Multi-atlas cardiac PET segmentation

Kim, Sally Ji Who,Seo, Seongho,Kim, Hyeon Sik,Kim, Dong-Yeon,Kang, Keon Wook,Min, Jung-Joon,Lee, Jae Sung Elsevier 2019 Physica Medica Vol.58 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P><B>Purpose</B></P> <P>We propose a multi-atlas based segmentation method for cardiac PET and SPECT images to deal with the high variability of tracer uptake characteristics in myocardium. In addition, we verify its performance by comparing it to the manual segmentation and single-atlas based approach, using dynamic myocardial PET.</P> <P><B>Methods</B></P> <P>Twelve left coronary artery ligated SD rats underwent ([<SUP>18</SUP>F]fluoropentyl) triphenylphosphonium salt PET/CT scans. Atlas-based segmentation is based on the spatial normalized template with pre-defined region-of-interest (ROI) for each anatomical or functional structure. To generate multiple left ventricular (LV) atlases, each LV image was segmented manually and divided into angular segments. The segmentation methods performances were compared in regional count information using leave-one-out cross-validation. Additionally, the polar-maps of kinetic parameters were estimated.</P> <P><B>Results</B></P> <P>In all images, the highest <I>r</I> <SUP>2</SUP> template yielded the lowest root-mean-square error (RMSE) between the source image and the best-matching templates ranged between 0.91–0.97 and 0.06–0.11, respectively. The single-atlas and multi-atlas based ROIs yielded remarkably different perfusion distributions: only the multi-atlas based segmentation showed equivalent high correlation results (<I>r</I> <SUP>2</SUP> = 0.92) with the manual segmentation compared with the single-atlas based (<I>r</I> <SUP>2</SUP> = 0.88). The high perfusion value underestimation was remarkable in single-atlas based segmentation.</P> <P><B>Conclusions</B></P> <P>The main advantage of the proposed multi-atlas based cardiac segmentation method is that it does not require any prior information on the tracer distribution to be incorporated into the image segmentation algorithms. Therefore, the same procedure suggested here is applicable to any other cardiac PET or SPECT imaging agents without modification.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A multi-atlas based segmentation method for cardiac PET and SPECT images. </LI> <LI> Remarkably different perfusion between single-atlas and multi-atlas based ROIs. </LI> <LI> High correlation results between multi-atlas based and manual segmentations. </LI> </UL> </P>

