Python-MNE-源空间和正模型07：修复BEM和头表面

有时在创建BEM模型时，由于可能出现的一系列问题(例如，表面之间的交叉)，表面需要手动校正。在这里，我们将看到如何通过将表面导出到3D建模程序blender，编辑它们，并重新导入它们来实现这一点。我们还将给出一个简单的例子，说明如何使用pymeshfix来修复拓扑问题。
本教程的大部分内容都是基于Ezequiel Mikulan的ezemikulan/blender_freesurfer。

import os
import shutilimport mnedata_path = mne.datasets.sample.data_path()
subjects_dir = data_path / "subjects"
bem_dir = subjects_dir / "sample" / "bem" / "flash"
surf_dir = subjects_dir / "sample" / "surf"

导出表面到blender

在本教程中，我们使用MNE-Sample集，其表面没有问题。为了演示如何修复有问题的表面，我们将手动放置一个内颅骨顶点在外颅骨顶点的外部的网格。

然后我们将表面转换为.obj文件，并在FreeSurfer subject文件夹中创建一个名为conv的新文件夹来保存它们。

# Put the converted surfaces in a separate 'conv' folder
conv_dir = subjects_dir / "sample" / "conv"
os.makedirs(conv_dir, exist_ok=True)# Load the inner skull surface and create a problem
# The metadata is empty in this example. In real study, we want to write the
# original metadata to the fixed surface file. Set read_metadata=True to do so.
coords, faces = mne.read_surface(bem_dir / "inner_skull.surf")
coords[0] *= 1.1  # Move the first vertex outside the skull# Write the inner skull surface as an .obj file that can be imported by
# Blender.
mne.write_surface(conv_dir / "inner_skull.obj", coords, faces, overwrite=True)# Also convert the outer skull surface.
coords, faces = mne.read_surface(bem_dir / "outer_skull.surf")
mne.write_surface(conv_dir / "outer_skull.obj", coords, faces, overwrite=True)

（以上代码中的文件连接在新版本中更改）

在blender中编辑

查看下面的视频教程，了解如何在Blender中导入，编辑和导出表面(一步一步的说明也在下面)：
在blender中编辑
我们现在可以打开Blender并导入表面。进入文件>导入>Wavefront(.obj)。导航到conv文件夹并选择要导入的文件。确保选择“保持垂直顺序”（Keep Vert Order）选项。你还可以选择Y Forward选项以在正确的方向(RAS)加载坐标轴：
在这里插入图片描述
为方便起见，您可以通过按下Operator Presets旁边的+按钮来保存这些设置，对所有你想导入的表面重复这个过程。

你现在可以编辑任何你喜欢的表面。请参阅初学者blender系列教程来学习如何使用blender。可以看它的第2部分，教你如何使用基本的编辑工具来修复表面。
在这里插入图片描述

在MNE-Python中使用修复的表面

在Blender中，你可以通过选择它来导出一个表面作为.obj文件，然后进入file > export > Wavefront (.obj)。你需要再次选择Y Forwar选项，并选中Keep Vertex Order box。
在这里插入图片描述
每个surface都需要作为单独的文件导出。我们建议将它们保存在conv文件夹中，并以_fixed.obj为结尾，尽管不是严格必要的。
为了能够从上到下运行本教程脚本，我们在这里使用Python代码模拟您在Blender中手动进行的编辑：

coords, faces = mne.read_surface(conv_dir / "inner_skull.obj")
coords[0] /= 1.1  # Move the first vertex back inside the skull
mne.write_surface(conv_dir / "inner_skull_fixed.obj", coords, faces, overwrite=True)

现在回到Python，你可以读取修复后的.obj文件，并将它们保存为FreeSurfer的 .surf文件。为了mne.make_bem_model()函数找到它们，需要使用它们的原始名称保存在surf文件夹中，例如bem/inner_skull.surf。一定要先备份原来的表面，以防出错！

