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核磁資料處理之配準標準模板

說到registration,就必須要首先介紹一下模板.由於人腦存在個體差異, 掃描時候的影象在空間中的座標也不同, 研究時必須要首先消除個體差異,統一座標, 也就是需要將被試人員的大腦全部”訂正/配準”到標準模板上, 這樣後續才能進行統計分析.
目前國際上最廣泛使用的標準模板是MNI152. MNI是加拿大的蒙特利爾神經科學研究中心 “Montreal Neurosciences Institute”的縮寫. MNI152採用了152個健康人的152 3D T1資料加權平均得到. 根據平均演算法不同, 分為線性linear和非線性nonlinear兩種.
圖 human brain template
上圖來自: http://nist.mni.mcgill.ca/?page_id=714

. 其中152 nonlinear 6th generation是指在加權平均之前,先用高維非線性配準過的MNI152模板.

MNI305是MNI152的前身, 顧名思義來自305個健康人的MRI掃描影象. 腦成像國際聯盟(The international consortium for brain mapping ,ICBM)採用了MNI305 作為他們的模板, 這就是後續的SMP99標準模板. 腦成像國際聯盟推薦的另外一個模板是ICBM152, 在神經成像研究中,大部分研究者均採用該模板作為大腦模板。

隨後,腦成像國際聯盟ICBM又推出一個更具有代表性的模板:ICBM452,將452個人大腦通過轉換與ICBM305匹配之後的結果,但是目前ICBM452的使用範圍比較小。

腦成像模板的大致歷程可以總結為:
MNI305 → MNI152 → ICBM152 → ICBM452

不管是MNI305還是ICBM152模板, 如下圖, 第一列average 305, 第三列是ICMB152, 第四列是NLICBM152 , 清晰度都差強人意. 為了得到更加清晰的大腦圖,蒙特利爾神經研究所對一位研究人員柯林·福爾摩斯(Colin Holmes)的大腦進行了27次掃描,將這些掃描的結果與MNI305進行配準,然後平均起來得到了更加清晰和精確的大腦圖,這就是柯林27(Colin27)標準大腦圖。目前,許多基於MNI大腦模板的神經成像結果圖均是在柯林27這個影象上進行顯示。
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