Ⅱ급 부정교합자에서 액티베이터 사용에 따른 atlas의 위치 변화에 관한 연구

조문기,이진우,차경석,정동화 대한치과교정학회 2007 대한치과교정학회지 Vol.37 No.1

본 연구는 Ⅱ급 부정교합자에서 액티베이터 사용 후, 하악골의 변화에 따른 atlas의 위치 및 형태 변화를 조사하고, 그에 따른 치료 효과를 예측해 보고자 시행하였다. 실험군으로 Ⅱ급 부정교합자로써 액티베이터 치료를 시행한 경우 1군(총30명, 남자 15, 여자 15명), 대조군들로 Ⅱ급 부정교합자로 액티베이터 치료를 받지 않고, 교정치료를 받은 2군(총 22명, 남자 12, 여자 10)과 Ⅰ급 부정교합자로 치료를 받은 환자 3군(총 22명, 남자 12, 여자 10)으로 총 세 개의 군으로 나누었다. 치료 전(T1), 액티베이터 사용 중지 및 치료 중간시기(T2), 치료 종료(T3)시의 측모두부방사선사진을 통해서 골격 형태 계측 및 atlas 형태 계측을 시행하였다. Ⅱ급 액티베이터 사용 결과 액티베이터를 사용하지 않은 Ⅱ급 부정교합자 군에 비해 치료 종료 시 다음과 같은 계측치 들에서 골격적인 효과가 나타났다: ramal height, body length와 effective body length는 증가하였고, ANB는 감소하였다. Overjet은 두 군 사이에서 액티베이터 사용 후 유의한 감소가 일어났으나, 치료 종료 시에는 유의한 변화가 없었다. 세 군 모두에서 FH에 대한 atlas의 시계방향 회전이 나타났으나, 실험군 1군에서 대조군 2, 3군에 비해 유의하게 atlas가 FH에 대해 시계방향 회전되는 결과가 나타났다. 1군이 3군에 비해서 atlas의 유의한 후방이동을 보인 것을 제외하고는 세 군 사이의 atlas의 전, 후방적 위치나, 형태의 크기 변화에 있어 유의한 차이점은 없었다. 위의 결과들을 고려해 볼 때 atlas의 장축의 시계방향 회전은 액티베이터의 사용 효과로 생각되며, 이는 차후 Ⅱ급 부정교합자에서 액티베이터 치료 효과를 판단하는 또 하나의 지표가 될 수 있다고 생각한다. Objective: Previous studies have reported that morphological features of the first cervical vertebra(atlas) have been associated with mandibular growth direction. The purpose of this study was to show the possible positional and morphological changes of the Atlas from activator treatment in Class Ⅱ malocclusion patients. Methods: Lateral cephalometric radiograph tracings were made at initial, middle and final stages of treatment. Angular and linear measurements of skeletal and morphological features were measured on the anatomical landmarks and reference planes. Results: The skeletal effects of activator treatment on Class Ⅱ malocclusion patients were evident on ramal height, body length, effective body length, ANB, and overjet. Clockwise rotation of the long axis of the Atlas was found in Group 1, but there was no inclination change of the Atlas in groups 2 and 3. There was no significant correlation between anterior and posterior positions of the atlas or morphological change in all groups. - except for posterior movements of the Atlas found in group 1. Conclusion: Clockwise rotation of the atlas axis resulted from activator treatment in CI Ⅱ malocclusion patients. Change in atlas axis can be thought of as an indicator for success of activator treatment.

Talairach 뇌지도의 3차원 볼륨 재구성

백철화,김태우 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.4

Talarirach 뇌지도(atlas)는 서로 수직인 두정방향(coronal), 시상봉합방향(sagittal), 축방향(axial)의 3세트 슬라이스들로 구성되어 있으며, 뇌기능 질환진단 및 병인 분석에서 표준 뇌지도로서 그 중요성이 부각되고 있다. 특히 컴퓨터상에서 이들로부터 얻어진 3차원 디지털 볼륨 데이터는 처리결과의 가시화와 정량적 분석에서 그 응용범위가 크다. 본 노문은 Talairach 뇌지도의 3차원 볼륨 데이터 재구성에서 쌍선형(bi-linear) 보간법의 적용 방법과 삼평면(tri-planar)보간법을 제안하고, Talairach 뇌지도 편집기를 제작하여 볼륨 데이터 재구성의 문제점을 고찰하였다. 쌍선형 보간법과 뇌지도에 적용은 1세트의 슬라이스에 대하여 하나씩의 밝기값만 고려하였으며, 삼평면 보간법은 서로 수직인 3방향의 슬라이스의 노구조물 정보를 동시에 이용하였다. Talairach 뇌지도 편집기는 3방향의 슬라이스를 동일 좌표계에 동시에 시각화하여 편집할 수 있도록 하였다. 뇌지도 편집기를 이용하여 Talairach 뇌지도의 3방향의 슬라이스간의 뇌구조물의 부합이 다름을 보여줌으로써 볼륨 재구성의 문제점을 밝혔다. Talairach atlas consists of three orthogonal sets of coronal, sagittal, and axial slices. This atlas has recently an important role as a standard brain atlas in diagnosing disease related with brain function and analyzing cause of brain disease. The 3D digital volume data set reconstructed from the atlas is widely applied to visualization and quantitative analysis of results processed in the digital computer. This paper represented application method of bi-linear interpolation technique, proposed tri-planar interpolation algorithm for 3D volume data reconstruction of Talairach atlas. And we implemented Talairach atlas editor and discussed problems in volume reconstruction of Talairach atlas. The bi-linear method was applied to only one set of the slices and considered the on intensity value in the interpolation process. The tri-planar technique concurrently uses three orthogonal sets of slices with the same information of brain structures. Talairach atlas editor visualized three sets. of atlas slices on the same coordinate and had editing function. Using the atlas editor, we represented problems in volume reconstruction by showing inconsistency of brain structures among three sets of atlas slices.

