Modélisation et analyse tridimensionnelles de la forme des structures cérébrales

Il est essentiel de récupérer avec précision les caractéristiques de forme par rapport aux segmentations rugueuses et bruyantes pour obtenir une bonne correspondance anatomique entre les modèles individuels de forme du cerveau. Notre cadre fournit divers outils pour la modélisation des formes individuelles, la construction de modèles en groupe et le calcul de la déformation de la forme. Et il a été utilisé pour de grands ensembles de données du cerveau humain.

Démontrant cette procédure sera dr.Jaeil Kim, un ancien étudiant diplômé de mon laboratoire qui a développé le logiciel pour la modélisation de forme du cerveau. Pour l’édition manuelle de la segmentation hippocampale, ouvrez l’image de résonance magnétique de poids T1 et la segmentation hippocampale automatique se traduit par le logiciel graphique d’interface utilisateur. Cliquez sur l’icône dans la fenêtre d’affichage pour sélectionner la vue coronale et faites défiler le volume jusqu’à ce que le délier soit localisé.

Y compris le décus dans le masque hippocampal où il est présent, utilisez les fonctions ajouter et soustraire pour modifier le masque du corps hippocampal après que le décus a reculé. Continuez à éditer le masque hippocampal jusqu’à ce que la queue hippocampale soit trouvée. Au fur et à mesure que le noyau pulvinaire du thalamus se réapparaît supérieur à l’hippocampe, le fornix émergera.

Terminer l’édition de la dernière tranche coronale de l’hippocampe dans laquelle toute la longueur du fornix est visible, mais pas encore continue avec le splenium du corpus callosum. Ensuite, enregistrez les masques pour l’hippocampe gauche et droit en format NifTI. Pour construire un modèle de groupe, chargez le plug-in de modélisation de forme et cliquez sur Open Directory pour ouvrir un répertoire contenant les masques binaires de la population d’intérêt de l’étude.

Entrez le nombre souhaité de vertices et cliquez sur Template Construction pour la construction du modèle de groupe. Ensuite, vérifiez la maille de forme moyenne. Pour la reconstruction de la forme individuelle, chargez l’image d’intérêt de résonance magnétique pondérée T1 et son masque de segmentation correspondant et sélectionnez l’annuaire de travail pour enregistrer les fichiers.

Sélectionnez un modèle de modèle pour la modélisation de forme individuelle et vérifiez et modifiez les paramètres de modélisation dans le plug-in de modélisation de forme si nécessaire. Ainsi, notre cadre de modélisation est presque automatisé, cependant, certaines étapes nécessitent la confirmation de l’utilisateur. Par exemple, si la valeur pour les régions hippocampales n’est pas un seul utilisateurs doit changer le paramètre d’intensité.

Ensuite, vérifiez le résultat dans la vue 3D de l’établi de la boîte à outils. Pour effectuer une mesure de forme et de déformation, sélectionnez le modèle de forme du sujet d’intérêt pour le gestionnaire de données du logiciel et cliquez sur Sélectionnez Modèle pour sélectionner le modèle d’intérêt pour obtenir la mesure. Ici, une déformation représentative du modèle hippocampal pour la reconstruction individuelle de forme peut être observée.

La méthode induit une déformation à grande et à petite échelle du modèle modèle afin de minimiser la distorsion de sa répartition des points tout en restaurant les caractéristiques de forme individuelles. Dans cette figure, des modèles de forme reconstruits de deux sujets avec leurs masques de segmentation sont montrés. Dans ces images alignés modèles de forme individuelle, leur modèle moyen, et la différence de forme vecteurs avec un modèle de forme individuelle peut être observée.

Ces données représentent des cartes moyennes de déformation de forme projetées sur le modèle moyen. Pour un groupe avec un petit volume de tissu cérébral, et un groupe avec un grand volume de tissu cérébral. Les cartes de déformation de forme des deux groupes présentent des modèles opposés de différence de forme hippocampal dans les régions correspondantes.

Vérifiez le masque de segmentation et l’individu ou le modèle partagé ensemble. Si le modèle n’est pas adapté à la limite d’image, ajustez les paramètres de modélisation pour obtenir de meilleurs résultats. L’analyse statistique utilisant la déformation de forme peut être effectuée pour étudier la forme du groupe Nous avons également fourni le code MATLAB pour l’analyse à notre page de projet.

Cette méthode robuste a été appliquée à un certain nombre d’études cliniques, impliquant non seulement la modélisation critique de structure telle que la maladie d’Alzheimer ou l’étude vieillissante, mais également les désordres pied-os qui exigent l’analyse des os composés.