【正文】 轉(zhuǎn)載者cell注: 本文件轉(zhuǎn)存自藍(lán)寶社區(qū), 并經(jīng)作者同意首轉(zhuǎn)發(fā)于心心水滴論壇.本教程適合05年afni的版本, 軟件的新增功能請(qǐng)登陸afni官方網(wǎng),或者登陸心心水滴論壇瀏覽其相關(guān)介紹.登陸藍(lán)寶或心心水滴論壇,共同交流.AFNI使用指南(連載)精心整理的AFNI教程特別奉獻(xiàn)精心整理的AFNI使用指南，以饗讀者。 ( KB)2007915 22:38目錄0 前言 ………………………………………………………………… 11 如何獲得并安裝AFNI …………………………………………… 12 基本概念 …………………………………………………………… 1 數(shù)據(jù)集 …………………………………………………………… 1 數(shù)據(jù)集的存儲(chǔ) ………………………………………………… 2 數(shù)據(jù)集塊和子數(shù)據(jù)集塊 ……………………………………… 2 集合或路徑 ……………………………………………………… 2 文件類型 ……………………………………………………… 23 AFNI的交互界面 ………………………………………………… 2 啟動(dòng)AFNI ……………………………………………………… 2 AFNI界面 ……………………………………………………… 3 在Batch Mode下使用AFNI命令 …………………………… 4 AFNI的Plugins ………………………………………………… 44 數(shù)據(jù)分析基本步驟 ………………………………………插頁1~135 數(shù)據(jù)處理基本步驟 ………………………………………………… 5 原始功能像的重建 …………………………………………… 5 轉(zhuǎn)換成AFNI格式 …………………………………………… 5 功能像層面時(shí)間校正和運(yùn)動(dòng)校正 …………………………… 7 功能像的時(shí)間域?yàn)V波 …………………………………………… 12 功能像的空間平滑 …………………………………………… 12 補(bǔ)充內(nèi)容 ……………………………………………………… 16包括去除頭皮外偽影、去除異常時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間序列時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化(difference/mean)、多個(gè)run的數(shù)據(jù)連接及去線性漂移。 單個(gè)被試通用線性模型分析及結(jié)果顯示 ……………………… 22包括1D 參考波創(chuàng)建、t檢驗(yàn)及相關(guān)分析(及Cluster Analysis)、3dDeconvolve反卷積分析。 激活圖的clustering, montage, and render ……………………… 31 空間標(biāo)準(zhǔn)化(切換至Talairach坐標(biāo)系) ……………………… 34 統(tǒng)計(jì)圖的空間平滑 …………………………………………… 39 被試統(tǒng)計(jì)圖的組分析 …………………………………………… 396 ROI(Region of Interesting)繪制及分析 …………………………… 45 手動(dòng)繪制ROI及ROI分析 ……………………………………… 45 從激活圖創(chuàng)建ROI …………………………………………… 51附錄1 DICOM圖像標(biāo)準(zhǔn) …………………………………………… 52附錄2rnxpc源程序 ………………………………………………… 52附錄3應(yīng)用于3dDeconvlve分析的腳本源程序 ………………… 53附錄4 AFNI Programs amp。 Plugins ……………………………………… 560 前言(Preface)MCW AFNI是“Medical College of Wisconsin Analysis of Functional NeuroImage”的縮寫形式。由美國Wisconxin醫(yī)學(xué)院生物物理研究所開發(fā)研制，主要開發(fā)者為Cox博士。AFNI是一個(gè)交互式的腦功能成像數(shù)據(jù)分析軟件。它可以將低分辨率的腦功能成像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果疊加在具有較高分辨率的腦結(jié)構(gòu)成像上進(jìn)行三維顯示。AFNI程序分為兩種，一種是利用AFNI界面本身直接運(yùn)行的程序(GUI mode)，另一種是脫離AFNI界面執(zhí)行的輔助程序(Batch mode)。另外還提供了可供擴(kuò)展功能的Plugins。1 如何獲得并安裝AFNI(How to download and install AFNI)AFNI可運(yùn)行在多個(gè)操作系統(tǒng)下，推薦使用Linux系統(tǒng)?？稍?，并解壓至/usr/local/bin目錄下，可以直接使用。如提示無執(zhí)行權(quán)限，可使用chmod 777 *命令修改文件權(quán)限。(Linux的使用技巧：輸入命令后，長文件名可以輸入部分字母，然后按Tab鍵自動(dòng)補(bǔ)上；對(duì)于較長的命令行，可在行尾加上空格和”\”回車再續(xù)行)2 基本概念(Fundamental AFNI concepts)數(shù)據(jù)集(datasets) 和集合(session) 是AFNI 中的兩個(gè)基本概念，下面作簡(jiǎn)要的介紹。 