四维人类胚胎脑图谱：面向快速解剖学变化的时空图谱生成
图像与视频处理
2026-01-21 v2 计算机视觉与模式识别
定量方法
摘要
早期大脑发育对终生神经发育健康至关重要。然而，尽管大脑在几天的时间跨度内经历快速变化，当前的临床实践对超声下的正常胚胎脑解剖学知识有限。为了提供对正常大脑发育的详细见解并识别偏差，我们使用基于深度学习的群组配准与时空图谱生成方法，创建了四维人类胚胎脑图谱。我们的方法引入了依赖于时间的初始图谱并惩罚其偏差，确保在快速发育过程中维持特定年龄的解剖结构。该图谱使用来自鹿特丹围孕期队列 402 名受试者的 831 张三维超声图像生成并验证，图像采集于妊娠 8 至 12 周之间。我们通过消融研究评估了该方法的有效性，结果表明结合依赖于时间的初始图谱与惩罚机制可产生解剖学上准确的结果。相反，省略这些调整会导致解剖学上不正确的图谱。与现有的离体胚胎图谱的视觉比较进一步证实了我们图谱的解剖学准确性。总之，所提出的方法成功捕捉了胚胎大脑的快速解剖学发育。生成的四维人类胚胎脑图谱为这一关键的早期生命时期提供了独特见解，并具有改善产前神经发育障碍的检测、预防和治疗的潜力。
引用
@article{arxiv.2503.07177,
title = {The 4D Human Embryonic Brain Atlas: spatiotemporal atlas generation for rapid anatomical changes},
author = {Wietske A. P. Bastiaansen and Melek Rousian and Anton H. J. Koning and Wiro J. Niessen and Bernadette S. de Bakker and Régine P. M. Steegers-Theunissen and Stefan Klein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.07177},
year = {2026}
}