문화연구를 위한 문화지도의 개념과 활용

김상헌(Kim Sang-heon) 한국외국어대학교 역사문화연구소 2009 역사문화연구 Vol.34 No.-

이 글은 문화를 이해하는 도구로서의 ‘문화지도’에 관한 것이다. 미디어의 발달에 의해 세계는 하나의 촌락, 즉 지구촌으로 좁혀지고 있다. 타문화에 대한 관심이 높아지고, 그에 대한 이해가 요구되고 있다. 이때 지도는 문화를 총체적으로,가시적으로 볼 수 있는 하나의 인터페이스가 될 수 있다. 넓은 의미에서 문화는 시-공간에서 일어나는 인간의 활동이라 정의한다면 시-공간을 표현할 수 있는 매체는 문화를 효과적으로 담아낼 수 있는 도구가 될 수 있다. 지도는 정보를 시각적으로 표현하여 다른 사람들과 공유하고 전달할 수 있게 해주는 특징을 가지고 있다. 또한 선택적으로, 지리적 공간에서의 현상 재현해주며, 대상과 대상 혹은 사회와의 관계를 규정해 줌으로써 상호관계성을 파악할 수 있도록 해준다. 인간은 지도를 통해 세상을 한 눈에 볼 수 있게 되었다. 그렇기에 지도는 현실 그대로의 모사라기보다, 인간이 ‘세상을 전체적으로’ 인식할 수 있는 추상화된 표현 도구이기도하다. 지도는 인간의 필요에 의해 그 기능이 확장되어 왔다. 지도의 역사를 보면 처음에는 단순히 위치를 정확하게 표시하는 그림이었지만 점차 다양한 정보를 가시적으로 표현하는 매체로 확장 된다. 오늘날의 지도는 항공사진과 지리정보체계등의 발달로 실제 지구상의 지리적 윤곽을 완벽하게 표현해주고 있다. 이제 지도는 우리에게 지형 그 자체보다 그 위에서 일어나는 다양한 문화 정보를 담아내는 매체가 되고 있다. 이 ‘지도’라는 매체에 문화를 표현한 것을 우리는 ‘문화지도’라고 부르고자 한다. 문화지도는 단순한 지형도가 아니라 인간 삶의 총체적인 결과물을 표현해주어야 하기 때문에 시간과 문화적 기호들을 효과적으로 표현해줄 필요가 있다. 이글에서는 지도상에 표현되는 이러한 공간과 시간, 기호가 문화를 표현하는데 있어 서의 가능성과 한계를 여러 사례를 통해 살펴보았다. This article is about ‘Cultural atlas’ for understanding of culture. Developing and using new medias, members of various human communities increase interests on different cultures of other country. In this time, ‘Atlas’ can be an useful tool of cultural studies. Because we can express all human things and events of time and space with broad definition in atlas. This means cultural atlas is an effective tool of understanding culture. The function of atlas has been developed with the needs. The first time, atlas played a role of location indicator and this reflected viewpoint for the world. In the beginning of exploring period, the importance of exact location have been emphasized. But after 19centuries atlas became from a picture of geographical locator to the field for showing various themes. With the support of aerial photo technology, remote sensing, geographical information system(GIS), and other technical development, atlas perfectly copy the real of the earth on the topographical survey. Now it's matter how to use this real atlas. Culture is proper item of using the atlas, which can cover and express all human activities on the basis of time and space. We call it ‘Cultural atlas’ as expression of culture through the media of atlas. Cultural atlas can express various cultures with points, lines and surfaces on the basic axles of time and space. Usually points represent fixed location of cultures, lines represents moving direction of culture or cultural section, surface represents cultural distribution. These each components could be concretely presented using various graphic factors and become very effective method to deliver visual message and meaning. The example of various museums in Japan shows good utilizing of cultural atlas as a kind of exhibition tool.