數(shù)據(jù)集(datasets)AFNI 中的基本數(shù)據(jù)單位是數(shù)據(jù)集(datasets)，它是指由一個(gè)或者多個(gè)圖像的3D 數(shù)據(jù)塊(bricks)以及與之相關(guān)的附加信息所組成的數(shù)據(jù)集。 數(shù)據(jù)集有兩種基本的類型：解剖數(shù)據(jù)集和功能數(shù)據(jù)集。AFNI 在進(jìn)行數(shù)據(jù)集處理時(shí)在任何時(shí)候都是以解剖數(shù)據(jù)集作為背景，再將功能數(shù)據(jù)集疊加到解剖數(shù)據(jù)集上。 ( KB)2007915 22:48對(duì)于功能數(shù)據(jù)集，它有5 種類型：fim、fith、fico、fitt和fift。 其中各個(gè)類型的具體解釋如下：(注：f為function功能，i為intensity強(qiáng)度，th表示threshold閾值，co表示correlation相關(guān)，tt表示ttest，ft表示Ftest)fim 表示功能強(qiáng)度，每個(gè)體素用一個(gè)值表示。fith 表示功能強(qiáng)度及閾值，每個(gè)體素用2 個(gè)值表示，第一個(gè)值表示“強(qiáng)度”，第二個(gè)值表示閾值，用來表示哪一個(gè)點(diǎn)是激活點(diǎn)。fico 表示功能強(qiáng)度及相關(guān)性，每個(gè)體素用2 個(gè)值表示，第一個(gè)值表示“強(qiáng)度”，第二個(gè)值表示相關(guān)系數(shù)( 之間) ，當(dāng)給出一個(gè)顯著性值p 時(shí)，確定激活點(diǎn)。fitt 表示功能強(qiáng)度及ttest，每個(gè)體素用2 個(gè)值表示，第一個(gè)值表示“強(qiáng)度”，第二個(gè)值是t 檢驗(yàn)值，當(dāng)給出一個(gè)顯著性值時(shí)，確定激活點(diǎn)。fift 表示功能強(qiáng)度及Ftest ，每個(gè)體素用2 個(gè)值來表示，第一個(gè)值表示強(qiáng)度，第二個(gè)值是F檢驗(yàn)值，當(dāng)給出一個(gè)顯著性值時(shí)，確定激活點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于每個(gè)體素的值，可以有4 種數(shù)據(jù)類型:byte、short、float和plex。Byte型為8位有符號(hào)整數(shù)，表示范圍為0~255，最多有3位有效數(shù)字；Short型為16位有符號(hào)整數(shù)，表示范圍為32768~32767，最多有5位有效數(shù)字；Float型為32位實(shí)數(shù)，最多有7位有效小數(shù)。在AFNI 中，數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)為兩種類型的文件：頭文件(header) 和塊文件(brick) 。所有的數(shù)據(jù)集都有規(guī)定的命名方式，其基本形式是：prefix + view. NAME。prefix 由用戶指定；“+ view”表示數(shù)據(jù)集的顯示形式(坐標(biāo)系)，由AFNI自動(dòng)生成，通常有3 種類型即：+orig， +acpc，+tlrc，分別表示原始數(shù)據(jù)、ACPC和Talairach坐標(biāo)系。NAME 可為BRIK或HEAD。塊文件存儲(chǔ)了所有的3D 原始數(shù)據(jù)(Brick)及由AFNI程序計(jì)算衍生的統(tǒng)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)。頭文件包含了所有的輔助信息，它提供了解釋塊文件的所有信息，以ASCII 的形式存儲(chǔ)。通常包含以下信息： ( KB)2007915 22:48(1) 每個(gè)體素x，y，z方向的大小(mm)；(2) 數(shù)據(jù)集的軸向：例如，Xaxis為RL，Yaxis為AP，Zaxis為IS，則為水平層面；(3) 數(shù)據(jù)集在掃描坐標(biāo)的定位；(4) 3D數(shù)據(jù)集每個(gè)subbrick之間的時(shí)間間隔3D+time數(shù)據(jù)集為fMRI的基本數(shù)據(jù)集；(5) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果衍生的功能數(shù)據(jù)集，頭文件包括與統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)的參數(shù)，如ttest、Ftest的自由度?！?shù)據(jù)集的存儲(chǔ)然而，并不是每一個(gè)數(shù)據(jù)集都必須包含一個(gè)BRIK文件。這種功能稱為“WarponDemand”，如空間標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)生成的Talairach圖像。在程序設(shè)計(jì)時(shí),圖像數(shù)據(jù)集數(shù)組可以有兩種方式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。一種是使用malloc函數(shù)分配內(nèi)存空間，另一種是使用UNIX 的mmap 函數(shù)。mmap 。這種映射是以只讀方式實(shí)現(xiàn)。　數(shù)據(jù)集塊和子數(shù)據(jù)集塊一個(gè)數(shù)據(jù)集可以含有一個(gè)或多個(gè)3D 數(shù)據(jù)集子塊(subbricks)。例如，一個(gè)3D+time數(shù)據(jù)集本質(zhì)上是由包含3D 數(shù)據(jù)集子塊構(gòu)成的數(shù)組，每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以是一個(gè)數(shù)據(jù)集子塊(subbrick)；又如，一個(gè)bucket數(shù)據(jù)集也是由多個(gè)3D 數(shù)據(jù)集子塊組成。 