Brain Segmentation From Computed Tomography of Healthy Aging and Geriatric Concussion at Variable Spatial Resolutions

脑震荡 计算机断层摄影术 分割 脑老化 变量(数学) 医学 物理医学与康复 计算机科学 人工智能 放射科 毒物控制 伤害预防 病理 医疗急救 数学 数学分析 疾病
作者
Andrei Irimia,Alexander S. Maher,Kenneth A. Rostowsky,Nahian F. Chowdhury,Darryl Hwang,Emma Law
出处
期刊:Frontiers in Neuroinformatics [Frontiers Media SA]
卷期号:13 被引量:34
标识
DOI:10.3389/fninf.2019.00009
摘要

When properly implemented and processed, anatomic T1-weighted magnetic resonance imaging (MRI) can be ideal for the noninvasive quantification of white matter (WM) and gray matter (GM) in the living human brain. Although MRI is more suitable for distinguishing GM from WM than computed tomography (CT), the growing clinical use of the latter technique has renewed interest in head CT segmentation. Such interest is particularly strong in settings where MRI is unavailable, logistically unfeasible or prohibitively expensive. Nevertheless, whereas MRI segmentation is a sophisticated and technically-mature research field, the task of automatically classifying soft brain tissues from CT remains largely unexplored. Furthermore, brain segmentation methods for MRI hold considerable potential for adaptation and application to CT image processing. Here we demonstrate this by combining probabilistic, atlas-based classification with topologically-constrained tissue boundary refinement to delineate WM, GM and cerebrospinal fluid (CSF) from head CT images. The feasibility and utility of this approach are revealed by comparison of MRI-only vs. CT-only segmentations in geriatric concussion victims with both MRI and CT scans. Comparison of the two segmentations yields mean Sørensen-Dice coefficients of 85.5 ± 4.6% (WM), 86.7 ± 5.6% (GM) and 91.3 ± 2.8% (CSF), as well as average Hausdorff distances of 3.76 ± 1.85 mm (WM), 3.43 ± 1.53 mm (GM) and 2.46 ± 1.27 mm (CSF). Bootstrapping results suggest that the segmentation approach is sensitive enough to yield WM, GM and CSF volume estimates within ~5%, ~4%, and ~3% of their MRI-based estimates, respectively. To our knowledge, this is the first 3D segmentation approach for CT to undergo rigorous within-subject comparison with high-resolution MRI. Results suggest that (1) standard-quality CT allows WM/GM/CSF segmentation with reasonable accuracy, and that (2) the task of soft brain tissue classification from CT merits further attention from neuroimaging researchers.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
悦耳的保温杯完成签到 ,获得积分10
5秒前
赵赵完成签到 ,获得积分10
9秒前
xiuxiu125完成签到,获得积分10
9秒前
郭德久完成签到 ,获得积分0
11秒前
点点完成签到 ,获得积分10
14秒前
DSHR完成签到 ,获得积分10
15秒前
永不言弃完成签到 ,获得积分10
17秒前
菠萝集装箱完成签到 ,获得积分10
34秒前
禾页完成签到 ,获得积分10
40秒前
Neko完成签到,获得积分10
40秒前
白露完成签到 ,获得积分10
47秒前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
48秒前
51秒前
Jasperlee完成签到 ,获得积分10
52秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
54秒前
58秒前
Einson完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhangguo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
筱灬发布了新的文献求助10
1分钟前
暴躁的冬菱完成签到,获得积分10
1分钟前
跳跃的鹏飞完成签到 ,获得积分0
1分钟前
小张完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wobisheng完成签到,获得积分10
1分钟前
小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hebhm完成签到,获得积分10
1分钟前
dongqulong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chenmeimei2012完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kkscanl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
平常的三问完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李煜琛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
GG完成签到 ,获得积分20
1分钟前
无辜茗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一个爱打乒乓球的彪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
害羞的裘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cqyczc完成签到 ,获得积分10
1分钟前
是why耶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
1分钟前
506407完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6059046
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7891599
关于积分的说明 16297085
捐赠科研通 5203346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2783941
邀请新用户注册赠送积分活动 1766619
关于科研通互助平台的介绍 1647154