‘민속지도론’에 대한 비판적 점검

허용호(Heo, Yong-Ho) 비교민속학회 2014 비교민속학 Vol.0 No.54

21세기에 접어들면서 민속학계에 ‘민속지도론’이 대두되어 한 흐름을 만들었다. 본 연구는 민속학계에서 한 흐름으로 자리 잡은 민속지도론을 문제 삼는다. 여기에는 ‘디지털 시대라는 조류에 휩싸여, 막연한 기대만으로 민속지도론이 전개되고 있는 것이 아닐까’ 하는 문제 의식이 자리한다. 한 걸음 물러서서, ‘민속지도 그리기’를 보다 잘하기 위해서도 그 동안 이루어진 민속지도 관련 작업과 연구에 대한 심도 깊은 검토와 점검이 필요하다는 입장 역시 본 연구를 하는 이유라 할 수 있다. 이상의 문제 의식 아래, 필자는 그 동안 이루어진 민속지도 제작과 관련 연구들을 검토했다. 그 결과, 현재의 민속지도론은 김택규가 구상만 하고 미완에 그친 민속지도 그리기 작업을 디지털 시대에 맞게 수행하고 있다고 말할 수 있었다. 민속권 설정이라는 오랜 열망의 실현 과정이 21세기 이후 민속지도론의 양상인 것이다. 그런데 민속지도론은 역사지리학적 방법론과 긴밀한 연관을 갖고 있다. 이는 역사지리학적 방법론의 한계를 민속지도론이 그대로 가지고 있을 수 있음을 말하는 것이다. 실제 민속지도 그리기 과정을 통해서 보면, 여러 한계들이 나타난다. ‘편의적 요소주의’와 이에 기초한 ‘무리한 줄긋기’가 여전하다. 역사지리학적 방법론과 완전한 절연을 하지도 않고 있으며, 그렇다고 혁신의 노력도 보이지 않는다. 일부 한계를 극복하려는 시도는 구체화된 지도 제작으로 이어지지 못하고 있다. 민속지도론 자체의 이론 관련 논의는 거의 없으며, 역사지리학적 방법론의 한계 극복을 위한 이론적 논의 역시 추상적이며 낙관적인 전망에 그치고 있다. 이러한 검토 결과는 현 민속지도론이 이른바 디지털 시대에 부활한 역사지리학적 방법론이라는 판단을 하게 한다. 보다 정확하게 말한다면, 어떤 혁신이나 한계 극복도 없이 그저 역사지리학적 방법론에 분식을 한 것이 민속지도론이다. 민속지도론에 나타난 중앙 집권적 연구 태도 역시 마음에 걸린다. 지역 문화적 문제 의식을 강조하고 있지만 그 연구 태도에서 중앙 집권적 이라는 모순을 드러내고 있는 것이다. 이 역시 역사지리학적 방법론의 잔영이 짙게 깔린 것임은 물론이다. 민속지도론에 대한 점검을 마친 필자의 마음은 어둡다. 물론 여전히 민속지도론이 모색중에 있는 것이라 말할 수도 있다. 본 연구 역시 그러한 선상에서 이해할 수도 있다. 만약 민속지도론이 여전히 모색 중이라면, 강도 높은 혁신이 필요하다. 치밀하고도 치열한 점검을 통해 역사민속학적 방법론과의 분명한 관계 설정이 이루어져야 한다. 또한 민속지도론이 갖는 위상 역시 냉정하게 재정립되어야 한다. In this article I pay attention to method of folk culture atlas. In Here, there is a critical recognition that is ‘maybe method of folk culture atlas is practiced with a vague expectations amidst the tide of the digital age?’ For drawing folk culture atlas than do well this study which in-depth review and check on relevant research of folk culture atlas may be need. Based on the above critical mind, I review the mapping of folk culture atlas and related studies. As a result, I can say that the current method of folk culture atlas is a practice of Kim, Taek-Gyu’s idea in the digital era. The realization process of old yearnings which is fixing of folk culture area is aspects of the method of folk culture atlas since the 21st century. By the way the method of folk culture atlas is closely related to the historical-geographic theory. That is saying that the method of folk culture atlas can have a limitation of the historical-geographic theory. In fact, as review the drawing of folk culture atlas, there are several limitations appear. An excessive line flicking which is clinging to the elements is still. There is not a disconnection with the historical-geographic theory. And there are not efforts of innovation. Some attempts which overcome limitation are not connected to a materialized mapping. A discussion which discuss theory of the method of folk culture atlas almost nothing, and a theoric discussion which overcome limitations of the historical-geographic theory also in the abstract. According to the result of above, It can be said that the current method of folk culture atlas is the historical-geographic theory which revive in the digital era. The method of folk culture atlas is an embellishment of the historical-geographic theory. Of course, we can also say that the method of folk culture atlas is looking for a solution. This article is also comprehensible in that context. If the method of folk culture atlas is looking for a solution, it is necessary to an intensive innovation. Through the detailed examination, It should be a clear set of relations between the historical-geographic theory and the method of folk culture atlas. In addition, the status of the method of folk culture atlas should be rearranged.

