRI部分找到Toolbox，下拉找到cat12，点击打开cat12工具包，之后便会出现工具包cat12的操作界面，如下图：

 （3）点击segment，进入如下界面：

 

 选择需要处理的T1图像，参数配置好后点击左上角的小三角运行即可：

点击后出现如下运行界面：

（4）最终会在每个被试文件夹中生成三个文件夹——mri（分割之后的图像）、report（数据分割过程及结果存）、label。

        其中在mri文件夹内有分割后的文件。mwp1对应灰质， mwp2对应白质，report中有分割质量报告。

2.4 体积数据文件获取

回到cat12操作主界面，在statistical analysis部分，点击Get TIV，如图所示：

 

 输入文件后点击运行，在相应的默认文件夹下生成输出的.txt文件：

2.5 对图像进行平滑

运行spm12，点击Smooth，按下图操作，平滑核大小参考文献选择。

2.6 对图像进行标准化

使用spm进行标准化，这里选择上一步以及平滑后的图片

 3.VBM分析过程

3.1 生成设计矩阵

（1）点击上图中的圈1（Specify 2nd-level）按钮，进入以下界面：

 （2）双击Directory，这个是需要你选择你的输出结果放置的文件夹

（3）点击Design，选择two-sample t-test，接下来给Group 1 scans和Group 2 scans导入被试的结构特征数据。

 

以TIV（之前在2.4步保存的文件）、年龄、性别作为协变量回归。（注意顺序）

 4.点击RUN运行后在之前设置的输出路径下生成.mat文件

 

3.2 组间分析 

 1.点击Estimate,选择上一步生成的SPM.mat文件,点击run运行

2.点击Result,点击t-contrasts按钮,然后点击Define new contrast按钮

3.输入对比矩阵名称如HC-PA,输入对比矩阵，1 -1表示第一组减去第二组,点击OK,点击Done，即添加了一组，这里添加两组，分别为HC-PA与PA-HC,如下图所示：

 4.点击Done，之后按下图进行选择

 

 5.出现结果

 

 6.将结果保存，点击Save->threshold SPM，之后再给文件取名字回车即可