# Read the fixed surface
coords, faces = mne.read_surface(conv_dir / "inner_skull_fixed.obj")# Backup the original surface
shutil.copy(bem_dir / "inner_skull.surf", bem_dir / "inner_skull_orig.surf")# Overwrite the original surface with the fixed version
# In real study you should provide the correct metadata using ``volume_info=``
# This could be accomplished for example with:
#
# _, _, vol_info = mne.read_surface(bem_dir / 'inner_skull.surf',
#                                   read_metadata=True)
# mne.write_surface(bem_dir / 'inner_skull.surf', coords, faces,
#                   volume_info=vol_info, overwrite=True)

编辑头表面

有时头部表面有缺陷，需要手动编辑。我们使用mne.write_head_bem()将修改的表面转换为.fif文件。

低分辨率的头

对于EEG正向建模，outer_skin.surf可能是手动编辑的。在这种情况下，记得保存从编辑表面文件或配准得到的-head.fif的原始和修改版本。

# Load the fixed surface
coords, faces = mne.read_surface(bem_dir / "outer_skin.surf")# Make sure we are in the correct directory
head_dir = bem_dir.parent# Remember to backup the original head file in advance!
# Overwrite the original head file
#
# mne.write_head_bem(head_dir / 'sample-head.fif', coords, faces,
#                    overwrite=True)

高分辨率的头

我们使用mne.read_bem_surfaces()来读取head surface文件。编辑完成后，我们再次使用mne.write_head_bem()输出头文件。这里我们用-head.fif提高速度。

# If ``-head-dense.fif`` does not exist, you need to run
# ``mne make_scalp_surfaces`` first.
# [0] because a list of surfaces is returned
surf = mne.read_bem_surfaces(head_dir / "sample-head.fif")[0]# For consistency only
coords = surf["rr"]
faces = surf["tris"]# Write the head as an .obj file for editing
mne.write_surface(conv_dir / "sample-head.obj", coords, faces, overwrite=True)# Usually here you would go and edit your meshes.
#
# Here we just use the same surface as if it were fixed
# Read in the .obj file
coords, faces = mne.read_surface(conv_dir / "sample-head.obj")# Remember to backup the original head file in advance!
# Overwrite the original head file
#
# mne.write_head_bem(head_dir / 'sample-head.fif', coords, faces,
#                    overwrite=True)

1 BEM surfaces found

Reading a surface...
[done]
1 BEM surfaces read

blender编辑技巧

一个特别有用的操作是Shrinkwrap功能，它将一个表面限制在另一个表面内。使用方法如下：

①选择表面：选择产生问题的表面。
②选择顶点：在Edit Mode下，按C使用圆选择工具选择外面的顶点。
③-⑤对顶点进行分组：在 Object Data Properties选项卡使用+按钮添加一个顶点组，并单击Assign将当前选择分配到组。
⑥-⑧Shrinkwrap：在Modifiers选项卡中，在Add Modifier下添加一个Shrinkwrap，并将其设置为snap内部，外部表面为Target，之前创建的Group为Vertex Group。然后可以使用Offset参数来调整距离。
⑨应用：在Object Mode下，点击Shrinkwrap修饰符的向下箭头，然后点击应用。
在这里插入图片描述
如果上述操作后没有任何变化，内颅骨表面的法线可能被反转了。要解决这个问题，请选择所有的顶点或内部颅骨的所有面，并在工具栏中进行Mesh>Normals>Flip。
然后！我们就已经准备好继续分析了，例如继续运行mne.make_bem_model()。

还有错误怎么办？

blender操作

当在Blender中编辑BEM表面/网格时，请确保使用的工具不会改变顶点的数量或顺序，或三角形面的几何形状。例如，避免使用挤压工具（extrusion tool），因为它复制了被挤压的顶点。

