Awesome Neuroimaging

Neuroimagingを扱う資料や関連プロジェクトをまとめたAwesomeリストです。

ビューア

AFNI - AFNIスイートのボリュームビューア。GUIの美観は90年代のMotifツールキットで定義されている。
freeview - Freesurferスイートのサーフェスおよびボリューム画像ビューア。QTツールキットを使用する。
fsleyes - FSLのボリュームビューア。
mricron - Windowsで動作するボリュームビューア。
dsistudio - dsi-studioツールスイートのDSIビューア。
osirix - DICOMデータベースの整理・閲覧ツール。
Mango - Multi-image Analysis GUIは、dcm、nii、サーフェスなどの医学研究画像用ビューア。バージョン4.1は2019年リリース。
wb_view - Connectome Workbenchのサーフェスファイルビューア。

取得

MR

整理

reproIn - 検査カードのシーケンスを命名する。
BIDS - Brain Imaging Data Structure。ディレクトリ階層とファイル命名の仕様。

管理

PACS - 医療機器からのDICOM画像の保存・転送に使われ、スキャナー製造元が実装している可能性が高いPicture Archiving and Communication System標準。 Siemens Healthineers Syngo Carbon、Phillips Vue PACS、GE HealthCare True PACSを参照。
XNAT - 画像ベース研究専用の、拡張可能なオープンソース画像情報学ソフトウェアプラットフォーム。
- DAX - XNAT向け分散自動化。YAMLで定義した入出力とコンテナ化を使う。
LORIS - LORIS（Longitudinal Online Research and Imaging System）は、神経画像研究向けのWebベースのデータ・プロジェクト管理ソフトウェア。
brainlife.io - オープンソース、無料かつ安全な再現可能な神経科学解析プラットフォーム。
cbrain - CBRAINは神経画像研究者が高性能計算（HPC）へ接続して計算集約的な解析を実施できるWebベースのソフトウェア。
💲Flywheel - データ取得、キュレーション、自動化、機械学習のためのクラウドベース画像研究データプラットフォーム。
💲QMENTA - 臨床試験のためのオールインワン画像プラットフォーム。

モーション

FIRMM - fMRI、拡散、ナビゲートT1/T2画像取得のリアルタイム動作モニタリング。
Dimon - AFNIでDICOM画像ファイルのリアルタイム取得を監視する。

品質保証とチェック

スキャナー画像のQAおよびQC。

MRIQC - 構造MRI（T1w・T2w）および機能MRI（磁気共鳴画像）データから参照なしIQM（画像品質指標）を抽出する。
mrQA - プロトコル準拠を含む、医療画像データセットの品質保証ツール。
bids-validator - Brain Imaging Data Structureのバリデーター。

パイプライン

前処理ワークフロー。

スイート

複数モダリティ向けのソフトウェアパッケージ。多くはグラフィカルユーザーインターフェースを提供する。

AFNI - Analysis of Functional NeuroImagesは、主に複数MRIモダリティの解析と表示のために開発されたC、Python、Rプログラムおよびシェルスクリプトの主要なソフトウェアスイート。
FSL - FMRI、MRI、拡散脳画像データ向けの包括的な解析ツールライブラリ。
SPM - Statistical Parametric Mappingは、機能画像データに関する仮説の検定に使われる空間的に拡張した統計過程の構築・評価を指す。
Qu|Nex - Quantitative Neuroimaging Environment & Toolbox（QuNex）は、神経画像モダリティ横断でデータ整理、前処理、品質保証、解析を行う拡張可能なフレームワークを総合的に支援するオープンソースのソフトウェアスイート。

