FreesurferExercise

Freesrufer > File:Block diag1.jpg > Freesrufer > FreesurferExercise

In order to work with Freesurfer is necessary to establish two environmet variables. First, FREESURFER_HOME variable pointing to the directory of Freesurfer installation. Second SUBJECTS_DIR variable with the path to the images to process.

The next list enumerates the minimum steps to work with freesurfer for cortical reconstruction from an MRI image:

1. Establish the environment variables.
2. Creates the subdirectories to keep the images and save the process results.
3. Convert an nii.gz (Nifti) image in a mgz (Freesurfer) image to run the complete process
4. Run the script to process the image; script to reconstruct the whole brain
5. Verify the results, correct if it is necessary and re-run the process indicating that it is a launching after a correction, this way it take in account the changes made manually.

Freesurfer on Our Images

1. Launch a terminal, ie. gnome-terminal, konsole, commander, .... I particularly prefer konsole, it uses an independent processing nucleus for each tab.
2. Locate and go to the directory with the image to analyze

 cd <path to directory with images to analize> 

3. If you does not have any prefered structure to keep the images, It is a good practice to define one.
1. Create a directory for this exercise called freesurferTest

[~~]:$  mkdir freesurferTest

2. Copy the image (nifty format) to the directory

[~~]:$  cp <path to images folder>/subject.nii.gz freesurferTest/.

4. Go to the directory for the exercise

[~~]:$  cd freesurferTest

5. Verify values of envirenment variables
1. FREESURFER_HOME, variable to indicates where freesurfer were installed. Normally in /usr/local/freesurfer

[~~]:$  echo $FREESURFER_HOME
[~~]:$  <path to installation directory> 

2. SUBJECTS_DIR, variable to indicate the path to the directory with the images to analyze. In our case the recent created directory freesurferTest

[~~]:$  echo $SUBJECTS_DIR
[~~]:$  <path to directory with the images to analyze> 

3. In the case of any bad variable you can set the variable following the next instructions

# bash case
[~~]:$ export FREESURFER_HOME=/usr/local/freesurfer
[~~]:$ export SUBJECTS_DIR=/<your path>/freesurferTest

# tcsh case
[~~]:$ setenv FREESURFER_HOME=/usr/local/freesurfer
[~~]:$ setenv SUBJECTS_DIR=/<your path>/freesurferTest

in both cases replace <your path> for the correct path to the directory wich contains the freesurferTest directory

Once we are in the freesurferTest directory, and we reviewed the environmet variables we are ready to run the freesurfer applications to recosntruct the cortical structures.

6. Executes mksubjdirs to create the directory which keep the results of the processes.

[~~]:$ mksubjdirs Results

the argument Results is the desired name of our results directory. It creates a directories hierarchy as follows:   |-- freesurferTest
        |-- subject.nii.gz
        |-- Results
              |-- bem
              |-- label
              |-- morph
              |-- mpg
              |-- mri
                  |-- aseg
                  |-- brain
                  |-- filled
                  |-- flash
                       |-- parameter_maps
                  |-- fsamples
                  |-- norm
                  |-- orig
                  |-- T1
                  |-- tmp
                  |-- transforms
                  |-- wm
              |-- rgb
              |-- scripts
              |-- stats
              |-- surf
              |-- tiff
              |-- tmp
              |-- touch


7. Copy the image to process to the directory Results/mri/orig/ with the freesurfer format. The convert_mri tool do this follwing the next instruction.

[~~]:$ mri_convert subject.nii.gz Results/mri/orig/001.mgz

  |-- freesurferTest
        |-- subject.nii.gz
        |-- Results
              |-- mri
                  |-- orig
                      |-- 001.mgz
This step is necessary keeping the name like 001.mgz for the correct execution of the recognize application.

