論文の概要: The 4D Human Embryonic Brain Atlas: spatiotemporal atlas generation for rapid anatomical changes using first-trimester ultrasound from the Rotterdam Periconceptional Cohort

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07177v1
• Date: Mon, 10 Mar 2025 10:55:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:45:20.290021
• Title: The 4D Human Embryonic Brain Atlas: spatiotemporal atlas generation for rapid anatomical changes using first-trimester ultrasound from the Rotterdam Periconceptional Cohort
• Title（参考訳）: 4D Human Embryonic Brain Atlas: Spatiotemporal atlas generation for rapid anatomical changes using First-trimester Ultra from the Rotterdam Periconceptional Cohort
• Authors: Wietske A. P. Bastiaansen, Melek Rousian, Anton H. J. Koning, Wiro J. Niessen, Bernadette S. de Bakker, Régine P. M. Steegers-Theunissen, Stefan Klein,
• Abstract要約: 我々は、グループ登録と生成のためのディープラーニングに基づくアプローチを用いて、4D Human Embryonic Brain Atlasを作成しました。 このアトラスはロッテルダム知覚コーホートにおける402名の被験者の831個の3D超音波画像を用いて検証された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8218298349840023
• License:
• Abstract: Early brain development is crucial for lifelong neurodevelopmental health. However, current clinical practice offers limited knowledge of normal embryonic brain anatomy on ultrasound, despite the brain undergoing rapid changes within the time-span of days. To provide detailed insights into normal brain development and identify deviations, we created the 4D Human Embryonic Brain Atlas using a deep learning-based approach for groupwise registration and spatiotemporal atlas generation. Our method introduced a time-dependent initial atlas and penalized deviations from it, ensuring age-specific anatomy was maintained throughout rapid development. The atlas was generated and validated using 831 3D ultrasound images from 402 subjects in the Rotterdam Periconceptional Cohort, acquired between gestational weeks 8 and 12. We evaluated the effectiveness of our approach with an ablation study, which demonstrated that incorporating a time-dependent initial atlas and penalization produced anatomically accurate results. In contrast, omitting these adaptations led to anatomically incorrect atlas. Visual comparisons with an existing ex-vivo embryo atlas further confirmed the anatomical accuracy of our atlas. In conclusion, the proposed method successfully captures the rapid anotomical development of the embryonic brain. The resulting 4D Human Embryonic Brain Atlas provides a unique insights into this crucial early life period and holds the potential for improving the detection, prevention, and treatment of prenatal neurodevelopmental disorders.
• Abstract（参考訳）: 初期の脳の発達は、生涯にわたる神経発達の健康にとって不可欠である。 しかし、現在の臨床実践は、数日のうちに脳が急速に変化しているにもかかわらず、超音波による正常な胚性脳解剖の知識が限られている。 4D Human Embryonic Brain Atlas を深層学習によるグループ登録と時空間アトラス生成に用いた。 方法として, 経時的初期アトラスの導入, 経時的偏差を考慮し, 急激な発達を通じて, 年齢別解剖の維持が図られた。 妊娠週8～12週の間に得られたロッテルダム知覚コーホートの402名の被験者の831個の3D超音波画像を用いて,アトラスを作製し,検証した。 腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下腹腔鏡下手術を施行し,腹腔鏡下手術を施行した。 対照的に、これらの適応を省略すると解剖学的に正しくないアトラスが生じる。 既存の前生児のアトラスとの視力比較により,アトラスの解剖学的精度がさらに高いことが確認された。 結論として, 提案手法は胚性脳の急速な無症候性発達を捉えることに成功している。 結果として生じる4Dヒト胚性脳アトラスは、この重要な初期生活に固有の洞察を与え、出生前神経発達障害の検出、予防、治療を改善する可能性を秘めている。

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