用smoothing的方法清理坏的、密集的头部表面

如果你在使用mne make_scalp_surfaces时得到一个粗糙的头部表面，考虑使用FreeSurfer的高斯内核提前平滑T1，在受试者的mri目录中使用如下内容：

mri_convert --fwhm 3 T1.mgz T1_smoothed_3.mgz

这里的--fwhm参数决定了应用多少smoothing，单位为mm。然后删除SUBJECTS_DIR/SUBJECT/surf/lh.seghead重新运行mne make_scalp_surfaces并添加额外的参数--mri="T1_smoothed_3.mgz" --overwrite，你应该得到更clean的表面。

拓扑错误

MNE-Python要求网格满足一定的拓扑检查，以保证边界元求解、电极投影等后续处理能够正常工作。

下面是在MNE-Python中使用网格时可能遇到的一些错误示例，以及这些错误的可能原因。

  1. Cannot decimate to requested ico grade
    错误是由于顶点太少或太多造成的。完整的错误类似于：
RuntimeError: Cannot decimate to requested ico grade 4. The provided
BEM surface has 20516 triangles, which cannot be isomorphic with a
subdivided icosahedron. Consider manually decimating the surface to a
suitable density and then use ico=None in make_bem_model.
  1. Surface inner skull has topological defects
    在试图通过删除顶点来匹配原始三角形数量时，可能会发生此错误。完整的错误信息如下所示：
RuntimeError: Surface inner skull has topological defects: 12 / 20484
vertices have fewer than three neighboring triangles [733, 1014,2068, 7732, 8435, 8489, 10181, 11120, 11121, 11122, 11304, 11788]
  1. Surface inner skull is not complete
    这个错误，和前面的错误一样，反映了表面拓扑结构的一个问题，即预期的顶点/边/面模式被打乱了。
RuntimeError: Surface inner skull is not complete (sum of solid
angles yielded 0.999668, should be 1.)
  1. Triangle ordering is wrong
    这个错误反映了内存中表示曲面的方式(顶点/面定义的顺序)与MNE-Python所期望的不匹配。完整的错误是：
RuntimeError: The source surface has a matching number of triangles
but ordering is wrong
在blender中处理拓扑结构

对于任何这些错误，通常最简单的方法是从未编辑的BEM表面重新开始，并再次尝试，确保只移动顶点和面，而不添加或删除任何顶点和面。例如，选择一个圆的顶点，然后按G将它们拖动到想要的位置。在Blender中smoothing一组选中的顶点(右键单击并选择“smoothing”)也hen有用。

使用pymeshfix处理拓扑结构

pymeshfix是一个GPL许可的Python模块，用于生成满足上述拓扑检查的水密网格。例如，如果你的'SUBJECTS_DIR/SUBJECT/surf/lh.seghead'文件中有拓扑问题，通过上面的*“用smoothing的方法清理坏的、密集的头部表面”*行不通的，你可以尝试修复网格。在使用conda或pip从SUBJECTS_DIR/SUBJECT/surf目录安装pymeshfix后，你可以尝试：

import pymeshfix
rr, tris = mne.read_surface('lh.seghead')
rr, tris = pymeshfix.clean_from_arrays(rr, tris)
mne.write_surface('lh.seghead', rr, tris)

在某些情况下，这可以修复拓扑结构，以便后续对mne make_scalp_surfaces的调用可以成功，而不需要使用--force参数。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/412912.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

图形化编程系统学习10

图形化编程系统学习10

项目需求： 点击绿旗，可以使用键盘控制小兔子在地图上移动，收集食物，但只能在黄色道路上移动。 食物碰到小兔子会变大后隐藏，并发出声音。 收集完所有食物，回到温暖的小窝 。 思路解析 1、添加背景和角色…
阅读更多...
事半功倍：利用增强现实提高工作效率

事半功倍：利用增强现实提高工作效率

人们通常认为增强现实只是游戏中的一个强大的功能，然而，研究表明，增强现实在提高工厂的效率和生产力方面也发挥着重要作用。不管增强现实、虚拟现实还是混合现实都能很好地模拟工厂的工作场景，这对于培训、运营、安全和研发方面的…
阅读更多...
OpenCV小练习：人脸检测

