手把手教你使用CONN(預(yù)處理)

CONN軟件介紹
(1)CONN是一個基于Matlab的跨平臺軟件,用于計算、顯示和分析功能磁共振成像(fcMRI)中的功能連通性。也可用于靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)(rsfMRI)以及任務(wù)相關(guān)設(shè)計。
(2)CONN的運行環(huán)境:
Matlab R2008b及以上;SPM8及以上;
免安裝的MATLAB在公眾號后臺回復(fù)關(guān)鍵詞“matlab”即可獲得。
(3)CONN的下載安裝:下載地址:https://www.nitrc.org/projects/connhttps://web.conn-toolbox.org/home也可在公眾號后臺回復(fù)“CONN預(yù)處理”,獲取CONN工具包及本次示例中所用數(shù)據(jù)。
下載、解壓好SPM、CONN壓縮包后,打開 matlab 窗口,進入文件菜單下的 set path(設(shè)置路徑);先點擊默認清空路徑,后單擊 Add with Subfolders(添加并包含子文件夾),選擇解壓后的SPM8(或SPM12)文件夾;再次單擊?Add with Subfolders(添加并包含子文件夾),選擇解壓后的CONN文件夾;單擊保存。

(4)CONN的運行:在命令框輸入‘CONN’,回車。彈出CONN界面即添加成功。

如果曾經(jīng)使用CONN進行過部分分析,點擊Open,打開已創(chuàng)建好的文件繼續(xù)分析或查看結(jié)果。初次分析使用點擊New。
CONN的預(yù)處理
(1)點擊New后出現(xiàn)如下界面:

選擇好保存文件夾,保存的文件名可自行更改。
(2)基礎(chǔ)信息設(shè)置(根據(jù)實際情況填寫)及載入數(shù)據(jù)
本次教程示例數(shù)據(jù)取自openneuro網(wǎng)站,有需要的同學可在網(wǎng)站下載或者后臺回復(fù)關(guān)鍵詞獲取本次示例數(shù)據(jù)。

注意:如果每個人被試的采集次數(shù)都一致,在 Number of sessions of runs下,填寫一個相應(yīng)的數(shù)字即可;如果其中有某些被試采集次數(shù)其他不一致,則需要逐個輸入。(如:有三名被試,除了第二個被試采集次數(shù)為3,其他都為2,則在 Number of sessions of runs下輸入2 3 2)
如使用本次教程提供的示例數(shù)據(jù),則按如下信息填寫:

Structural中載入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù),本次示例數(shù)據(jù)anat文件夾中為結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù),選中后點擊import。

Functional中載入數(shù)據(jù)的功能像數(shù)據(jù),本次示例數(shù)據(jù)fanc文件夾中為功能像數(shù)據(jù),選中后點擊import。

如果有多個數(shù)據(jù),則需要逐個載入,順序不能亂。

點擊左下角functional tools,可在此步目視檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量。
(3)數(shù)據(jù)預(yù)處理
點擊preprocessing,自動彈出如下彈窗:


本次預(yù)處理選擇第一個default preprocessing pipeline,點擊OK(確定)。

預(yù)處理流程的各步驟會添加到Data preprocessing pipeline中,可以通過點擊單個步驟,在下方的step中看到該步驟的作用。也可通過點擊右側(cè)的按鍵調(diào)整順序或者增加/刪減步驟。
調(diào)整完畢后點擊start。
將會彈出需要選擇的參數(shù),如:掃描順序、異常值檢測、分辨率設(shè)置、平滑核參數(shù)等,均可根據(jù)數(shù)據(jù)情況調(diào)整;本次預(yù)處理除選擇切片順序時使用interleaved(Siemens),其他均均使用默認參數(shù)。

如果順利運行完預(yù)處理部分,則出現(xiàn)以下彈窗:

可在此步后回到Structural/Functional界面,通過左下角的Structural tools/Functional tools檢查經(jīng)過預(yù)處理后的結(jié)構(gòu)像及功能項。


(4)配置ROI文件可以給不同被試配置不同ROI,也可以給所有被試配置同一ROI。
可利用CONN提取每個ROI提速內(nèi)的平均bold信號時間序列,或從ROI體素內(nèi)BOLD信號的主成分分解中提取多個時間序列,或者ROI體素內(nèi)BOLD信號的加權(quán)和。

也可以選擇要從那個數(shù)據(jù)集中提?。?/p>
點擊ROIs按鈕后進入ROI data界面,左側(cè)會列出連接分析可能用到的不同區(qū)域:

(可通過點擊圖像,利用此步檢查分割效果。)
(5)圖像質(zhì)量檢查
點擊Covariates(1st-level),(如果前面預(yù)處理步驟一致)將出現(xiàn)三個默認生成的協(xié)變量。

其中realignment為6個運動參數(shù),代表頭動在XYZ三個方向上的位移及旋轉(zhuǎn)。QC_timeseries為逐幀的綜合頭動參數(shù)FD。Scrubbing中為頭動過大的圖像??梢渣c擊QA plots生成圖像質(zhì)量檢查。
點擊create new report,可自行修改文件名。(本教程此處使用默認命名)

點擊create new plot生成需要的圖像質(zhì)量檢查,點擊start。
在運行過程中會生成一系列圖片,運行完畢將顯示finished。點擊continue。
點擊export生成QA報告。(可自行修改格式及文件名)
可通過報告檢查數(shù)據(jù)預(yù)處理效果,檢查是否有扭曲、變形、缺項等較嚴重數(shù)據(jù)。
(6)去噪
點擊Done進行去噪處理。將會出現(xiàn)一個CONN數(shù)據(jù)處理流程,在次選擇要進行的靜息態(tài)數(shù)據(jù)分析。
本次教程默認全選,點擊start進行去噪。

運行完畢后將出現(xiàn)降噪設(shè)置。

CONN通過線性回歸及帶通濾波去除會對數(shù)據(jù)造成影響的噪聲。CONN默認從三個噪聲源進行線性回歸。(1)白質(zhì)和腦脊液BOLD信號中提取的五個主成分。(2)之前定義的被試內(nèi)協(xié)變量(本次示例中暫未定義)(3)主要條件效應(yīng)。CONN默認情況下,此步自動設(shè)置使用aCompCor (白質(zhì)和腦脊液,各5個主成分),scrubbing、運動回歸(12個回歸量:6個運動參數(shù)+ 6個一階時間導(dǎo)數(shù))和濾波的組合。
點擊任一confounds,將出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置。本次示例中均使用默認參數(shù)未調(diào)整。



右側(cè)會展示去噪效果和顯示默認情況下每個回歸量可以解釋多少信號。

點擊done及start,將對數(shù)據(jù)進行去噪。

跳轉(zhuǎn)至ANALYSES(1st-level),去噪完成。
