脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS

FSL可用于macOS（Intel和M1/M2）和Linux，Windows计算机通过Windows Linux子系统（WSL）得到支持。如果您希望自己编译代码，源代码是作为标准安装的一部分下载和安装的。

脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图1)

FSL 是什么？

全名是： FMRIB’s Software Library

FMRIB 是英国牛津大学脑功能磁共振成像中心，FSL 则是他们开发的一个软件库。
由 Stephen Smith 教授开发，发布于 2000年
适用于所有操作系统
用于结构 MRI、功能 MRI（任务、静息）、扩散 MRI的分析
MRI, CT数据的预处理和分析
MRI, CT数据的查看

具体地，可以分为以下4类功能

1 结构 MRI

配准: linear (FLIRT) & non-linear (FNIRT)
脑组合分割/提取： brain segmentation/extraction (BET)
组织类型分割: tissue type segmentation (FAST)
皮层下结构分割: subcortical structures segmentation (FIRST)
体素 GM 密度分析: voxelwise GM density analysis (FSLVBM)
萎缩估计: atrophy estimation (SIENA）

2 . 功能 MRI

运动校正: motion correction (MCFLIRT)
EPI失真校正: EPI distortion correction (FUGUE, PRELUDE)
基于模型的分析: model-based analysis (FEAT)
无需模型的ICA分析: model free ICA-based analysis (MELODIC)
灌注贝叶斯分析: Bayesian analysis of perfusion, ASL data
(FABBER, VERBENA, BASIL)

3 弥散 MRI

失真校正: distortion correction (TOPUP)
涡流校正: eddy current correction (EDDY)
弥散工具箱: diffusion toolbox (FDT)
空间统计: tract-based spatial statistics (TBSS)

4 其他
前三个功能都是针对特定研究人群的，但是其他里面的小工具适合处理MRI,CT等图像，实用性非常强。

FSL 的应用举例

1. 分割之–大脑图像提取/去头骨

普通扫描的大脑图像包含非常多的组织。
脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图2) 除了大脑组织以外，还包括皮肤，头骨，眼球，嘴巴，喉腔等解剖结构，这些结构会影响我们对大脑的分析。因此，希望对脑组织和非脑组织进行自动分割。脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图3)
这里就可以用到bet功能，该过程可以叫 [去骨/脑组织提取]

从图上来看，操作也是非常简单，一句命令就搞定了。图片上有橘色和紫色区域就是提取出的脑组织。

2. 分割之–组织分割

上述中，我们只是把脑组织从图像里分割出来，更进一步，我们可以对脑实质进行分割，分割出白质（WM），灰质(GM)以及核团（CSF）。
脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图4) 该任务就相当于是对大脑组织进行三类分割。

这里就可以用到FAST功能。

3. 配准

配准功能也是非常强大，内置了很多个标准空间。
脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图5) 这里使用的功能 FLIRT：线性变换, FNIRT：非线性变换

但是，无论是分割还是配准，都有局限性：只对 MRI 脑数据有作用,因为FSL 本身就是脑影像数据处理软件。

那我们不做 MRI 脑数据，这个工具还能干什么呢？

以下简单介绍一些通用功能：

4. 使用FSLeyes查看图像

该工具有点类似 PS 工具，可以叠加好几个图层进行显示。比如底层是原始图像，上面一层是分割结果。
脑成像数据分析工具 FSL 6.0.7.3 Windows | macOS | Linux(图6) 该功能推荐程度：⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️

5. Fslutils 工具包

FSLUTILS 是一组有用的命令行实用程序，允许分析和 Nifti 格式数据集进行转换、处理等。可以同时处理 3D 和 4D 数据。对于这些程序中的每一个，只需键入程序名称即可获得使用帮助。

列举几个常用命令：

fslcpgeom – 将标题信息的某些部分（图像尺寸、体素尺寸、体素尺寸单位字符串、图像方向/）从一个图像复制到另一个图像
fslinfo – 报告 Nifti 数据的头文件信息
fslmaths – 简单但功能强大的程序，允许对图像进行数学处理
fslmerge – 合并多个图像文件
fslroi – 从图像中提取感兴趣区域 (ROI)
fslslice – 将 3D 文件拆分为许多 2D 文件（沿 z 轴）
fslsplit – 将一个 4D 文件分割成许多 3D 文件
fslorient – 报告图像的采集方向信息

以上只是对 FSL 的一个简单介绍，FSL 常用工具的入门很容易。但是要使用 FSL 进行神经影像的分析会有难度。

FSL is a comprehensive library of analysis tools for FMRI, MRI and DTI brain imaging data. It runs on Apple and PCs (both Linux, and Windows via a Virtual Machine), and is very easy to install. Most of the tools can be run both from the command line and as GUIs (“point-and-click” graphical user interfaces). To quote the relevant references for FSL tools you should look in the individual tools’ manual pages, and also please reference one or more of the FSL overview papers:

1. M.W. Woolrich, S. Jbabdi, B. Patenaude, M. Chappell, S. Makni, T. Behrens, C. Beckmann, M. Jenkinson, S.M. Smith. Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL. NeuroImage, 45:S173-86, 2009
2. S.M. Smith, M. Jenkinson, M.W. Woolrich, C.F. Beckmann, T.E.J. Behrens, H. Johansen-Berg, P.R. Bannister, M. De Luca, I. Drobnjak, D.E. Flitney, R. Niazy, J. Saunders, J. Vickers, Y. Zhang, N. De Stefano, J.M. Brady, and P.M. Matthews. Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL. NeuroImage, 23(S1):208-19, 2004
3. M. Jenkinson, C.F. Beckmann, T.E. Behrens, M.W. Woolrich, S.M. Smith. FSL. NeuroImage, 62:782-90, 2012

Overview of FSL tools

Functional MRI: FEAT, MELODIC, FABBER, BASIL, VERBENA
Structural MRI: BET, FAST, FIRST, FLIRT & FNIRT, FSLVBM, SIENA & SIENAX, MIST, BIANCA, MSM, fsl_anat
Diffusion MRI: FDT, TBSS, eddy, topup
GLM / Stats: GLM general advice, Randomise, Cluster, FDR, Dual Regression, Mm, FLOBS
Other: FSLeyes, FSLView, Fslutils, Atlases, Atlasquery, SUSAN, FUGUE, MCFLIRT, Miscvis, POSSUM, BayCEST

官方网站：https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/FSL