Coupled Shape Models for the Diagnosis of Organ Motion Restriction

Annähernd 30% der weltweiten Todesfälle sind auf Erkrankungen des Herzens und der Lunge zurückzuführen, wobei die meisten dieser Erkrankungen während ihres Verlaufs die Mobilität des betroffenen Organs verändern. Viele dieser To-desfälle könnten durch eine frühzeitige Erkennung und Behandlung der Erkran-kung vermieden werden. Deshalb wurden im Zuge dieser Arbeit Methoden ent-wickelt, um aus Segmentierungen von dynamischen Magnetresonanztomogra-phie-Daten quantitative Kennzahlen für die funktionale Analyse der Herz- und Lungenbewegung zu generieren. Ein automatisiertes Segmentierungsverfahren basierend auf gekoppelten Formmodellen wurde entwickelt, welches wechsel-seitige Informationen der Form und Geometrie mehrerer korrelierter Objekte mit einbezieht, und somit 40% bessere Ergebnisse im Vergleich zur Verwendung einzelner Modelle erzielte. Im Fall des Herzens wurde ein Volumenberechnungs-fehler von unter 13% erreicht, was in der Größenordnung der Interobserver-Variabilität liegt. Für die Lunge konnte ein Volumenfehler von unter 70ml gezeigt werden. Aus den Segmentierungsergebnissen wurden funktionale Parameter der lokalen Organdynamik abgeleitet und visualisiert, die gegen konventionelle Diag-nosemethoden evaluiert wurden und dabei gute Übereinstimmung zeigen, dar-über hinaus jedoch eine lokal und regionale Mobilitätscharakterisierung erlau-ben

Automated Atlas-Based Segmentation of Brain Structures in MR Images: Application to a Population-Based Imaging Study

The final type of segmentationmethod is atlas-based segmentation (sometimes also called label propagation). In this approach, additional knowledge is introduced through an atlas image, in which an expert has labeled the brain structures of interest. The atlas is first registered to the target image, and the resulting transformation is then used to deform the atlas labels to the coordinate system of the target image. During registration the similarity between the warped atlas image and the target image is maximized, while at the same time the deformation is constrained to ensure that the spatial information of the atlas is maintained

Optimisation d'ensembles de classifieurs non paramétriques avec apprentissage par représentation partielle de l'information

L'un des défis de la reconnaissance de formes (RF) est de concevoir des systèmes à la fois simples (peu de paramètres, faible coût de calcul) et performants (haut taux de reconnaissance). Il est démontré que les ensembles de classifieurs (EoC) peuvent permettre d'obtenir de meilleures performances qu'un classifieur unique, d'où la recherche d'un compromis entre simplicité et performance. L'utilisation de classifieurs non paramétriques de type k-NN ayant une représentation partielle de l'information favorise toutefois la simplicité d'un système de RF. Dans le présent travail, nous avons utilisé un tel ensemble de k-NN pour vérifier s'il était possible de concevoir des EoC par sélection de classifieurs pour améliorer la simplicité tout en augmentant la performance du système. L'utilisation d'un algorithme d'optimisation pouvant explorer de grands espaces mal définis est nécessaire pour atteindre cet objectif. Afin d'aider la recherche, différentes mesures de «diversité» sont proposées dans la littérature. Nous avons tenté d'optimiser un EoC à l'aide de différentes méthodes de recherche et avons testé l'effet de la maximisation conjointe de la performance avec un échantillon des mesures de diversité les plus populaires. Toutes les expériences ont été répétées 30 fois de façon à pouvoir comparer, à l'aide de tests statistiques, les différentes approches évaluées. Nous avons découvert que la maximisation conjointe de la simplicité et de la performance était la meilleure façon de créer un ensemble optimisant ces deux objectifs. Par contre, pour générer des ensembles ayant une performance maximale, l'utilisation d'un algorithme de recherche à un seul objectif est préférable. Contrairement à nos attentes, il n'a pas été possible de démontrer un avantage significatif à l'utilisation d'une mesure de diversité comme critère d'optimisation. À notre connaissance, c'était la première fois qu'était étudiée de manière exhaustive la façon de faire de la sélection de classifieurs de type k-NN basés sur le paradigme des sous-espaces aléatoires. L'application systématique de tests statistiques pour valider les résultats des stratégies de sélection de classifieurs a été rendue possible grâce à l'utilisation d'une grappe d'ordinateurs et à la création de base de données de votes précalculés. Cette validation statistique est rarement mise en oeuvre dans le domaine