集合或路徑(session)包含一系列數(shù)據(jù)集的路徑稱為一個(gè)session，AFNI 只讀取形式為*. HEAD 和*. BRIK 的文件。也就是說，只能在某一個(gè)實(shí)際路徑中運(yùn)行AFNI。所有存放在同一session的數(shù)據(jù)集，如果顯示格式相同，則認(rèn)為x,y,z坐標(biāo)是配準(zhǔn)的。所以可將一數(shù)據(jù)集(常為功能數(shù)據(jù)集)重疊在另一數(shù)據(jù)集上(常為解剖數(shù)據(jù)集)，即使其軸向和體素大小不一致。通常，在同一session目錄中，是從一個(gè)被試一次掃描session中獲得及其衍生的數(shù)據(jù)，通常包括：(1) 解剖參考數(shù)據(jù)集(SPGR 或MPRAGE)；(2) 10~20個(gè)3D+time EPI function runs；(3) 從3D+time數(shù)據(jù)集計(jì)算獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集，用來顯示激活；(4) 從orig轉(zhuǎn)換至tlrc的數(shù)據(jù)集，用于被試間的比較。 文件類型 AFNI除能識(shí)別BRIK和HEAD文件外，還可以識(shí)別下列文件格式：ANALYZE (.hdr/.img file pairs)： SPM, FSL所使用的格式；MINC (.mnc)： MNItools所使用的格式；CTF (.mri, .svl)： MEG analysis volumes；NIfTI1 (.nii)： 一個(gè)新的由AFNI, SPM, FSL, and BrainVoyager達(dá)成協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)格式；ASCII text (.1D)： 按列排放的數(shù)字，如刺激處理參數(shù)。3 AFNI的交互界面 啟動(dòng)AFNI 將當(dāng)前目錄切換至數(shù)據(jù)集所在目錄，直接鍵入AFNI啟動(dòng)界面。AFNI從當(dāng)前目錄讀取數(shù)據(jù)集。 AFNI –dir1 dir2 則AFNI可從列出的目錄中讀取數(shù)據(jù)； AFNI –R 則AFNI可從當(dāng)前目錄及其所有子目錄讀取數(shù)據(jù)集。(Recursively，遞歸地) AFNI界面(1) 主界面(下圖) ( KB)2007915 23:04通常，坐標(biāo)系都是按RAI的次序(DICOM標(biāo)準(zhǔn))，x = Right (negative) to Left (positive)，y = Anterior (negative) to Posterior (positive)，z = Inferior (negative) to Superior (positive)。通常，通過Switch Underlay選擇高分辯率的解剖數(shù)據(jù)集，而通過Switch Overlay選擇低分辯率的功能數(shù)據(jù)集(并且根據(jù)需要插值至解剖像分辯率和翻轉(zhuǎn)至解剖像軸像)。(2) Define OverLay窗口(右圖) ( KB)2007915 23:04(3) Define DataMode窗口(下圖) ( KB)2007915 23:04Plugins 功能(具體功能見后面的數(shù)據(jù)分析步驟) ( KB)2007915 23:04(4) 圖像和圖表窗口圖像(Image)窗口 ( KB)2007915 23:04 Disp用于改變顯示方式，Mont (Montage)用于對(duì)Slice進(jìn)行剪切(顧名思義，同電影剪切一樣)，如同時(shí)顯示2行4例，再設(shè)置一定的間距(spacing)，可以美觀地顯示結(jié)果。圖表(Graph)窗口 ( KB)2007915 23:04 其中，Opt用于控制顯示選項(xiàng)，F(xiàn)IM用來提供對(duì)功能數(shù)據(jù)集的交互的統(tǒng)計(jì)計(jì)算(詳見后述)。(5) 其它窗口(如to3d, Draw Dataset, Render等)，分別見后面數(shù)據(jù)分析步驟。 在Batch模式下使用AFNI命令 AFNI的Plugins(見上述)4. 數(shù)據(jù)分析基本原則(請(qǐng)參考PDF文件)5數(shù)據(jù)處理基本步驟(1) 原始功能像的重建(reconstruction of raw functional images) (Pfiles) (2) 轉(zhuǎn)換成AFNI格式(conversion to AFNI format)(3) 功能像層面時(shí)間校正和運(yùn)動(dòng)校正(slice timing correction and motion correction of functional images) (4) 功能像的時(shí)間域?yàn)V波(temporal filtering of functional images)(5) 功能像的空間平滑(spatial blurring of functional images) 可選 去除頭皮外偽影、時(shí)間序列時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化(difference/mean)、多個(gè)run的數(shù)據(jù)連接及去線性漂移可在該步驟后進(jìn)行。(6) 單個(gè)被試通用線性模型分析(singlesubject analysis with GLM)及結(jié)果顯示