OpenCV小练习：人脸检测

OpenCV自带人脸检测模型，拿来就能用。所以“人脸检测”这个任务对于OpenCV而言真是太简单了——感叹一下：OpenCV太强大了！相关的介绍文章在网上可以搜到很多，原本我觉得没必要再写一篇了。结果我在写练习代码的时候，还…
阅读更多...
如何使用 Pytest 进行测试

如何使用 Pytest 进行测试

Pytest 是一个强大的Python测试框架，支持简单单元测试和复杂的功能测试。它具有灵活的断言表达式、支持参数化测试、强大的插件生态系统等特点。 二、环境搭建 1、安装 Pytest： pip install pytest安装完成后，可以通过命令行检查是否安装成…
阅读更多...
Adobe DC 2022提示无法识别的错误 - 解决方案

Adobe DC 2022提示无法识别的错误 - 解决方案

Adobe DC 2022提示无法识别的错误 - 解决方案 问题解决方案更改安装（推荐）重新安装（推荐）降级安装（不推荐） 问题 使用Adobe DC 2022合并图片创建PDF时，会提示无法识别的错误，这是因…
阅读更多...
同步技术难点

同步技术难点

在Java中，同步技术主要用于控制多个线程对共享资源的访问，以避免数据不一致和线程安全问题。然而，同步技术也带来了一些难点，主要包括以下几个方面： 死锁（Deadlock）： 死锁是同步技术…
阅读更多...
Python私教张大鹏FastAPI开源框架和项目第一次整理 20240830

Python私教张大鹏FastAPI开源框架和项目第一次整理 20240830

去我的Github搜fastzdp开头的：https://github.com/zhangdapeng520?tabrepositories&qfastzdp&type&language&sort fastzdp_api：基于FastAPI二次开发的HTTP REST API 框架。目前刚开始开发，这里面主要记录了FastAPI的一些基础…
阅读更多...
大一新生入学证件照采集，手机拍照轻松搞定收集

大一新生入学证件照采集，手机拍照轻松搞定收集

又到了一年一度大中专院校新生入学的时候了，在开学时很重要的一项工作就是新生照片采集。证件照采集是为了建立学生学籍档案、校园门禁系统登记、校园卡制发、大学四级英语考试报名等，往往要求全校新生使用统一的证件照尺寸、颜色背景，甚至是…
阅读更多...
Access OpenAI (json) API from R

Access OpenAI (json) API from R

题意：“从 R 访问 OpenAI (JSON) API” 问题背景： I want to access the OpenAI API with the following curl command from R: “我想从 R 中使用以下 curl 命令访问 OpenAI API：” curl https://api.openai.com/v1/engines/davinci/comp…
阅读更多...
视频结构化从入门到精通——行为分析类应用

视频结构化从入门到精通——行为分析类应用

行为分析类应用 1. 认识行为分析 监控/判断视频画面中目标的运动过程、携带属性等。从数据中自动识别、跟踪和理解人类或物体行为。 1. 车的行为分析应用 车辆行为分析主要用于监控和管理车辆的动态行为，广泛应用于智能交通、城市管理和安全监控。关键应用包括&…
阅读更多...
操作系统：实验五内存管理实验

操作系统：实验五内存管理实验

一、实验目的 1、了解操作系统动态分区存储管理过程和方法。 2、掌握动态分区存储管理的主要数据结构--空闲表区。 3、加深理解动态分区存储管理中内存的分配和回收。 4、掌握空闲区表中空闲区3种不同放置策略的基本思想和实现过程。 5、通过模拟程序实现动态分区存储管理…
阅读更多...
如何通过WinRAR软件有效禁止RAR压缩包内文件的修改

