基于高阶流线微分方程的束特异性纤维束分布估计
计算机视觉与模式识别
2024-08-20 v2 图像与视频处理
摘要
纤维追踪利用从纤维取向分布（FOD）中提取的峰值方向，其扩散方向与纤维几何之间空间对应模糊，易产生错误轨迹并遗漏真阳性连接。基于峰值的方法以“单对单”方式“局部”重建流线，因而缺乏关于整个纤维束趋势的全局信息。本工作中，我们提出一种基于束特异性纤维束分布函数、利用高阶流线微分方程的新型纤维追踪方法，以“簇对簇”方式重建流线束。提出了一个适用于任意高阶流线微分方程的统一框架，基于扩散张量向量场定义不相交流线来描述纤维束。在全局层面，纤维追踪过程被简化为通过最小化能量优化模型来估计束特异性纤维束分布（BTD）系数，并在引入纤维束信息提供解剖先验的指导下，用于刻画 BTD 与扩散张量向量之间的关系。实验在模拟的 Hough、Sine、Circle 数据、ISMRM 2015 纤维追踪挑战数据、FiberCup 数据以及来自 Human Connectome Project（HCP）的体内数据上进行定性与定量评估。结果表明，我们的方法可直接重建复杂的全局纤维束。BTD 在局部层面减少了误差偏差与累积，并在重建长距离、扭曲及大扇形纤维束方面表现出更优结果。
引用
@article{arxiv.2307.02825,
title = {Bundle-specific Tractogram Distribution Estimation Using Higher-order Streamline Differential Equation},
author = {Yuanjing Feng and Lei Xie and Jingqiang Wang and Qiyuan Tian and Jianzhong He and Qingrun Zeng and Fei Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02825},
year = {2024}
}