Suppr超能文献

一种使用各向异性亥姆霍兹方程的不变形状表示。

An invariant shape representation using the anisotropic Helmholtz equation.

作者信息

Joshi A A, Ashrafulla S, Shattuck D W, Damasio H, Leahy R M

机构信息

Signal & Image Processing Institute, Univ. of Southern California, Los Angeles, CA, USA.

出版信息

Med Image Comput Comput Assist Interv. 2012;15(Pt 3):607-14. doi: 10.1007/978-3-642-33454-2_75.

Abstract

Analyzing geometry of sulcal curves on the human cortical surface requires a shape representation invariant to Euclidean motion. We present a novel shape representation that characterizes the shape of a curve in terms of a coordinate system based on the eigensystem of the anisotropic Helmholtz equation. This representation has many desirable properties: stability, uniqueness and invariance to scaling and isometric transformation. Under this representation, we can find a point-wise shape distance between curves as well as a bijective smooth point-to-point correspondence. When the curves are sampled irregularly, we also present a fast and accurate computational method for solving the eigensystem using a finite element formulation. This shape representation is used to find symmetries between corresponding sulcal shapes between cortical hemispheres. For this purpose, we automatically generate 26 sulcal curves for 24 subject brains and then compute their invariant shape representation. Left-right sulcal shape symmetry as measured by the shape representation's metric demonstrates the utility of the presented invariant representation for shape analysis of the cortical folding pattern.

摘要

分析人类皮质表面脑沟曲线的几何形状需要一种对欧几里得运动不变的形状表示。我们提出了一种新颖的形状表示方法,该方法基于各向异性亥姆霍兹方程的特征系统,通过一个坐标系来表征曲线的形状。这种表示具有许多理想的特性:稳定性、唯一性以及对缩放和等距变换的不变性。在这种表示下,我们可以找到曲线之间的逐点形状距离以及双射光滑的点对点对应关系。当曲线不规则采样时,我们还提出了一种使用有限元公式求解特征系统的快速准确计算方法。这种形状表示用于发现皮质半球之间相应脑沟形状的对称性。为此,我们自动为24个受试者大脑生成26条脑沟曲线,然后计算它们的不变形状表示。通过形状表示的度量所测量的左右脑沟形状对称性证明了所提出的不变表示在皮质折叠模式形状分析中的实用性。

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