BOLD

fmriprep - 包括的なエラー・出力報告を備え、スキャン取得プロトコルの違いに堅牢な、利用しやすい前処理パイプライン。入力はBIDSデータセット。
afni_proc.py - AFNIを使い、事前設定済みブロックを備えたベストプラクティスのパイプライン。
HALFpipe - fMRIデータの再現可能な解析を容易にする、使いやすいソフトウェア。
XCP-D - fMRIprepの終了地点から引き継ぐ後処理・ノイズ回帰パイプライン。
clpipe - fMRIデータの前処理にfmriprepを使用し、機能的結合性解析で重要なノイズ回帰やフィルタリングなど追加の多様な処理ステップを実装する。
fmri_processing_scripts - 最大限の前処理を行うレガシーパイプライン。
HCP Pipeline - パイプラインスクリプトはGlasser et al. 2013で説明されたMinimal Preprocessing Pipeline（MPP）を実装する。

DSI

dsi-studio - 脳の接続をマッピングし、所見を神経心理学的障害と相関させるトラクトグラフィソフトウェアツール。
qsiprep - 拡散強調MRI（dMRI）データ処理用パイプラインを構成する。

構造

Freesurfer - ヒト脳MR画像を処理、解析、可視化するオープンソース神経画像ツールキット。
CIVET - ヒト脳画像データの完全自動化されたボリューム、皮質計測、形態計測解析のための画像処理パイプライン。

生データ

DICOMおよびk-space画像を扱う。

dcm2niix - DICOMからNIfTIへの変換器。
heudiconv - 脳画像データを構造化されたディレクトリレイアウトへ整理する、柔軟なDICOM変換器。
gdcm - Grassroots DICOMは、DICOM医療ファイル向けのC++ライブラリおよびCLIツール。
pydicom - DICOMファイルの検査、変更、作成を行うPythonパッケージおよびCLIツール。
dicom_hinfo, dicom_hdr - DICOMファイルから選択した情報を表示する。
dcmdirtab, dcmtab_bids - lncdtoolsの、CLI重視・正規表現ベースで反復作業に適したBIDS変換パイプライン。
pymapVBVD - Siemensの.dat「twix」生データファイルを読み取る。Philipp EhsesのMatlabツールmapVBVDのPython移植版。
med2image - DICOMまたはniftiファイルからjpgまたはpng画像を生成するPython CLIツール。

来歴と自動化

make - Makefileで定義したスクリプトレシピに従う。
datalad - gitとgit-annexでコード、データ、コンテナを管理する。特にdatalad run --input=... --output=...。
3dNotes - AFNIデータセットのノートを追加、削除、表示するプログラム。
niinote - 任意のコマンドの実行・記録のため、AFNI nifti XML履歴をヘッダーへ追加する。lncdtoolsの一部。

画像処理ツール

ボリュームデータおよび／またはサーフェスデータを読み書き・操作するソフトウェア。

頭蓋骨除去

optibet - 患者集団でより堅牢な頭蓋骨除去を行うため、afniとfslツールを組み合わせるシェルスクリプト。
3dSkullStrip - 多数のパラメーターを備えたAFNIの頭蓋骨除去ユーティリティ。
bet - FSLの脳抽出ツール。
antsBrainExtraction.sh - ANTs版。
mri-watershed - Freesurferパイプラインの一部。
ROBEX - パラメーター調整なしの堅牢な脳抽出。

ワーピング

空間正規化。

ANTs - Advanced Normalization Toolsは、複数モダリティ画像セグメンテーションの信頼性と一貫性を最大化するため、専門家ラベル付きデータに基づく確率的組織セグメンテーションと機械学習手法を含む。
3dQwarp - ベースデータセットに一致する、ソースデータセットの非線形ワープ版を計算するOpenMP並列化AFNIツール。
flirt, fnirt - FSLツールが提供するワーピングソフトウェア。

テンプレート

templateflow - 研究者が既製テンプレートを使用し、新しいテンプレートを共有できるモジュール型・バージョン管理済みリソース。
MNI152 - 正常集団向けの偏りのない標準磁気共鳴画像テンプレート脳ボリューム。

操作

行列値に対して演算を行うツール。

3dcalc - AFNIによる1Dから4Dデータセットのボクセル単位演算。
fslmaths - 画像を数学的に操作できる、シンプルだが強力なプログラム。FSLより。
fscalc - fslmaths用のFreesurferラッパー。

