BANSAL, Avinash, Sumit KAUSHIK, Temesgen Tsegaye BIHONEGN a Jan SLOVÁK. Automatic tractography and segmentation using finsler geometry based on higher-order tensor fields. Computer Methods and Programs in Biomedicine. Clare: Elsevier Ireland Ltd., 2023, roč. 240, October, s. 1-14. ISSN 0169-2607. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1016/j.cmpb.2023.107630.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Automatic tractography and segmentation using finsler geometry based on higher-order tensor fields
Autoři BANSAL, Avinash (356 Indie, domácí), Sumit KAUSHIK (356 Indie), Temesgen Tsegaye BIHONEGN (231 Etiopie, domácí) a Jan SLOVÁK (203 Česká republika, garant, domácí).
Vydání Computer Methods and Programs in Biomedicine, Clare, Elsevier Ireland Ltd. 2023, 0169-2607.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10101 Pure mathematics
Stát vydavatele Irsko
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Impakt faktor Impact factor: 6.100 v roce 2022
Kód RIV RIV/00216224:14310/23:00131278
Organizační jednotka Přírodovědecká fakulta
Doi http://dx.doi.org/10.1016/j.cmpb.2023.107630
UT WoS 001022497700001
Klíčová slova anglicky HARDI; Tractography; Segmentation; HOT inversion; Finsler geometry; White matter structure
Štítky rivok
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Změnil Změnila: Mgr. Marie Šípková, DiS., učo 437722. Změněno: 4. 4. 2024 17:02.
Anotace
Background and objective: We focus on three-dimensional higher-order tensorial (HOT) images using Finsler geometry. In biomedical image analysis, these images are widely used, and they are based on the diffusion profiles inside the voxels. The diffusion information is stored in the so-called diffusion tensor D . Our objective is to present new methods revealing the architecture of neural fibers in presence of cross-ings and high curvatures. After tracking the fibers, we achieve direct 3D image segmentation to analyse the brain's white matter structures. Methods: To deal with the construction of the underlying fibers, the inverse of the second-order diffusion tensor D , understood as the metric tensor D -1, is commonly used in DTI modality. For crossing and highly curved fibers, higher order tensors are more relevant, but it is challenging to find an analogue of such an inverse in the HOT case. We employ an innovative approach to metrics based on higher order tensors to track the fibers properly. We propose to feed the tracked fibers as the internal initial contours in an efficient version of 3D segmentation. Results: We propose a brand-new approach to the inversion of a diffusion HOT, and an effective way of fiber tracking in the Finsler setting, based on innovative classification of the individual voxels. Thus, we can handle complex structures with high curvatures and crossings, even in the presence of noise. Based on our novel tractog-raphy approach, we also introduce a new segmentation method. We feed the detected fibers as the initial position of the contour surfaces to segment the image using a relevant active contour method (i.e., initi-ating the segmentation from inside the structures). Conclusions: This is a pilot work, enhancing methods for fiber tracking and segmentation. The implemented algorithms were successfully tested on both syn-thetic and real data. The new features make our algorithms robust and fast, and they allow distinguishing individual objects in complex structures, even under noise.
Návaznosti
EF19_073/0016943, projekt VaVNázev: Interní grantová agentura Masarykovy univerzity
GA20-11473S, projekt VaVNázev: Symetrie a invariance v analýze, geometrickém modelování a teorii optimálního řízení
Investor: Grantová agentura ČR, Symetrie a invariance v analýze, geometrickém modelování a teorii optimálního řízení
MUNI/A/1092/2021, interní kód MUNázev: Specifický výzkum v odborné a učitelské matematice 2022 (Akronym: SV matematika 2022)
Investor: Masarykova univerzita, Specifický výzkum v odborné a učitelské matematice 2022
MUNI/A/1099/2022, interní kód MUNázev: Specifický výzkum v odborné a učitelské matematice 2023
Investor: Masarykova univerzita, Specifický výzkum v odborné a učitelské matematice 2023
VytisknoutZobrazeno: 26. 5. 2024 15:49