Knowledge-Guided Robust MRI Brain Extraction for Diverse Large-Scale Neuroimaging Studies on Humans and Non-Human Primates
Notice bibliographique
Résumé
Accurate and robust brain extraction is a critical step in most neuroimaging analysis pipelines. In particular, for the large-scale multi-site neuroimaging studies involving a significant number of subjects with diverse age and diagnostic groups, accurate and robust extraction of the brain automatically and consistently is highly desirable. In this paper, we introduce population-specific probability maps to guide the brain extraction of diverse subject groups, including both healthy and diseased adult human populations, both developing and aging human populations, as well as non-human primates. Specifically, the proposed method combines an atlas-based approach, for coarse skull-stripping, with a deformable-surface-based approach that is guided by local intensity information and population-specific prior information learned from a set of real brain images for more localized refinement. Comprehensive quantitative evaluations were performed on the diverse large-scale populations of ADNI dataset with over 800 subjects (55∼90 years of age, multi-site, various diagnosis groups), OASIS dataset with over 400 subjects (18∼96 years of age, wide age range, various diagnosis groups), and NIH pediatrics dataset with 150 subjects (5∼18 years of age, multi-site, wide age range as a complementary age group to the adult dataset). The results demonstrate that our method consistently yields the best overall results across almost the entire human life span, with only a single set of parameters. To demonstrate its capability to work on non-human primates, the proposed method is further evaluated using a rhesus macaque dataset with 20 subjects. Quantitative comparisons with popularly used state-of-the-art methods, including BET, Two-pass BET, BET-B, BSE, HWA, ROBEX and AFNI, demonstrate that the proposed method performs favorably with superior performance on all testing datasets, indicating its robustness and effectiveness.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».