モデリング

HRF

3dDeconvolve - AFNI - 指定した入力刺激時系列を持つ3D+時間測定データセットのデコンボリューションを計算するプログラム。複数の入力刺激時系列を用いた重回帰も実行できる。
FEAT - 一般線形モデリングに基づく単純な実験を、GUIの案内に従い解析する。 FSLの一部。

MRSI

lcmodel - 磁気共鳴分光データの線形結合モデリングを実装する。
FSL-MRS - 単一ボクセル（SVS）、MRS画像（MRSI）、機能的MRS（fMRS）、拡散MRS（dwMRS）、編集分光などを含むMR分光法向けツールスイート。
Osprey - 生体内磁気共鳴分光（MRS）データの最先端処理と定量解析のためのオールインワンソフトウェアスイート。

EEG

fooof - 神経パワースペクトルをパラメーター化する、高速・効率的かつ生理学的知見に基づくツール。

その他

hurst - MRにおける内在的な興奮・抑制不均衡を評価するアルゴリズム（Trakoshis et al, eLife, 2020）。
tat2 - lncdtoolsのAFNIバイナリを用いた時間平均T2*ラッパースクリプト。

ライブラリ

Python

nipy - nibabel、nipype、nilearnを含む。

R

oro.nifti - ANALYZE、NIfTI、AFNI形式に従う医療画像データの入出力と可視化の関数。

MATLAB

SPM - Statistical Parametric Mappingは、機能画像データに関する仮説の検定に使われる空間的に拡張した統計過程の構築・評価を指す。
imtool3D_td - Matlab用ROIツール付き3D画像ビューア（NIFTIビューア、手動セグメンテーション）。

リソース

ブログ、書籍、ドキュメント

Andy’s brain blog - 主要な全ソフトウェアパッケージ（AFNI、SPM、FSL）における神経画像解析を、開始から終了まで扱うチュートリアルと動画。
DataLad handbook - 来歴追跡ソフトウェアdataladを使った神経画像分野の特定アプリケーションについて、開始から終了までのユースケース。
Hitchhacker’s guide to the brain - 取得、処理、解析、品質管理を経た、研究計画から報告・データ共有までのノート。
Online Neuroimaging Resources - MRI、fMRI、EEG、MEG向けオンラインリソースの包括的な一覧。
U of A: Neuroimaging Core Documentation - アリゾナ大学の神経画像コアで使用・開発されているアプローチのドキュメント。

掲示板とチャット

neurostars - 汎用神経画像discussフォーラム。fmriprepが推奨するQ&Aサイト。
afni discuss - AFNIのdiscussインスタンス。
brainhack - 神経画像研究者のMattermostコミュニティ。

データセットリポジトリ

openneuro - BIDS準拠のMRI、PET、MEG、EEG、iEEGデータを検証・共有する無料かつオープンなプラットフォーム。
NDA - National Institute of Mental Health Data Archive（NDA）は、多数の科学分野にわたる数百の研究プロジェクトで収集されたヒト被験者データを提供する。
NITRC - NeuroImaging Tools & Resources Collaboratoryの神経情報学ソフトウェア・データライブラリ。

大規模データセット

ABCD - 数千件の縦断MRIスキャンを含む長期のAdolescent Brain Cognitive Development研究。
UK Biobank - 50万人の研究参加者を対象とする大規模生物医学データベース・研究リソース。
NCANDA - National Consortium on Alcohol and Neurodevelopment in Adolescence（4,000回超のMR受診）。
PNC - CHOPネットワークで医療を受けた、フィラデルフィア都市圏の8～21歳、9,500人超の集団ベースサンプル。
ENIGMA - Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta Analysis Consortiumは、50のワーキンググループによる画像・ゲノムデータを含む。

貢献

貢献を歓迎します。まず貢献ガイドラインを読んでください。