論文の概要: Statistical Shape Analysis of Brain Arterial Networks (BAN)
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.04793v2
- Date: Tue, 22 Mar 2022 04:22:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-12 13:50:01.879830
- Title: Statistical Shape Analysis of Brain Arterial Networks (BAN)
- Title（参考訳）: 脳動脈網(BAN)の統計的形状解析
- Authors: Xiaoyang Guo, Aditi Basu Bal, Tom Needham, Anuj Srivastava
- Abstract要約: 脳動脈ネットワーク(BAN)の構造は、脳生理学を特徴づけ、理解する上で重要な役割を担っている。
本稿では,BAN形状を弾性形状グラフとして数学的に表現し,統計的に解析する。
92名の被験者からBANの形状要約を作成し,BAN成分の形状に及ぼす年齢と性別の影響について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.95008454923586
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Structures of brain arterial networks (BANs) - that are complex arrangements
of individual arteries, their branching patterns, and inter-connectivities -
play an important role in characterizing and understanding brain physiology.
One would like tools for statistically analyzing the shapes of BANs, i.e.
quantify shape differences, compare population of subjects, and study the
effects of covariates on these shapes. This paper mathematically represents and
statistically analyzes BAN shapes as elastic shape graphs. Each elastic shape
graph is made up of nodes that are connected by a number of 3D curves, and
edges, with arbitrary shapes. We develop a mathematical representation, a
Riemannian metric and other geometrical tools, such as computations of
geodesics, means and covariances, and PCA for analyzing elastic graphs and
BANs. This analysis is applied to BANs after separating them into four
components -- top, bottom, left, and right. This framework is then used to
generate shape summaries of BANs from 92 subjects, and to study the effects of
age and gender on shapes of BAN components. We conclude that while gender
effects require further investigation, the age has a clear, quantifiable effect
on BAN shapes. Specifically, we find an increased variance in BAN shapes as age
increases.
- Abstract（参考訳）: 個々の動脈の複雑な配置である脳動脈ネットワーク(ban)の構造、分岐パターン、および相互接続性は、脳生理学の特徴化と理解において重要な役割を担っている。
バンの形状を統計的に分析するツール、すなわち、形状の違いを定量化し、被験者の集団を比較し、それらの形状に対する共変量の影響を研究する。
本稿では,BAN形状を弾性形状グラフとして数学的に表現し,統計的に解析する。
各弾性形状グラフは、任意の形状の多数の3次元曲線とエッジで接続されたノードで構成されている。
数値表現,リーマン計量,測地学の計算,平均と共変性などの幾何学的ツール,弾性グラフや禁止値の解析のためのpcaを開発した。
この分析は、トップ、ボトム、左、右の4つのコンポーネントに分離した後、BANに適用されます。
この枠組みは92人の被験者からBANの形状を要約し、年齢と性別がBAN成分の形状に与える影響を研究するために用いられる。
性別効果はさらなる調査を必要とするが、年齢はBANの形状に明らかで定量的な影響を及ぼすと結論付けている。
具体的には、年齢が増加するにつれてBAN形状のばらつきが増大する。
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