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基于直接变形流线终点的单纯形皮层对齐

计算机视觉与模式识别 2026-05-19 v1 统计方法学

摘要

皮层表面的注册通常基于局部几何描述符(如 sulcal 深度和曲率)。虽然这种方法实现了几何对应,但忽略了白质解剖学所施加的长程连接约束。扩散 MRI tracts (tractography) 提供了这些关键约束;然而,先前的连接感知管线通常对预计算的连接矩阵进行对齐,这使得优化对连接估计及其分辨率高度敏感。本文提出一种新颖的连接驱动表面注册方法,通过直接作用于白质纤维束终点来实现皮层表面的对齐。我们将 tract 终点建模为 Ω×Ω\Omega \times \Omega 上的一个点云,其中 Ω\Omega 表示充气皮层半球的球面域。我们的对齐方法迭代地:(i)通过最小化连接失配来计算 Ω\Omega 的一个小幅单纯形变形,(ii)根据此变形更新终点。该方法依赖于一种几何框架,确保输出变形为单纯形,且最终目标优化已知纤维束的匹配。在 Human Connectome Project (HCP) 数据上的实验表明,我们的方法在 tract 级别的对应性方面取得了改进,实现了对主要纤维束的更高连接水平重叠系数,并在 Ω\Omega 的不同网格分辨率下展现出比 ENCORE 和 MSMAll 等最新方法更强的鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.16742,
  title  = {Diffeomorphic Cortical Alignment via Direct Warping of Streamline Endpoints},
  author = {Yang Xiang and Martin Cole and Zhengwu Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16742},
  year   = {2026}
}