위기(memory crisis)와 열병(archive fever)의 아카이브: 게르하르트 리히터(Gerhard Richter)의 <아틀라스>

여수연 미술사문화비평학회 2017 미술사문화비평 Vol.8 No.-

게르하르트 리히터(Gerhard Richter, 1932∼ )는 1960년대 중반부터 자신이 수집하거나 직접 촬영한 사진, 인쇄물 삽화, 스케치로 구성한 <아틀라스 Atlas>를 제작하고 있다. 리히터는 자신의 거대한 트라우마인 나치 정권과 2차 세계대전의 흔적부터 가족과 아이들의 따뜻한 추억까지 <아틀라스>에 저장해왔다. 처참했던 과거를 의도적으로 망각 하려는 기억 위기에서 잠재된 기억을 소환해내려는 아카이브 열병이 모순적으로 발생했 고 <아틀라스>가 시작되었다. <아틀라스>는 리히터의 기억을 저장하는 매체로서 존재 하지만 망각과 기억 사이, 해체와 결합 사이, 은폐와 폭로 사이를 넘나들며 이중적인 특징을 보이고 있다. 모호하고 이중적인 형태로 담겨 있지만 <아틀라스>에 분명히 존재하고 있는 리히터의 기억과 트라우마의 흔적들은 리히터가 살아온 복잡한 역사의 소용돌이 속에서 구축한 자신만의 생존 방식이라 볼 수 있을 것이다. Since the mid-60’s, Gerhard Richter is working on Atlas which is composed of photographs he collected or took by himself, printed illustrations, sketches and drawings. Atlas is a kind of archive containing not only massive materials regarding Richter’s works but also traces of his everyday life, too. Archive involves a suppression of memory accompanied by a trauma which can be interpreted as a similar vein with the fact Richter composed Atlas after experiencing the Nazi of Germany and the World War II. Moreover, it can be presumed that Richter produced Atlas, based on the sense of loss and yearning regarding the root of his life, considering Richter composed it after he came to the West Germany from the East Germany in asylum. Atlas is not only a source of Richter’s works, but simultaneously, it is also a crucial independent work as itself. Although, Atlas exists as a storage medium of Richter, it shows a dual feature which exposes and hides memories at the same time. As Richter has a neutral and vague attitude within in his photo-painting works through the blurring technique, Atlas shows a basis of his attitude. For Richter, dualism concepts such as life and death, victory and loss, assaulter and victim, capitalism and socialism were all meaningless. Everyone was just a victim of ideologies and social systems and only pains and scars of loss were left behind. Although it is vague and ambivalent, Atlas contains Richter’s memories and traces of his trauma, and they are his unique survival methods that he has been constructed with his complex vortex of history. For Richter, Atlas is a storage space where Richter’s trauma is stored and erased simultaneously, and also a space of mourning and healing. Atlas is a starting point of Richter’s art works and it will pierce his whole life and will be completed at the very last moment of his life.

