CONN软件介绍
(1)CONN是一个基于Matlab的跨平台软件,用于计算、显示和分析功能磁共振成像(fcMRI)中的功能连通性。也可用于静息状态数据(rsfMRI)以及任务相关设计。
(2)CONN的运行环境:
Matlab R2008b及以上;
SPM8及以上;
免安装的MATLAB在公众号后台回复关键词“matlab”即可获得。
(3)CONN的下载安装:
下载地址:https://www.nitrc.org/projects/conn
https://web.conn-toolbox.org/home
也可在后台回复“CONN预处理”,获取CONN工具包及本次示例中所用数据。
下载、解压好SPM、CONN压缩包后,打开 matlab 窗口,进入文件菜单下的 set path(设置路径);先点击默认清空路径,后单击 Add with Subfolders(添加并包含子文件夹),选择解压后的SPM8(或SPM12)文件夹;再次单击 Add with Subfolders(添加并包含子文件夹),选择解压后的CONN文件夹;单击保存。
(4)CONN的运行:在命令框输入‘CONN’,回车。弹出CONN界面即添加成功。
如果曾经使用CONN进行过部分分析,点击Open,打开已创建好的文件继续分析或查看结果。
初次分析使用点击New。
CONN的预处理
(1)点击New后出现如下界面:
选择好保存文件夹,保存的文件名可自行更改。
(2)基础信息设置(根据实际情况填写)及载入数据
本次教程示例数据取自openneuro网站,有需要的同学可在网站下载或者后台回复关键词获取本次示例数据。
注意:如果每个人被试的采集次数都一致,在 Number of sessions of runs下,填写一个相应的数字即可;如果其中有某些被试采集次数其他不一致,则需要逐个输入。(如:有三名被试,除了第二个被试采集次数为3,其他都为2,则在 Number of sessions of runs下输入2 3 2)
如使用本次教程提供的示例数据,则按如下信息填写:
Structural中载入数据的结构像数据,本次示例数据anat文件夹中为结构像数据,选中后点击import。
Functional中载入数据的功能像数据,本次示例数据fanc文件夹中为功能像数据,选中后点击import。
如果有多个数据,则需要逐个载入,顺序不能乱。
点击左下角functional tools,可在此步目视检查数据质量。
(3)数据预处理
点击preprocessing,自动弹出如下弹窗:
本次预处理选择第一个default preprocessing pipeline,点击OK(确定)。
预处理流程的各步骤会添加到Data preprocessing pipeline中,可以通过点击单个步骤,在下方的step中看到该步骤的作用。也可通过点击右侧的按键调整顺序或者增加/删减步骤。
调整完毕后点击start。
将会弹出需要选择的参数,如:扫描顺序、异常值检测、分辨率设置、平滑核参数等,均可根据数据情况调整;本次预处理除选择切片顺序时使用interleaved(Siemens),其他均均使用默认参数。
如果顺利运行完预处理部分,则出现以下弹窗:
可在此步后回到Structural/Functional界面,通过左下角的Structural tools/Functional tools检查经过预处理后的结构像及功能项。
(4)配置ROI文件
可以给不同被试配置不同ROI,也可以给所有被试配置同一ROI。
可利用CONN提取每个ROI提速内的平均bold信号时间序列,或从ROI体素内BOLD信号的主成分分解中提取多个时间序列,或者ROI体素内BOLD信号的加权和。
也可以选择要从那个数据集中提取:
点击ROIs按钮后进入ROI data界面,左侧会列出连接分析可能用到的不同区域:
(可通过点击图像,利用此步检查分割效果。)
(5)图像质量检查
点击Covariates(1st-level),(如果前面预处理步骤一致)将出现三个默认生成的协变量。
其中realignment为6个运动参数,代表头动在XYZ三个方向上的位移及旋转。
QC_timeseries为逐帧的综合头动参数FD。
Scrubbing中为头动过大的图像。
可以点击QA plots生成图像质量检查。
点击create new report,可自行修改文件名。(本教程此处使用默认命名)
点击create new plot生成需要的图像质量检查,点击start。
在运行过程中会生成一系列图片,运行完毕将显示finished。点击continue。
点击export生成QA报告。(可自行修改格式及文件名)
可通过报告检查数据预处理效果,检查是否有扭曲、变形、缺项等较严重数据。
(6)去噪
点击Done进行去噪处理。将会出现一个CONN数据处理流程,在次选择要进行的静息态数据分析。
本次教程默认全选,点击start进行去噪。
运行完毕后将出现降噪设置。
CONN通过线性回归及带通滤波去除会对数据造成影响的噪声。CONN默认从三个噪声源进行线性回归。
(1)白质和脑脊液BOLD信号中提取的五个主成分。
(2)之前定义的被试内协变量(本次示例中暂未定义)
(3)主要条件效应。
CONN默认情况下,此步自动设置使用aCompCor (白质和脑脊液,各5个主成分),scrubbing、运动回归(12个回归量:6个运动参数+ 6个一阶时间导数)和滤波的组合。
点击任一confounds,将出现参数设置。本次示例中均使用默认参数未调整。
右侧会展示去噪效果和显示默认情况下每个回归量可以解释多少信号。
点击done及start,将对数据进行去噪。
跳转至ANALYSES(1st-level),去噪完成。