Automated brain segmentation for guidance of ultrasonic transcranial tissue pulsatility image analysis - 09/10/23

Doi : 10.1016/j.neuri.2023.100146 
Daniel F. Leotta a, , John C. Kucewicz a, Nina LaPiana b, Pierre D. Mourad b
a Applied Physics Laboratory, University of Washington, Seattle, WA 98105, USA 
b Neurological Surgery, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA 

Corresponding author. Applied Physics Laboratory, University of Washington, 1013 NE 40th Street, Seattle WA 98105, USA.Applied Physics LaboratoryUniversity of Washington1013 NE 40th StreetSeattleWA98105USA

Benvenuto su EM|consulte, il riferimento dei professionisti della salute.
Articolo gratuito.

Si connetta per beneficiarne

Abstract

Background and Objective

Tissue pulsatility imaging is an ultrasonic technique that can be used to map regional changes in blood flow in the brain. Classification of regional differences in pulsatility signals can be optimized by restricting the analysis to brain tissue. For 2D transcranial ultrasound imaging, we have implemented an automated image analysis procedure to specify a region of interest in the field of view that corresponds to brain.

Methods

Our segmentation method applies an initial K-means clustering algorithm that incorporates both echo strength and tissue displacement to identify skull in ultrasound brain scans. The clustering step is followed by processing steps that use knowledge of the scan format and anatomy to create an image mask that designates brain tissue. Brain regions were extracted from the ultrasound data using different numbers of K-means clusters and multiple combinations of ultrasound data. Masks generated from ultrasound data were compared with reference masks derived from Computed Tomography (CT) data.

Results

A segmentation algorithm based on ultrasound intensity with two K-means clusters achieves an accuracy better than 80% match with the CT data. Some improvement in the match is found with an algorithm that uses ultrasound intensity and displacement data, three K-means clusters, and addition of an algorithm to identify shallow sources of ultrasound shadowing.

Conclusions

Several segmentation algorithms achieve a match of over 80% between the ultrasound and Computed Tomography brain masks. A final tradeoff can be made between processing complexity and the best match of the two data sets.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Graphical abstract

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Highlights

Automated analysis of transcranial ultrasound images identifies brain tissue.
A K-means clustering algorithm and anatomy-based processing create an ultrasound image mask for brain tissue.
The clustering algorithm incorporates both ultrasound echo strength and tissue displacement.
The ultrasound brain masks are compared to a computed tomography brain mask.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : Ultrasound, Brain, Skull, Segmentation, K-means, Clustering, Tissue pulsatility, Tissue displacement


Mappa


© 2023  The Authors. Pubblicato da Elsevier Masson SAS. Tutti i diritti riservati.
Aggiungere alla mia biblioteca Togliere dalla mia biblioteca Stampare
Esportazione

    Citazioni Export

  • File

  • Contenuto

Vol 3 - N° 4

Articolo 100146- Dicembre 2023 Ritorno al numero
Articolo precedente Articolo precedente
  • Functional connectivity differences in healthy individuals with different well-being states
  • Akshita Joshi, Divesh Thaploo, Henriette Hornstein, Yun-Ting Chao, Vanda Faria, Jonathan Warr, Thomas Hummel
| Articolo seguente Articolo seguente
  • Integration of eye-tracking systems with sport concussion assessment tool 5th edition for mild TBI and concussion diagnostics in neurotrauma: Building a framework for the artificial intelligence era
  • Augusto Müller Fiedler, Renato Anghinah, Fernando De Nigris Vasconcellos, Alexis A. Morell, Timoteo Almeida, Bernardo Assumpção de Mônaco, Joacir Graciolli Cordeiro

Benvenuto su EM|consulte, il riferimento dei professionisti della salute.

Il mio account


Dichiarazione CNIL

EM-CONSULTE.COM è registrato presso la CNIL, dichiarazione n. 1286925.

Ai sensi della legge n. 78-17 del 6 gennaio 1978 sull'informatica, sui file e sulle libertà, Lei puo' esercitare i diritti di opposizione (art.26 della legge), di accesso (art.34 a 38 Legge), e di rettifica (art.36 della legge) per i dati che La riguardano. Lei puo' cosi chiedere che siano rettificati, compeltati, chiariti, aggiornati o cancellati i suoi dati personali inesati, incompleti, equivoci, obsoleti o la cui raccolta o di uso o di conservazione sono vietati.
Le informazioni relative ai visitatori del nostro sito, compresa la loro identità, sono confidenziali.
Il responsabile del sito si impegna sull'onore a rispettare le condizioni legali di confidenzialità applicabili in Francia e a non divulgare tali informazioni a terzi.


Tutto il contenuto di questo sito: Copyright © 2024 Elsevier, i suoi licenziatari e contributori. Tutti i diritti sono riservati. Inclusi diritti per estrazione di testo e di dati, addestramento dell’intelligenza artificiale, e tecnologie simili. Per tutto il contenuto ‘open access’ sono applicati i termini della licenza Creative Commons.