8. Reconstruc cortical and subcortical structures by execute

[~~]:$ recon-all -autorecon-all -subjid Results

These processes take around 24 hours in a 2.2GHz processing nucleus

9. When the process finish is possible to examine the results. The next table shows the file structure with the images and another files produced by the process at left, and at right some images.

|-- freesurferTest  .  |-- sujetoPrueba.nii.gz  .  |-- Resultados  .  .   |-- bem  .  .   |-- label  .  .   .   |-- aparc.annot.a2009s.ctab  .  .   .   |-- aparc.annot.ctab  .  .   .   |-- BA.ctab  .  .   .   |-- lh.aparc.a2009s.annot  .  .   .   |-- lh.aparc.annot  .  .   .   |-- lh.BA1.label  .  .   .   |-- lh.BA2.label  .  .   .   |-- lh.BA3a.label  .  .   .   |-- lh.BA3b.label  .  .   .   |-- lh.BA44.label  .  .   .   |-- lh.BA45.label  .  .   .   |-- lh.BA4a.label  .  .   .   |-- lh.BA4p.label  .  .   .   |-- lh.BA6.label  .  .   .   |-- lh.BA.annot  .  .   .   |-- lh.cortex.label  .  .   .   |-- lh.entorhinal_exvivo.label  .  .   .   |-- lh.MT.label  .  .   .   |-- lh.V1.label  .  .   .   |-- lh.V2.label  .  .   .   |-- rh.aparc.a2009s.annot  .  .   .   |-- rh.aparc.annot  .  .   .   |-- rh.BA1.label  .  .   .   |-- rh.BA2.label  .  .   .   |-- rh.BA3a.label  .  .   .   |-- rh.BA3b.label  .  .   .   |-- rh.BA44.label  .  .   .   |-- rh.BA45.label  .  .   .   |-- rh.BA4a.label  .  .   .   |-- rh.BA4p.label  .  .   .   |-- rh.BA6.label  .  .   .   |-- rh.BA.annot  .  .   .   |-- rh.cortex.label  .  .   .   |-- rh.entorhinal_exvivo.label  .  .   .   |-- rh.MT.label  .  .   .   |-- rh.V1.label  .  .   .   |-- rh.V2.label  .  .   |-- morph  .  .   |-- mpg  .  .   |-- mri  .  .   .   |-- aparc.a2009s+aseg.mgz  .  .   .   |-- aparc+aseg.mgz  .  .   .   |-- aseg  .  .   .   |-- aseg.auto.mgz  .  .   .   |-- aseg.auto_noCCseg.label_ intensities.txt  .  .   .   |-- aseg.auto_noCCseg.mgz  .  .   .   |-- aseg.mgz  .  .   .   |-- brain  .  .   .   |-- brain.finalsurfs.mgz  .  .   .   |-- brainmask.auto.mgz  .  .   .   |-- brainmask.mgz  .  .   .   |-- brain.mgz  .  .   .   |-- ctrl_pts.mgz  .  .   .   |-- filled  .  .   .   |-- filled.mgz  .  .   .   |-- flash  .  .   .   |-- fsamples  .  .   .   |-- lh.ribbon.mgz  .  .   .   |-- mri_nu_correct.mni.log  .  .   .   |-- norm  .  .   .   |-- norm.mgz  .  .   .   |-- nu.mgz  .  .   .   |-- nu_noneck.mgz  .  .   .   |-- orig  .  .   .   .   |-- 001.mgz  .  .   .   |-- orig.mgz  .  .   .   |-- rawavg.mgz  .  .   .   |-- rh.ribbon.mgz  .  .   .   |-- ribbon.mgz  .  .   .   |-- segment.dat  .  .   .   |-- T1  .  .   .   |-- T1.mgz  .  .   .   |-- talairach.label_ intensities.txt  .  .   .   |-- talairach.log  .  .   .   |-- talairach_with_skull.log  .  .   .   |-- tmp  .  .   .   |-- transforms  .  .   .   .   |-- bak  .  .   .   .   |-- cc_up.lta  .  .   .   .   |-- talairach.auto.xfm  .  .   .   .   |-- talairach_avi.log  .  .   .   .   |-- talairach_avi_QA.log  .  .   .   .   |-- talairach.lta  .  .   .   .   |-- talairach.m3z  .  .   .   .   |-- talairach.m3z.inv.x.mgz  .  .   .   .   |-- talairach.m3z.inv.y.mgz  .  .   .   .   |-- talairach.m3z.inv.z.mgz  .  .   .   .   |-- talairach_with_skull.lta  .  .   .   .   |-- talairach.xfm  .  .   .   .   |-- talsrcimg_to_711-2C_as_ mni_average_305_t4_vox2vox.txt  .  .   .   |-- wm  .  .   .   |-- wm.asegedit.mgz  .  .   .   |-- wm.mgz  .  .   .   |-- wmparc.mgz  .  .   |-- rgb  .  .   |-- scripts  .  .   .   |-- build-stamp.txt  .  .   .   |-- csurfdir  .  .   .   |-- ponscc.cut.log  .  .   .   |-- recon-all.cmd  .  .   .   |-- recon-all.done  .  .   .   |-- recon-all.env  .  .   .   |-- recon-all.local-copy  .  .   .   |-- recon-all.log  .  .   .   |-- recon-all-status.log  .  .   |-- stats  .  .   .   |-- aseg.stats  .  .   .   |-- lh.aparc.a2009s.stats  .  .   .   |-- lh.aparc.stats  .  .   .   |-- lh.BA.stats  .  .   .   |-- lh.curv.stats  .  .   .   |-- lh.entorhinal_exvivo.stats  .  .   .   |-- rh.aparc.a2009s.stats  .  .   .   |-- rh.aparc.stats  .  .   .   |-- rh.BA.stats  .  .   .   |-- rh.curv.stats  .  .   .   |-- rh.entorhinal_exvivo.stats  .  .   .   |-- wmparc.stats  .  .   |-- surf  .  .   .   |-- lh.area  .  .   .   |-- lh.area.mid  .  .   .   |-- lh.area.pial  .  .   .   |-- lh.avg_curv  .  .   .   |-- lh.curv  .  .   .   |-- lh.curv.pial  .  .   .   |-- lh.defect_borders  .  .   .   |-- lh.defect_chull  .  .   .   |-- lh.defect_labels  .  .   .   |-- lh.inflated  .  .   .   |-- lh.inflated.H  .  .   .   |-- lh.inflated.K  .  .   .   |-- lh.inflated.nofix  .  .   .   |-- lh.jacobian_white  .  .   .   |-- lh.orig  .  .   .   |-- lh.orig.nofix  .  .   .   |-- lh.pial  .  .   .   |-- lh.qsphere.nofix  .  .   .   |-- lh.smoothwm  .  .   .   |-- lh.smoothwm.BE.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.C.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.FI.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.H.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.K1.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.K2.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.K.crv  .  .   .   |-- lh.smoothwm.nofix  .  .   .   |-- lh.smoothwm.S.crv  .  .   .   |-- lh.sphere  .  .   .   |-- lh.sphere.reg  .  .   .   |-- lh.sulc  .  .   .   |-- lh.thickness  .  .   .   |-- lh.volume  .  .   .   |-- lh.white  .  .   .   |-- rh.area  .  .   .   |-- rh.area.mid  .  .   .   |-- rh.area.pial  .  .   .   |-- rh.avg_curv  .  .   .   |-- rh.curv  .  .   .   |-- rh.curv.pial  .  .   .   |-- rh.defect_borders  .  .   .   |-- rh.defect_chull  .  .   .   |-- rh.defect_labels  .  .   .   |-- rh.inflated  .  .   .   |-- rh.inflated.H  .  .   .   |-- rh.inflated.K  .  .   .   |-- rh.inflated.nofix  .  .   .   |-- rh.jacobian_white  .  .   .   |-- rh.orig  .  .   .   |-- rh.orig.nofix  .  .   .   |-- rh.pial  .  .   .   |-- rh.qsphere.nofix  .  .   .   |-- rh.smoothwm  .  .   .   |-- rh.smoothwm.BE.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.C.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.FI.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.H.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.K1.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.K2.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.K.crv  .  .   .   |-- rh.smoothwm.nofix  .  .   .   |-- rh.smoothwm.S.crv  .  .   .   |-- rh.sphere  .  .   .   |-- rh.sphere.reg  .  .   .   |-- rh.sulc  .  .   .   |-- rh.thickness  .  .   .   |-- rh.volume  .  .   .   |-- rh.white  .  .   |-- tiff  .  .   |-- tmp  .  .   .   |-- control.dat  .  .   |-- touch  .  .   .   |-- aparc2aseg.touch  .  .   .   |-- aparc.a2009s2aseg.touch  .  .   .   |-- asegmerge.touch  .  .   .   |-- ca_label.touch  .  .   .   |-- ca_normalize.touch  .  .   .   |-- ca_register_inv.touch  .  .   .   |-- ca_register.touch  .  .   .   |-- conform.touch  .  .   .   |-- cortical_ribbon.touch  .  .   .   |-- em_register.touch  .  .   .   |-- fill.touch  .  .   .   |-- inorm1.touch  .  .   .   |-- inorm2.touch  .  .   .   |-- lh.aparc2.touch  .  .   .   |-- lh.aparcstats2.touch  .  .   .   |-- lh.aparcstats.touch  .  .   .   |-- lh.aparc.touch  .  .   .   |-- lh.avgcurv.touch  .  .   .   |-- lh.curvstats.touch  .  .   .   |-- lh.final_surfaces.touch  .  .   .   |-- lh.inflate1.touch  .  .   .   |-- lh.inflate2.touch  .  .   .   |-- lh.jacobian_white.touch  .  .   .   |-- lh.pial_surface.touch  .  .   .   |-- lh.qsphere.touch  .  .   .   |-- lh.smoothwm1.touch  .  .   .   |-- lh.smoothwm2.touch  .  .   .   |-- lh.sphmorph.touch  .  .   .   |-- lh.sphreg.touch  .  .   .   |-- lh.surfvolume.touch  .  .   .   |-- lh.tessellate.touch  .  .   .   |-- lh.topofix.touch  .  .   .   |-- lh.white_surface.touch  .  .   .   |-- mri_remove_neck.touch  .  .   .   |-- nu.touch  .  .   .   |-- rh.aparc2.touch  .  .   .   |-- rh.aparcstats2.touch  .  .   .   |-- rh.aparcstats.touch  .  .   .   |-- rh.aparc.touch  .  .   .   |-- rh.avgcurv.touch  .  .   .   |-- rh.curvstats.touch  .  .   .   |-- rh.final_surfaces.touch  .  .   .   |-- rh.inflate1.touch  .  .   .   |-- rh.inflate2.touch  .  .   .   |-- rh.jacobian_white.touch  .  .   .   |-- rh.pial_surface.touch  .  .   .   |-- rh.qsphere.touch  .  .   .   |-- rh.smoothwm1.touch  .  .   .   |-- rh.smoothwm2.touch  .  .   .   |-- rh.sphmorph.touch  .  .   .   |-- rh.sphreg.touch  .  .   .   |-- rh.surfvolume.touch  .  .   .   |-- rh.tessellate.touch  .  .   .   |-- rh.topofix.touch  .  .   .   |-- rh.white_surface.touch  .  .   .   |-- segstats.touch  .  .   .   |-- skull.lta.touch  .  .   .   |-- skull_strip.touch  .  .   .   |-- talairach.touch  .  .   .   |-- wmaparc.stats.touch  .  .   .   |-- wmaparc.touch  .  .   .   |-- wmsegment.touch

