ADNI的MRI数据处理学习过程 (HD-BET去脑壳,FSL模板配准等)

本文记录FSL学习过程,FSL只能在Linux下运行,选择在WSL中配置。介绍了下载安装方法,还说明了使用Python调用FSL的方法,包括fslpy库的安装。此外,讲解了将图像配准到MNI152模板的操作,补充了空间变换、代价函数等知识,还提及分割脑壳的模型。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

FSL学习过程

下载及安装

​ FSL只能在Linux下运行,这里选择在WSL(windows的Linux子系统)中配置FSL。

  1. 下载:从官网FSL - FslWiki (ox.ac.uk)下载安装FSL的python文件“fslinstaller.py”。

  2. 安装:在WSL中输入 python3 fslinstaller.py,然后输入yes,等待脚本自动下载安装,完成后结果如下图。

在这里插入图片描述

使用

​ FSL除了使用bash命令和可视化UI进行使用以外,也可以用Python和R语言进行调用。这里记录Python调用的方法,用到的库为fslpy,由于网上基本没有这个库的教程,这里就安装官方文档的内容进行记录,可能会有些地方有理解错误。

fslpy的安装

参考链接 ——> { PyPI:fslpy · PyPI GitHub:GitHub - pauldmccarthy/fslpy: This is a mirror. }**

1. 库的安装: 通过pip安装,pip install fslpy;或是conda,conda install -c conda-forge fslpy
2. 依赖库的安装: wxPython;indexed_gzip;trimesh;Pillow (直接用conda或者pip就行)
3. API文档: https://open.win.ox.ac.uk/pages/fsl/fslpy/


配准到MNI152模板

​ 1. 按照官方文档的建议,首先应该先把图像的方向和模板进行统一,使用fslreorient2std进行处理。

在这里插入图片描述

​ 结果参考如下:

在这里插入图片描述

​ Python代码,直接在对应目录下打开powershell然后运行wsl,切换conda环境就可以运行Python脚本:

import os
from tqdm import tqdm
from fsl.wrappers import misc

path = 'OUT_SEG'  #文件路径
savePath = 'OUT_SEG_FR'  #保存路径
files = os.listdir(path)
bars = tqdm(files)  #进度条
for stop, file in enumerate(bars):
    filePath = os.path.join(path, file)
    fileSavePath = os.path.join(savePath, file)
    misc.fslreorient2std(filePath, fileSavePath)  #函数调用
    # if stop==10:                               #调试用的停止标志
    #     break
  1. 线性变化进行影像配准,类似的方式,调用的是fsl.wrappers.flirt.flirt方法。

在这里插入图片描述

  • src:输入图像
  • ref:参考图像
  • out:输出图像
    (还有一些其他的参数,例如空间变化方式,代价函数,插值方法可以参考命令行版本的参数设置)

​ 参考结果:

在这里插入图片描述

​ 同样的给出Python代码:

import os
from tqdm import tqdm
from fsl.wrappers.flirt import flirt

inputPath = 'OUT_SEG'  #文件路径
refPath = 'ref/MNI152_T1_1mm_brain.nii.gz'  #参考文件路径
savePath = 'OUT_SEG_FR'  #保存路径
files = os.listdir(inputPath)
bars = tqdm(files)  #进度条
for stop, file in enumerate(bars):
    filePath = os.path.join(inputPath, file)
    fileSavePath = os.path.join(savePath, file)
    flirt(src=filePath,
          ref=refPath,
          out=fileSavePath,
          cost='corratio',
          dof=12,
          interp='trilinear')  #函数调用
    if stop == 10:  #调试用的停止标志
        break

补充

1. 空间变换
当我们进行配准时,必须要选择配准的空间变换方式,不同的方式,对大脑的形状和大小改变不一样。常用的有:

  • 刚体变换(Rigid-Body Transformations): 6个自由度(3转动,3平动)
  • 仿射变换(Affine Transformations): 12个自由度(3转动,3平动,3缩放, 3偏斜/剪切)
  • 非线性变换(Non-Linear Transformations):多于12个自由度

这里的3是指有3个方向(x, y, z)

