Tredimensionel form modellering og analyse af hjernestrukturer

Vi introducerer en halvautomatisk protokol til form analyse af hjernestrukturer, herunder billedsegmentering ved hjælp af åben software, og yderligere gruppe-klog form analyse ved hjælp af en automatiseret modellering pakke. Her demonstrerer vi hvert trin i 3D-form analyse protokollen med hippocampus segmentering fra Brain Mr images.

Statistisk form analyse af hjernestrukturer er blevet brugt til at undersøge sammenslutningen mellem deres strukturelle ændringer og patologiske processer. Vi har udviklet en softwarepakke til præcis og robust form modellering og gruppe-Wise analyse. Her introducerer vi en pipeline til figur analysen, fra individuel 3D-figur modellering til kvantitativ gruppe form analyse. Vi beskriver også forbehandlings-og segmenterings trinnene ved hjælp af åbne softwarepakker. Denne praktiske vejledning vil hjælpe forskerne med at spare tid og kræfter i 3D-form analyse på hjernestrukturer.

Form analyse af hjernestrukturer er dukket op som det foretrukne værktøj til at undersøge deres morfologiske ændringer under patologiske processer, såsom neurodegenerative sygdomme og aldring¹. Forskellige beregningsmetoder er forpligtet til at 1) præcist afgrænse grænserne for målstrukturer fra medicinske billeder, 2) rekonstruere målet form i form af 3D-overflade mesh, 3) bygge Inter-fag korrespondance på tværs af de enkelte form modeller via form parameterisering eller overflade registrering, og 4) kvantitativt vurdere den regionale form forskelle mellem individer eller grupper. I løbet af de seneste flere år, mange metoder er blevet introdu....

Brain MR billeder blev erhvervet i den protokol, der er godkendt af den lokale institutionelle revisions bestyrelse og etiske komité.

Bemærk: Værktøjerne til forme modellering og analyse kan downloades fra NITRC repository: https://www.nitrc.org/projects/dtmframework/. GUI-softwaren (DTMModeling. exe) kan udføres efter ekstraktion.

Formen modellering proces beskrevet her har været ansat til forskellige Neuro Imaging undersøgelser på aging^6,8,10 og Alzheimers sygdom^5,9. Især denne form modellering metode viste sin nøjagtighed og følsomhed i form analyse på Hippocampus for en aldrende befolkning på 654⁸. En kvantitativ analyse af softwa.......

Sammenfattende har vi beskrevet software pipeline til form analyse på hjernestrukturer, herunder (1) MR image segmentering ved hjælp af åbne værktøjer (2) individuel form rekonstruktion ved hjælp af en deformerbar skabelon model, og (3) kvantitativ form forskel måling via transitiv form korrespondance med skabelon modellen. Statistisk analyse under falsk Discovery rate (FDR) korrektion udføres med formen deformitet at undersøge betydningen af morfologiske ændringer af hjernestrukturer, forbundet med neuropatolo.......

Arbejdet blev finansieret af Koreas nationale forskningsfond (JP som PI). JK er finansieret af Kyungpooks nationale Universitets forskningsfond; og MCVH er finansieret af rækken Fogo velgørende Trust og Royal Society of Edinburgh. Hippocampus segmentering blev tilpasset fra in-House retningslinjer skrevet af Dr. Karen Ferguson, i Center for Clinical Brain Sciences, Edinburgh, UK.