מידול צורה תלת מימדי וניתוח מבני המוח

שחזור מדויק של תכונות הצורה כנגד פילוחים מחוספסים ורועשים הוא קריטי להשגת התכתבות אנטומית טובה בין מודלים בודדים של צורת המוח. המסגרת שלנו מספקת כלים שונים עבור מידול צורות אינדיבידואלי, בניית תבנית מבחינת קבוצה וחישוב עיוות צורה. והוא שימש לערכות נתונים גדולות של המוח האנושי.

הדגמת הליך זה תהיה ד"ר ג'ליל קים, סטודנט לשעבר לתואר שני מהמעבדה שלי שפיתח את התוכנה למידול צורת המוח. לעריכה ידנית של פילוח ההיפוקמפוס, פתחו את תמונת התהודה המגנטית של משקל T1 ואת תוצאות פילוח ההיפוקמפוס האוטומטי בתוכנת ממשק המשתמש הגרפי. לחץ על הסמל בחלון התצוגה כדי לבחור את תצוגת coronal ולגלול דרך עוצמת הקול עד uncus ממוקם.

כולל uncus במסכת ההיפוקמפוס שבו הוא נוכח, להשתמש בפונקציות להוסיף לחסר כדי לערוך את המסכה של הגוף ההיפוקמפוס לאחר uncus נסוג. המשך לערוך את מסכת ההיפוקמפוס עד שנמצא זנב ההיפוקמפוס. כאשר גרעין הפולווינר של התלמוס נסוג עדיף על ההיפוקמפוס, הפורניקס ייצא.

סיים לערוך את פרוסת הקורונול האחרונה של ההיפוקמפוס שבה כל אורך ה-fornix גלוי, אך עדיין לא רציף עם התפוז של כפיסת הקורפוס. לאחר מכן, שמור את המסכות הן עבור ההיפוקמפוס השמאלי והן עבור ההיפוקמפוס הימני בפורמט NifTI. כדי לבנות מודל תבנית קבוצה, טען את יישום ה- Plug-in של מידול הצורות ולחץ על פתח ספריה כדי לפתוח ספריה המכילה את המסכות הבינאריות של אוכלוסיית המחקר המעניינים.

הזן את מספר הקודקודים הרצוי ולחץ על בניית תבנית עבור בניית תבנית הקבוצה. לאחר מכן בדוק את רשת שינוי הצורה הממוצעת. לשחזור צורה בודד, טען את תמונת התהודה המגנטית משוקלל T1 של עניין ואת מסיכת הפילוח המתאימה שלה ובחר את ספריית העבודה כדי לשמור את הקבצים.

בחר מודל תבנית עבור מידול הצורות הבודד ובדוק ושנה את פרמטרי מידול התוסף מידול הצורות לפי הצורך. אז מסגרת הדוגמנות שלנו היא כמעט אוטומטית, עם זאת, כמה צעדים דורשים אישור המשתמש. לדוגמה, אם הערך עבור אזורי ההיפוקמפוס אינו משתמש אחד חייב לשנות את פרמטר העוצמה.

לאחר מכן, בדקו את התוצאה בתצוגה תלת-מימדית של סכך העבודה של ארגז הכלים. כדי לבצע מדידת צורה ועיוות, בחר את מודל הצורה של נושא העניין במנהל הנתונים של התוכנה ולחץ על בחר תבנית כדי לבחור את תבנית העניין כדי להשיג את המדידה. כאן, ניתן לראות עיוות מייצג של מודל תבנית ההיפוקמפוס לשחזור צורה בודד.

השיטה גורמת לעיוות בקנה מידה גדול עד קטן של מודל התבנית כדי למזער את עיוות התפלגות הנקודות שלו תוך שחזור מאפייני הצורה הבודדים. בנתון זה מוצגים מודלים של צורה משוחזרת משני נושאים עם מסכות הפילוח שלהם. בתמונות אלה מיושרים מודלי צורה בודדים, המודל הממוצע שלהם, ואת וקטורים הבדל צורה עם מודל צורה בודד ניתן לראות.

נתונים אלה מייצגים מפות עיוות צורה ממוצעות המוקרנות על המודל הממוצע. עבור קבוצה אחת עם נפח רקמת מוח קטן, וקבוצה אחת עם נפח רקמת מוח גדול. מפות עיוות הצורה של שתי הקבוצות מציגות דפוסים מנוגדים של הבדל צורה בהיפוקמפוס באזורים המתאימים.

בדוק את מסיכת הפילוח ואת האדם או את המודל המשותף יחד. אם הדגם אינו מותאם לגבול התמונה, התאימו את פרמטרי מידול כדי להשיג תוצאות טובות יותר. ניתוח סטטיסטי באמצעות עיוות הצורה יכול להתבצע כדי לחקור את הצורה הקבוצתית סיפקנו גם קוד MATLAB לניתוח בדף הפרויקט שלנו.

שיטה חזקה זו הוחלה על מספר מחקרים קליניים, לא רק מעורבים מידול מבנה קריטי כגון מחלת אלצהיימר או מחקר הזדקנות, אלא גם הפרעות עצם כף הרגל הדורשות ניתוח של עצמות מורכבות.