중국의 역사지도 편찬에 관한 기초연구

전종한(Jeon Jonghan),이명희(Lee Myeonghee) 동북아역사재단 2017 東北亞歷史論叢 Vol.- No.56

역사지도란 역사지리학의 고전적 전통인 ‘시간에 따른 지리적 변화(geographical changes through time)’와 ‘과거지리(past geographies)’를 지도학적 방법으로 표현 및 복원해 놓은 지도를 말한다. 20세기 이후의 현대 중국에서는 국가가 지원하거나 주도하는 가운데 『중국역사지도집(中國歷史地圖集)』(1982~1987)과 『중화인민공화국국가역사지도집(中華人民共和國國家歷史地圖集)』(2012~)을 잇따라 발간하였다. 그 결과 오늘날 중국에서 역사지도집의 연구와 제작, 그리고 편찬 작업은 중국 역사지리학의 가장 특징적인 영역으로 인식되고 있을 뿐만 아니라 이 분야 최대의 성과 중 하나로 평가받고 있다. 본 연구는 역사지리학의 관점에서 현대 중국의 대표적 역사지도집인 『중국역사지도집』과 『중화인민공화국국가역사지도집』을 대상으로 역사지도집의 전체적 편찬 방향과 편집 지침, 내용 체계와 구성, 기본도, 지도학적 표현상의 특징을 분석하는 한편, 역사지도집의 전체 편찬 과정에서 작동한 제작 주체의 강역의식 및 역사인식과 같은 토대 개념을 파악하고 이를 해석해보고자 하였다. 결론적으로 현대 중국의 역사지도집은 중국 정부가 계기를 마련하여 시작된 사업이지만, 그 속에 담긴 내용은 온전히 탄치시앙을 비롯한 제작 주체들이 구상한 토대 개념, 즉 ‘역사상(歷史上)의 중국’과 ‘중국사상(中國史上)의 민족’의 재현이었다. 이들 역사지도집은 중국의 오랜 역사지도 전통을 계승한 것이면서도 실재에 있어서는 ‘역사적 사실’과 ‘국가의 이익’ 사이에서 고민한 결과였다. 따라서 현대 중국의 역사지도집은 역사적 사실과 국가적 이익과 정치적 목적이 혼재되어 있다고 할 수 있다. 이에 대응할 수 있도록 우리나라에서도 국가 차원의 역사지도집 편찬 전담 기구를 설치하여 역사지도집 편찬 시스템을 갖추고 토대 개념에 대한 논의를 비롯해 학제적 협력을 이끌어내는 일이 시급하다. Historical atlas consists of a series of maps that express and reconstruct ‘geographical changes through time’ and ‘past geographies’ which are classics of historical geography. Since the 20th century, modern China has published two historical atlas by supporting and leading by the state. One is 『Chinese Historical Atlas』(1982~1987, 中國歷史地圖集), and the other is 『Chinese National Historical Atlas』(2012~, 中華人民共和國國家歷史地圖集). As a result, today, the study, production and compilation of historical atlases in China is not only recognized as the most characteristic area of Chinese historical geography but also regarded as one of the greatest achievements in this field. The purpose of this study is to analyze a comprehensive guide to Chinese historical atlas, general compiling principles, contents, base map, mapping processes and cartographic characteristics, and to interpret the base concept or idea such as the consciousness and the historical recognition of the producer(subject) who worked in the whole compilation process of the historical atlases. In conclusion, although the Chinese historical atlases are product of a business started by the Chinese government, the contents contained in it are a representation of the base concept or idea that the producers envision on ‘historical china(歷史上的中國)’ and ‘historical Chinese ethnicity(中國史上的民族)’. These historical atlases are inherited from China’s long history of historical atlases, but in reality they are the result of concerns about ‘historical facts’ and ‘national interests’. In short, modern Chinese historical atlases are a mixture of historical fact, national interest, and political purpose. In order to cope with this situation, it is urgent for Korea to establish the national institute for historical atlas, to have a historical atlas compilation system, to discuss base concepts for national historical atlas, and to draw interdisciplinary cooperation.