MRI original del sujeto, vista 3D, Coronal, Saggital y Axial. archivo 001.mgz, orig.mgz T1.mgz   MRI sin el craneo del sujeto, archivo brainmask.mgz   MRI Talairach Aligned, Izq Original Der Talairach. archivo brainmask.mgz + talairach.xfm   En general no es fácil ver los cambios realizados por el regstro en el espacio Talairach, este es mas notorio en la vista axial, donde se ve que la imagen original esta ligeramente rotada en sentido contrario a las manecillas del reloj, mientras que en la imagen registrada esta rotacion ya no se percibe.   MRI con identificacion de materia gris y materia blanca separadas por hemisferio. archivo ribbon.mgz   MRI con la materia blanca solamente separada por hemisferios. archivo filled.mgz   MRI con la identificación de estructuras corticales separadas por hemisferios. archivo aseg.mgz   MRI con la identificación de circunvoluciones. archivo aseg+aparc.mgz   Como se observa en las gráficas la herramienta hace una aproximación a las estructuras anatómicas y a las divisiones por circunvoluciones del cerebro. Aunque dichos procedimientos de etiquetamiento no son 100% confiables, nos proveen una base aproximada para continuar con otros procesos de análisis.   Para la visualización de los volumenes se utilizó el programa freeview. El cual nos da la posibilidad de superponer imágenes y de indicar la opacidad de las mismas.