如何通过WinRAR软件有效禁止RAR压缩包内文件的修改

RAR压缩包作为一种广泛使用的文件格式，凭借其高压缩比和强大的功能，成为了许多用户保存和传输文件的首选。然而，在某些情况下，我们可能希望确保RAR压缩包内的文件不被随意修改或删除，以维护文件的安全性和完整性。本文…
阅读更多...
C++：list篇

C++：list篇

前言: 观看C的list前需要对链表有一些了解，如C语言的链表结构。本片仅介绍list容器中常用的接口函数概念以及使用。 list的概念： 简而言之，C的list是一个双向带哨兵位的链表容器模板 list的构造： 1.list():默认构造 2.li…
阅读更多...
关于自定义控件，头文件找不到问题的解决办法

关于自定义控件，头文件找不到问题的解决办法

在ui文件中使用控件提升的时候，突然发现ui_xxxx.h竟然报错了， 这在之前是没有碰到过，苦思过后认为是环境变量的问题，因为现在正在用的构建套件是 mingw 的，但在此之前我一直用的是msvc，并且环境变量的配置…
阅读更多...
PDF文本指令解析与文本水印去除

PDF文本指令解析与文本水印去除

上次我在《PDF批量加水印 与 去除水印实践》一文中完成了对图片水印和文字水印的去除。 链接：https://xxmdmst.blog.csdn.net/article/details/139483535 但是对于页面对象的内容对象是单层，不是数组的情况，无法去除水印。今天我们专门研究…
阅读更多...
idea付费插件，SequenceDiagram有哪些优点

idea付费插件，SequenceDiagram有哪些优点

以下idea付费插件你们都用过哪些呢？ SequenceDiagram插件是一种用于绘制时序图的工具。时序图是一种图形化的表示对象之间消息传递顺序的方法。 该插件可以在使用各种编程语言编写代码时，方便地绘制时序图，以帮助开发者更好地理解和描述系统…
阅读更多...
＜Rust＞egui学习之小部件（七）：如何在窗口中添加颜色选择器colorpicker部件？

＜Rust＞egui学习之小部件（七）：如何在窗口中添加颜色选择器colorpicker部件？

前言 本专栏是关于Rust的GUI库egui的部件讲解及应用实例分析，主要讲解egui的源代码、部件属性、如何应用。 环境配置 系统：windows 平台：visual studio code 语言：rust 库：egui、eframe 概述 本文是本专栏的第七篇博…
阅读更多...
IBM是中国IT界的黄埔军校

IBM是中国IT界的黄埔军校

关注卢松松，会经常给你分享一些我的经验和观点。 我第一次听说IBM还是小的时候，当时很多人都说IBM是厉害，外号“蓝色巨人”，潜移默化我也知道IBM牛了。 而且当年我买的第一款笔记本电脑就是IBM的ThinkPad系列，花了6…
阅读更多...
[Labview]图片叠加下的表格视图拖拽功能：挖坑粗糙版

[Labview]图片叠加下的表格视图拖拽功能：挖坑粗糙版

没错，又是Labview表格T - T 由于项目中用到的表格上有一张用于画框的二维图片，感兴趣可看这篇 [Labview] 表格单元格外边框 二维图片叠加绘图 因此在滚动条与鼠标滚轮的基础上，想再增加一个拖拽移动的功能。 但 [二维图片] 并没有 拖拽开始…
阅读更多...
科技与文化的完美碰撞 德施曼玄武•紫禁城K80亮相成都车展

科技与文化的完美碰撞 德施曼玄武•紫禁城K80亮相成都车展

8月30日-9月8日，第二十七届成都国际汽车展览会将在中国西部国际博览城举行，德施曼将与海尔、美的、松下等知名品牌携旗下重磅产品集中参展。大会同期“京东MALL智享家生活”活动也将开启，行业首个与紫禁城IP联名的智能锁产品德施曼玄武•紫禁…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023

友情链接： 我的编程经验分享 一条长河网 尧图网站开发