Influence of Signal Intensity Non-Uniformity on Brain Volumetry Using an Atlas-Based Method

Masami Goto,Osamu Abe,Tosiaki Miyati,Hiroyuki Kabasawa,Hidemasa Takao,Naoto Hayashi,Tomomi Kurosu,Takeshi Iwatsubo,Fumio Yamashita,Hiroshi Matsuda,Harushi Mori,Akira Kunimatsu,Shigeki Aoki,Kenji Ino,K 대한영상의학회 2012 Korean Journal of Radiology Vol.13 No.4

Objective: Many studies have reported pre-processing effects for brain volumetry; however, no study has investigated whether non-parametric non-uniform intensity normalization (N3) correction processing results in reduced system dependency when using an atlas-based method. To address this shortcoming, the present study assessed whether N3 correction processing provides reduced system dependency in atlas-based volumetry. Materials and Methods: Contiguous sagittal T1-weighted images of the brain were obtained from 21 healthy participants, by using five magnetic resonance protocols. After image preprocessing using the Statistical Parametric Mapping 5 software, we measured the structural volume of the segmented images with the WFU-PickAtlas software. We applied six different bias-correction levels (Regularization 10, Regularization 0.0001, Regularization 0, Regularization 10 with N3, Regularization 0.0001 with N3, and Regularization 0 with N3) to each set of images. The structural volume change ratio (%) was defined as the change ratio (%) = (100 x [measured volume - mean volume of five magnetic resonance protocols] / mean volume of five magnetic resonance protocols) for each bias-correction level. Results: A low change ratio was synonymous with lower system dependency. The results showed that the images with the N3 correction had a lower change ratio compared with those without the N3 correction. Conclusion: The present study is the first atlas-based volumetry study to show that the precision of atlas-based volumetry improves when using N3-corrected images. Therefore, correction for signal intensity non-uniformity is strongly advised for multi-scanner or multi-site imaging trials. Objective: Many studies have reported pre-processing effects for brain volumetry; however, no study has investigated whether non-parametric non-uniform intensity normalization (N3) correction processing results in reduced system dependency when using an atlas-based method. To address this shortcoming, the present study assessed whether N3 correction processing provides reduced system dependency in atlas-based volumetry. Materials and Methods: Contiguous sagittal T1-weighted images of the brain were obtained from 21 healthy participants, by using five magnetic resonance protocols. After image preprocessing using the Statistical Parametric Mapping 5 software, we measured the structural volume of the segmented images with the WFU-PickAtlas software. We applied six different bias-correction levels (Regularization 10, Regularization 0.0001, Regularization 0, Regularization 10 with N3, Regularization 0.0001 with N3, and Regularization 0 with N3) to each set of images. The structural volume change ratio (%) was defined as the change ratio (%) = (100 x [measured volume - mean volume of five magnetic resonance protocols] / mean volume of five magnetic resonance protocols) for each bias-correction level. Results: A low change ratio was synonymous with lower system dependency. The results showed that the images with the N3 correction had a lower change ratio compared with those without the N3 correction. Conclusion: The present study is the first atlas-based volumetry study to show that the precision of atlas-based volumetry improves when using N3-corrected images. Therefore, correction for signal intensity non-uniformity is strongly advised for multi-scanner or multi-site imaging trials.