2.cost functions
cost functions,即代价函数用于评判配准的好坏。

  • correlation ratio(相关比):默认,常用于MRI模态之间
  • mutual information(互信息):常用于不同影像模态之间,如CT和MRI
  • least squares(最小二乘法):用于相同模态
  • normalized correlation(标准化相关):用于相同模态,改变亮度,对比度
  • normalized mutual information(标准化互信息):用于不同模态插值

3.fsl flirt 中的插值方法

  • trilinear(三线性插值):默认,快速

  • nearest neighbour(最近邻插值):用于离散化标签影像

  • spline(样条法):较慢,会产生范围外的值

  • sinc函数法

4.配准模板

fsl安装目录下,默认在/usr/local/fsl/data/standard文件夹中,常用的MNI152的有这些(0.5mm,1mm,2mm代表精度,带有brain的是去脑壳的。):

在这里插入图片描述

5.有关FSL的其他参考资料

6.有关分割脑壳的说明

​ 在这里所用到的影像已经是去了脑壳的,用的是一个深度学习模型HD-BET,相较于CAT12或是FSL,效果都要更加精确一些。框架是pytorch,调试起来也并不复杂,如果是tensorflow的可以使用另一个模型deepbrain,链接都放在下面了。

HD-BET链接:GitHub - MIC-DKFZ/HD-BET: MRI brain extraction tool
deepbrain链接:GitHub - iitzco/deepbrain: Deep Learning tools for brain medical images

