5 research outputs found

    Integrated Visualization of Human Brain Connectome Data

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    Visualization plays a vital role in the analysis of multi-modal neuroimaging data. A major challenge in neuroimaging visualization is how to integrate structural, functional and connectivity data to form a comprehensive visual context for data exploration, quality control, and hypothesis discovery. We develop a new integrated visualization solution for brain imaging data by combining scientific and information visualization techniques within the context of the same anatomic structure. New surface texture techniques are developed to map non-spatial attributes onto the brain surfaces from MRI scans. Two types of non-spatial information are represented: (1) time-series data from resting-state functional MRI measuring brain activation; (2) network properties derived from structural connectivity data for different groups of subjects, which may help guide the detection of differentiation features. Through visual exploration, this integrated solution can help identify brain regions with highly correlated functional activations as well as their activation patterns. Visual detection of differentiation features can also potentially discover image based phenotypic biomarkers for brain diseases

    Tractografia em tempo real através de unidades de processamento gráfico

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    Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2009.A tractografia por propagação de linhas é um método que, com base na ressonância magnética de tensores de difusão (DT-MRI), revela in vivo a disposição dos tratos neurais no cérebro humano. O alto custo computacional da tractografia, porém, implica um tempo de espera significativamente longo para o cálculo e exibição dos resultados. Esse tempo pode ser reduzido executando-se a tractografia de forma paralela, já que as trajetórias encontradas pelo método de propagação de linhas são independentes umas das outras. Uma plataforma atrativa para a execução paralela de programas é oferecida pelas unidades de processamento gráfico (GPUs) das placas de vídeo atuais. Desse modo, este trabalho propõe a execução paralela da tractografia por propagação de linhas em GPUs através da tecnologia CUDA. Experimentos foram conduzidos para avaliar o desempenho da tractografia em um processador central (CPU) e quatro GPUs distintas. Os resultados mostram que as GPUs são, no melhor caso, até 38 vezes mais velozes que a CPU na execução da tractografia, e até 8 vezes mais rápidas no pior caso. A velocidade obtida através das GPUs permite que os resultados tractográficos sejam calculados e exibidos em tempo real para um número de trajetórias superior a 3.000

    Visualisation en imagerie par résonance magnétique de diffusion : tractographie en temps réel des fibres de la matière blanche du cerveau

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    L'imagerie par résonance magnétique de diffusion est une technique non-invasive permettant de mesurer la diffusion des molécules d'eau selon plusieurs directions. Le résultat d'une telle acquisition contient de l'information implicite sur les structures microbiologiques qui composent le cerveau humain. La tractographie consiste à déterminer et visualiser, en trois dimensions, l'ensemble des connections neuronales de la matière blanche du cerveau en suivant la diffusion préférentielle de l'eau présente en chaque voxel. Les fibres de la matière blanche sont responsables de connecter les différentes aires fonctionnelles du cerveau entre-elles. En présence d'une tumeur, elles peuvent se réorganiser de multiples façons et refaire des connections pour assurer le suivi des fonctions importantes. L'imagerie du câblage cérébral est utilisée lors d'interventions neurochirurgicales afin d'aider le neurochirurgien à planifier son angle d'attaque pour réséquer le maximum de la tumeur sans léser la fonction du patient. La tractographie prend donc tout son sens pour le neurochirurgien avant et pendant l'opération. Dans ce mémoire, il sera question de tractographie en temps réel. La plupart des algorithmes de tractographie utilisent des paramètres fixes et prédéfinis pour l'ensemble du cerveau. Nous croyons que ces paramètres devraient être accessibles et modifiables afin de voir l'impact que ceux-ci ont sur la reconstruction des connections cérébrales. Nous proposons une méthode de visualisation de fibres en temps réel, permettant de calculer et d'afficher instantanément le résultat d'un nouvel algorithme de tractographie qui sera confronté aux méthodes existantes. Le nouveau module permet d'effectuer la tractographie des fibres de la matière blanche de manière interactive en offrant la possibilité d'ajuster les paramètres impliqués dans le processus de tractographie. Il a notamment été introduit plus d'une vingtaine de fois lors d'interventions neurochirurgicales au Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke, grâce à la supervision du Dr. David Fortin. La tractographie en temps réel a changé la manière dont les données sont préparées en vue d'une intervention en bloc opératoire. Dans un contexte où le temps entre le traitement des données et l'intervention chirurgicale est une contrainte majeure, l'élimination de l'étape de tractographie du processus de prétraitement est un avantage non-négligeable
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