The impacts of three-dimensional anatomical atlas on learning anatomy

Sohyun Park,Yumin Kim,Sohyeon Park,신정아 대한해부학회 2019 Anatomy & Cell Biology Vol.52 No.1

Gross anatomy has traditionally been the foundation of medical education. Medical students have learned the structure of the human body through dissection, lecture, and textbooks. As tablets and three-dimensional (3D) applications are developed, 3D atlas applications are utilized in learning anatomy by medical students. The purpose of this research is to investigate the impacts of 3D atlas applications on students’ understanding of gross anatomy. This research was targeted at medical students taking the Anatomy and Embryology class in 2017 and 2018, at Ewha Womans University. The correlation between use of 3D atlas and student's results on the Anatomy and Embryology test was analyzed. An open-book anatomy quiz was also carried out to analyze the correlation between the type of atlas each student refers to and the results of the quiz. Independent t test between groups did not show statistically significant difference in the results of the Anatomy and Embryology test. However, the group referring to 3D atlas showed significantly higher results on the simple questions of the open-book anatomy quiz (P<0.05). In conclusion, 3D atlas is not very helpful in acquiring deep anatomical knowledge or memorizing the location of anatomical structures, but it can simply aid in the rapid identification of anatomical structures. Additionally, the 3D atlas will show good synergy with the two-dimensional atlas if used properly in anatomy education, because most students think it is useful to use the 3D atlas.

Automatic brain labeling via multi-atlas guided fully convolutional networks

Fang, Longwei,Zhang, Lichi,Nie, Dong,Cao, Xiaohuan,Rekik, Islem,Lee, Seong-Whan,He, Huiguang,Shen, Dinggang Elsevier 2019 Medical image analysis Vol.51 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P>Multi-atlas-based methods are commonly used for MR brain image labeling, which alleviates the burdening and time-consuming task of manual labeling in neuroimaging analysis studies. Traditionally, multi-atlas-based methods first register multiple atlases to the target image, and then propagate the labels from the labeled atlases to the unlabeled target image. However, the registration step involves non-rigid alignment, which is often time-consuming and might lack high accuracy. Alternatively, patch-based methods have shown promise in relaxing the demand for accurate registration, but they often require the use of hand-crafted features. Recently, deep learning techniques have demonstrated their effectiveness in image labeling, by automatically learning comprehensive appearance features from training images. In this paper, we propose a <I>multi-atlas guided fully convolutional network (MA-FCN)</I> for automatic image labeling, which aims at further improving the labeling performance with the aid of prior knowledge from the training atlases. Specifically, we train our MA-FCN model in a patch-based manner, where the input data consists of <I>not only</I> a training image patch <I>but also</I> a set of its neighboring (i.e., most similar) affine-aligned atlas patches. The guidance information from neighboring atlas patches can help boost the discriminative ability of the learned FCN. Experimental results on different datasets demonstrate the effectiveness of our proposed method, by significantly outperforming the conventional FCN and several state-of-the-art MR brain labeling methods.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Additional atlas intensity and corresponding label information are used to help the MA-FCN model to better label the target ROIs. </LI> <LI> The additional anatomical structural information is revised in the unique pathway in the MA-FCN model. </LI> <LI> The fusion of atlas information is in a hierarchical way. </LI> <LI> The proposed method does not need a non-rigid registration step for aligning atlases to the target image, which is efficient for brain labeling. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>