<think>好的,我现在需要帮助用户确认安装FSL的最佳方式,并且提供详细的步骤。用户之前已经询问过类似的问题,我之前推荐了conda安装,现在用户再次确认,可能需要更详细的指导。 首先,用户强调自己不懂编程,希望安装过程简单且减少出错。可能需要避免复杂的命令行操作,但conda还是相对适合的,因为步骤已经比较简化。不过用户可能需要更详细的每一步说明,比如下载链接、具体点击哪里等。 接下来,我需要检查之前的回答是否有遗漏的部分。比如在安装Miniconda时,用户可能需要更明确的指导,特别是针对不同操作系统的步骤差异。比如Windows用户可能需要指导如何找到Anaconda Prompt,而Mac和Linux用户则使用终端。 另外,用户提到希望功能完整,所以需要确认conda安装的FSL是否包含所有必要的工具,比如eddy、dtifit、TBSS等。可能需要说明conda安装的是完整版还是简化版,如果是简化版,是否有其他步骤补充。 还要考虑常见问题的解决方法,比如安装过程中的网络问题,或者环境激活失败的情况。可能需要添加换镜像源的步骤,或者检查环境变量是否设置正确。 另外,用户可能需要优化命令,比如在安装时指定版本,确保稳定性,或者置环境变量使得使用更方便。比如,是否需要在.bashrc或.zshrc中添加conda的初始化脚本,这样每次打开终端自动激活环境。 还有,用户可能需要数据处理备工作,比如数据存放路径的推荐,避免中文和空格,这有助于减少路径错误。这部分可能需要强调,并给出具体例子。 最后,验证安装是否成功可能需要更多的命令,比如运行fsl命令后的预期输出,或者如何检查版本号是否正确。可能需要详细说明如何验证每个步骤是否成功,确保用户能够确认安装正确。 总结起来,我需要将之前的指南扩展,细化每个步骤,加入更多针对不同操作系统的说明,常见问题的解决方案,以及验证步骤,确保用户即使不懂编程也能顺利安装并开始使用FSL处理DTI数据。</think>--- ### **非编程人员专用:FSL 最佳安装方案(详细步骤版)** 针对 **零编程基础 + 追求稳定少报错 + 功能完整** 的需求,推荐通过 **`conda`** 安装。以下是从下载到验证的完整流程,包含优化置和避坑指南: --- #### **一、安装前备** 1. **系统要求**: - **Windows 10/11**(推荐 64 位) - **macOS 10.15+** 或 **Linux(Ubuntu 20.04+)** - 硬盘剩余空间 ≥10GB(FSL 及依赖库约占用 5GB) 2. **数据存放规范**: - 所有数据路径使用 **纯英文+短路径**(例如 `D:/fsl_data` 或 `/home/user/dti_data`) - **禁止使用中文或空格**(如错误路径:`D:/我的数据/DTI 测试`) --- #### **二、分步安装指南** ##### **步骤 1:安装 Miniconda(包管理工具)** 1. **下载地址**: - 官方直达链接:https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html - **选择对应系统版本**(Windows 选 `.exe`,macOS 选 `.pkg`,Linux 选 `.sh`) 2. **安装操作(以 Windows 为例)**: - 双击下载的 `.exe` 文件 → 点击 “Next” → 勾选 “Add Miniconda3 to my PATH environment variable”(**重要!**)→ 完成安装。 ![Miniconda安装界面](https://docs.conda.io/en/latest/_images/win_installer.png) *(macOS/Linux 安装时全部选择默认选项即可)* ##### **步骤 2:创建独立环境(防止软件冲突)** 1. **打开终端**: - **Windows**:按 `Win` 键 → 搜索 “Anaconda Prompt” → 右键以管理员身份打开。 - **macOS/Linux**:打开 “Terminal”(按 `Ctrl+Alt+T`)。 2. **输入以下命令(逐行复制)**: ```bash # 创建名为 fsl_env 的独立环境(指定 Python 3.9 确保兼容性) conda create -n fsl_env python=3.9 -y # 激活环境(成功后命令行前缀显示 (fsl_env)) conda activate fsl_env ``` ##### **步骤 3:安装 FSL(优化命令版)** 1. **加速下载(替换国内镜像源)**: ```bash # 添加清华镜像源(解决国外下载慢的问题) conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/conda-forge/ conda config --set show_channel_urls yes ``` 2. **安装完整版 FSL**: ```bash # 安装 FSL 6.0.6 及所有依赖库(耗时约 20 分钟,取决于网速) conda install -c conda-forge fsl=6.0.6 -y ``` --- #### **三、安装后验证与置** ##### **验证 1:检查核心工具** ```bash # 输入以下命令,若显示版本号即成功 fsl_version # 应显示 6.0.6 bet --version # 应显示 BET version 2.1 dtifit --help # 显示 dtifit 的帮助信息 ``` ##### **验证 2:测试图形界面(可选)** ```bash fsleyes # 若弹出 FSL 可视化界面,说明安装完整 ``` ##### **置优化(减少报错)** ```bash # 在终端输入以下命令,避免文件路径权限问题(仅限 macOS/Linux) conda env config vars set FSLOUTPUTTYPE=NIFTI_GZ conda activate fsl_env # 重新激活环境生效 ``` --- #### **四、日常使用流程(以 DTI 处理为例)** 1. **启动终端** → 输入 `conda activate fsl_env` 激活环境。 2. **运行命令**(示例为 `eddy` 校正): ```bash # 模板命令(根据实际路径修改) eddy --imain=dti_data.nii.gz --mask=brain_mask.nii.gz \ --index=index.txt --acqp=acqp.txt --bvecs=bvecs.txt \ --bvals=bvals.txt --out=eddy_corrected ``` 3. **处理完成后**:关闭终端或输入 `conda deactivate` 退出环境。 --- #### **五、常见问题与急救包** - **问题 1**:安装时卡在 “Solving environment” **解决**:按 `Ctrl+C` 终止 → 运行 `conda clean --all -y` → 重新安装。 - **问题 2**:运行命令时报错 “Command not found” **解决**:检查是否忘记激活环境(必须执行 `conda activate fsl_env`)。 - **问题 3**:图形界面 `fsleyes` 无法打开 **解决**:更新显卡驱动 → 重启电脑 → 再次尝试。 --- ### **终极优势总结** 1. **零依赖冲突**:独立环境隔离所有组件,避免与已有软件冲突。 2. **功能完整**:包含 `eddy`、`dtifit`、`tbss` 等核心工具,支持 GPU 加速(需额外置)。 3. **一键恢复**:若系统崩溃,重装 Miniconda 后可直接还原环境。 按照此方案操作,即使无编程经验,也能在 1 小时内完成安装并开始处理 DTI 数据,且最大限度降低后期使用中的报错风险。
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值