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有向白质微结构的空间相干性:在与遗传相似性相关白质区域中的应用

应用统计 2018-02-16 v1 计算机视觉与模式识别 定量方法

摘要

我们提出一种方法,用于在任意形状的白质区域中发现不同群体在其有向白质微结构空间相干性上的差异。该方法应用于人类连接组计划(Human Connectome Project)数据集的一个子集的扩散 MRI 扫描:57 对单卵双胞胎和 52 对双卵双胞胎。在控制双胞胎间形态相似性后,我们识别出全部白质的 3.7% 与遗传相似性相关(35.1k 个体素,p<104p < 10^{-4},错误发现率 1.5%),其中 75% 空间聚为二十二个连续白质区域。此外,我们表明这些区域内的方向相似性可推广至 47 对非双胞胎兄弟姐妹的子集,并表明这些兄弟姐妹平均而言与双卵双胞胎同样相似。这些区域位于深部白质,包括上纵束、视辐射、小脑中脚、皮质脊髓束,以及颞叶前部、小脑、脑干和杏仁核内。这些结果扩展了先前使用无向分数各向异性测量白质中推定遗传影响的工作。我们的多方向扩展更好地考虑了个体素内的交叉纤维连接。这种自底向上方法的基础是受试者间相邻体素对的新型相干性度量,并避免了白质分析中基于纤维束成像估计全局连接性方法所遇到的一些根本性歧义。

关键词

引用

@article{arxiv.1802.05342,
  title  = {Spatial Coherence of Oriented White Matter Microstructure: Applications to White Matter Regions Associated with Genetic Similarity},
  author = {Haraldur T. Hallgrímsson and Matthew Cieslak and Luca Foschini and Scott T. Grafton and Ambuj K. Singh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1802.05342},
  year   = {2018}
}