FSL 赌脑提取 - Shell-Bash

FSL（FMRIB Software Library）是由英国牛津大学FMRIB（Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain）研究中心开发的一套针对fMRI数据分析的工具箱。其中包括了许多神经影像学分析的处理步骤，其中赌脑提取（Brain Extraction）是其中一个重要步骤。

赌脑提取是指通过对3D脑图像进行二值化处理，得到只包含大脑的区域，并去除除大脑以外的背景和脑干等部分的过程。这在脑图像分析中极为必要，因为在进行后续脑图像的处理和分析时，仅关注大脑区域会更好地提高处理的效率和准确性。

在FSL中，使用了基于非参数模型的脑提取工具 - BET（Brain Extraction Tool）。BET不依赖初始参数，简单，快速，非常适合处理组织对比度较好的图像（如T1加权图像）。此外，BET能够保持脑外形，处理后的结果较为真实。

下面将介绍如何使用Shell-Bash来运行FSL中的赌脑提取（Brain Extraction）工具：

#!/bin/bash

# Set up FSL environment variable
export FSLDIR=/usr/local/fsl
source ${FSLDIR}/etc/fslconf/fsl.sh

# Specify input and output files
input_file=T1.nii.gz
output_file=T1_brain.nii.gz

# Perform brain extraction using BET
bet ${input_file} ${output_file} -B -f 0.3 -g 0 -m

以上的脚本中，我们:

• 设置环境变量，以便找到FSL的安装目录和执行必要的命令

• 指定输入和输出文件名称

• 运行BET命令，其中：

  • ${input_file} 表示输入文件名称
  • ${output_file} 表示输出文件名称
  • -B 表示使用可选的背景阈值自动计算脑提取边界
  • -f 0.3 表示设置脑提取的阈值为0.3
  • -g 0 表示关闭渐变（gradient）控制
  • -m 表示创建脑掩模（mask），并将其放在输出文件的同一文件夹下

下面将介绍每个参数的具体作用：

• -B 表示使用可选的背景阈值自动计算脑提取边界。如果不使用该参数，则需要手动输入一个初始的阈值，通常需要在图像中观察到本质上的脑面积分布和区分脑和非脑部分。
• -f 表示设置脑提取的阈值为0.3。该数值可调节，通常为0.1~0.4之间。该数值增加，则更多灰质和小脑被保留，而更多白质和非脑部分被去除。
• -g 表示关闭渐变（gradient）控制。该参数用于控制产生平滑边界的过程。默认情况下，边界周围的像素将被放弃，以消除图像渐变造成的边界锯齿缺陷。如果要保留这些像素，则需要设置 -g。
• -m 表示创建脑掩模（mask），并将其放在输出文件的同一文件夹下。掩模是仅包含大脑的二值图像，以便在后续的数据处理中使用。

以上是FSL中的赌脑提取（Brain Extraction）工具的简介和在Shell-Bash中运行脚本的示例。FSL是一个功能强大，灵活，开源的神经影像学分析工具集，可用于处理和分析许多类型的脑成像数据。