SPM을 이용한 뇌영상 전처리(3): Coregister

이번 게시글에서는 fMRI 분석 프로그램인 SPM을 이용해서 구조적 MRI 영상과 기능적 fMRI 영상의 위상을 맞추는 작업인 co-registration을 실시해보도록 하겠습니다. 이 절차는 개인의 fMRI 영상을 표준화된 뇌영상 템플릿인 MNI(Montreal Neurological Institute) coordinate에 맞추는 작업인 표준화(normalization)을 더 정교하게 할 수 있도록 도와줍니다.

Coregistration 개요

1. 기능적 MRI 자료(ERP)는 구조적 MRI(T1) 영상만큼 개인의 두뇌 구조에 대해 상세한 정보를 제공하지 못합니다.
   
   
   
   
   
   
2. 또한, 많은 경우 두 영상(구조적 MRI, fMRI)이 다른 location에서 얻어집니다.
3. MRI 영상 촬영 도중 구조적 영상 자료도 함께 수집했다면 정교한 표준화가 가능합니다. 두뇌의 구조 정보가 훨씬 상세한 MRI 영상이 normalization에 사용될 수 있기때문입니다.

SPM에서 coregistration을 실시하는 방법

1. Coregister (Estimate) 선택

1. 먼저 SPM에서 [Coregister (Estimate)]을 선택합니다. 두 가지 방법이 있으며 아래 그림을 참고해주시면 됩니다.
   
   
   

2. mean fMRI 영상과 구조적 MRI 영상 추가

1. [Coregister: Estimate]을 선택하고 나면 다음과 같은 화면이 나타날 것입니다.
   
   
   
   
   
2. 여기서 Reference image에는 realignment 과정에서 생성된 mean EPI 영상(참고)을 추가해주시면 됩니다.
3. Source image에는 구조적 MRI 영상을 넣어주세요. 이 구조적 MRI 영상이 움직이면서 EPI 영상과 위치를 맞출 것입니다.
4. 단, 이 절차를 적용하기 전에 기존에 있던 T1 영상을 백업해둘 필요는 있습니다. DICOM을 하면 되지만 번거로운만큼 백업 해주시는걸 권장드립니다.

3. 설정값 입력

1. Coregistration 에서는 특별히 설정값을 바꿔줘야 할 일은 없습니다.

4. 결과 확인

1. 구조적 MRI와 fMRI 영상의 좌표가 일치하게 맞춰졌는지 확인해보는 것이 좋습니다.
2. SPM Home 창에서 [Check Reg]를 클릭한 후, mean EPI 영상과 T1 영상을 각각 선택한 후 좌표가 일치하는지 확인할 수 있습니다.

마치며

  fMRI 전처리의 세 번째 단계인 coregister에 대해서 다뤘습니다. 많은 경우 fMRI 분석의 목적이 집단간 혹은 조건 간 비교이기 때문에, 많은 참가자들의 자료를 종합적으로 고려해야 합니다. 이 과정에서 모든 개인의 뇌영상을 표준하된 템플릿(MNI)에 정확하게 맞추는 것이 중요하겠죠. coregister는 표준화 과정의 기반이 되는 첫 번째 절차로서 비교적 간단하지만 무시할 수 없는 비중을 가졌다고 생각합니다. 그러면 이만 마치도록 하겠습니다 :) 궁금한 점이 있으면 댓글로 문의주세요!

다시보기

0). SPM을 이용한 fMRI 전처리 개요(링크)

1). SPM을 이용한 realignment(링크)

2). SPM을 이용한 slice timing(링크)
→ 4). SPM을 이용한 segment(링크)
5). SPM을 이용한 normalization(링크)
6). SPM을 이용한 smoothing(링크)