Alzheimer's disease is a neurodegenerative condition that accelerates cognitive decline relative to normal aging. It is of critical scientific importance to gain a better understanding of early disease mechanisms in the brain to facilitate effective, targeted therapies. The volume of the hippocampus is often used in diagnosis and monitoring of the disease. Measuring this volume via neuroimaging is difficult since each hippocampus must either be manually identified or automatically delineated, a task referred to as segmentation. Automatic hippocampal segmentation often involves mapping a previously manually segmented image to a new brain image and propagating the labels to obtain an estimate of where each hippocampus is located in the new image. A more recent approach to this problem is to propagate labels from multiple manually segmented atlases and combine the results using a process known as label fusion. To date, most label fusion algorithms employ voting procedures with voting weights assigned directly or estimated via optimization. We propose using a fully Bayesian spatial regression model for label fusion that facilitates direct incorporation of covariate information while making accessible the entire posterior distribution. Our results suggest that incorporating tissue classification (e.g, gray matter) into the label fusion procedure can greatly improve segmentation when relatively homogeneous, healthy brains are used as atlases for diseased brains. The fully Bayesian approach also produces meaningful uncertainty measures about hippocampal volumes, information which can be leveraged to detect significant, scientifically meaningful differences between healthy and diseased populations, improving the potential for early detection and tracking of the disease.
翻译:阿尔茨海默的阿尔茨海默氏病是一种神经退化的疾病,它比正常的衰老加速了认知下降。 这对于更好地了解大脑中的早期疾病机制至关重要。 这对于更好地了解大脑中的早期疾病机制具有关键科学重要性, 以促进有效、 有针对性的治疗。 河马坎普的体积在诊断和监测疾病时经常使用。 通过神经成形来测量这一体积是困难的, 因为每个河马坎普必须人工识别或自动划定, 这是一项称为分化的任务。 自动河马峰分割往往需要将先前人工分割的图像映射成一个新的大脑图像, 并传播标签, 以获得对每个河马坎普在新图像中的位置的估计。 这一问题的更近期做法是传播多部手动分解的图谱, 并使用一个被称为“ 聚合” 的流程来将结果结合起来。 时至今日, 多数标签组合算法都采用投票程序, 直接指定或估计投票权。 我们提议使用完全的贝氏空间回归模型, 便利直接整合同系信息, 并同时提供整个后院分布。 我们的研究结果表明, 将组织内部的追踪数据进行大幅的分类, 将组织级分类, 和大脑的分类, 也能够充分分析, 将 将 用于 将 用于 用于 的 的 的 将 将 的 的 将 的 的 将 将 用于 的 用于 的 的 的 的 的 的 用于 的 的 的 的 的 的 的 的 用于 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 用于 的 的 的 的 用于 的 的 的 用于 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的