Brain MRI의 자동화된 segmentation을 위한 CAT12 사용법(CAT, Brainstorm, SPM)

본 내용은 Brain MRI를 다양한 atlas로 segmentation을 해주는 tool에 대한 사용 설명을 담고 있습니다.

 

CAT12를 사용하여 autometic하게 segmentation을 한 결과를 보시면..

Brain MRI를 CAT12를 통해 다양한 atlas로 segmentation한 결과

 

 

구성은 아래와 같습니다.

A. CAT12이란?

B. CAT12을 사용하기 위한 matlab 설치

C. Brainstorm 설치 (with SPM, CAT)

D. CAT12 사용방법

E. 결과 확인 및 활용

 

 

A. CAT12이란?

- CAT는 Computational Anatomy Toolbox의 약자로서, Brain image를 VBM (Voxel-based morphometry), DBM (Deformation-based morphometry), SBM (Surface-based morphometry), ROI (Region of interest) 분석하는 SPM (Statiscal Parametric Mapping) 기반의 Toolbox입니다.
 - SPM은 brain imaging data sequences의 분석을 위해 디자인된 software입니다.

- CAT은 미리 정의된 ROIs을 통해 다양한 volume and surface based atlas 제공하여 다양한 anatomical atlas를 얻을 수 있어, 이미지를 분석하기에 용이합니다.

- 또한, reference brain template을 통해 자동으로 spatial registration 및 denoising 작업을 수행합니다.

 

* CAT에 관한 자세한 내용은 아래 URL을 통해 확인할 수 있습니다.

https://neuro-jena.github.io/cat/index.html#About

CAT

 

 

B. Matlab 설치

- CAT12은 윈도우나 MacOS에서도 구동이 가능하지만, 여기서는 리눅스 환경에서 구동하는 방법을 소개합니다.

 

1. OS 환경: Ubuntu

2. Matlab 홈페이지 접속하여 다운로드 (로그인 필요)

1) matlab 회원가입이 안 되어있다면 회원가입 해야합니다.

2) 대학 이메일로 가입을 하시면 무료로 사용 가능

(matlab을 제공해주지 않는 학교가 있을 수도 있습니다 ㅠㅠ)

 

3. 다운로드 받고 zip 파일 압축해제

4. 터미널에서 $bash install

5. 계정 로그인 및 설치 진행

 

5. 계정 로그인 및 설치 진행

1) 학교에서 matlab이 제공된다면 academic 으로 설치하시면 됩니다. (평가판은 30일 제한)

2) destination folder 지정

3) (중요) Image Processing Toolbox 체크 및 설치 완료

 

 

C. Brainstorm 설치 (with SPM, CAT)

1. Brainstorm 홈페이지 또는 Matlab works에서 Brainstorm 다운로드
2. matlab/bin에 다운받은 brainstorm zip 파일 압축해제

(ex: ~/Download/Matlab/bin)

3. matlab 실행 ($bash matlab)
4. matlab command 창에 brainstorm 입력

(경로문제로 실행이 안된다면 아래 두 옵션 중에 하나 클릭)

 

5. SPM 설치: Plugins -> spm12 -> Install 클릭, 설치 후 동의

 

6. CAT 설치: Plugins -> Anatomy -> cat12 -> Install 클릭, 설치 후 동의

 

 

D. CAT12 사용방법

1. Protocol 생성: File -> New protocol

- Default anatomy 중 “Yes, ~” 선택 및 Create

 

2. 생성된 protocol 안의 Default anatomy 우클릭 -> Import MRI 클릭

- 분석하기 원하는 MRI를 선택하시면 됩니다.

1) MRI orientation: Yes
2) registration: Ignore (CAT segmentation 중 registration 진행함)
3) Reslice: No

 

 

 

3. Import된 MRI 우클릭: MRI segmentation -> CAT12 클릭

1) cortex surface: 15000 (default value)
2) parcellations: Yes
3) remove all the surfaces: Yes

 

* 만약 OOM(Out Of Memory) 문제나 중간에 끊기는 문제가 있다면,

1) nii 파일이 지나치게 크거나

2) nii 파일 내 affine matrix에 문제가 있을 수 있습니다

(순전히 제 경험 상)

(해결 방법은 아직 찾지 못했으나 아시는 분이 계시다면 댓글로 알려주시면 대단히 감사하겠습니다 ㅠ^ㅠ)

 

E. 결과 확인 및 활용

1. protocol 내 여러 atlas 생성됨
2. 활용: ex) hammers 우클릭 -> Files -> Export to file 후 저장(.nii)

 

 

끝!