Localization and Registration of 2D Histological Mouse Brain Images in 3D Atlas Space

To accurately explore the anatomical organization of neural circuits in the brain, it is crucial to map the experimental brain data onto a standardized system of coordinates. Studying 2D histological mouse brain slices remains the standard procedure in many laboratories. Mapping these 2D brain slices is challenging; due to deformations, artifacts, and tilted angles introduced during the standard preparation and slicing process. In addition, analysis of experimental mouse brain slices can be highly dependent on the level of expertise of the human operator. Here we propose a computational tool for Accurate Mouse Brain Image Analysis (AMBIA), to map 2D mouse brain slices on the 3D brain model with minimal human intervention. AMBIA has a modular design that comprises a localization module and a registration module. The localization module is a deep learning-based pipeline that localizes a single 2D slice in the 3D Allen Brain Atlas and generates a corresponding atlas plane. The registration module is built upon the Ardent python package that performs deformable 2D registration between the brain slice to its corresponding atlas. By comparing AMBIA’s performance in localization and registration to human ratings, we demonstrate that it performs at a human expert level. AMBIA provides an intuitive and highly efficient way for accurate registration of experimental 2D mouse brain images to 3D digital mouse brain atlas. Our tool provides a graphical user interface and it is designed to be used by researchers with minimal programming knowledge

Revisiting Family Leisure Research and Critical Reflections on the Future of Family-Centered Scholarship

In this special issue of Leisure Sciences, we examine the progress made and challenges ahead in research on leisure and families—20 years revisited. We consider what advancements have been made in family leisure research and potential new directions that family-centered scholars can look towards. We also consider the dominance of particular theoretical perspectives and methodological designs, and the limitations and consequences of such perspectives, to understand the complexities, diversity, and richness of the lived family experience. Emphasis is placed on the need for scholarship that explores diverse constructions of family and to provide a call to action for family-centered scholars to engage with broader global social issues

Schädelangepasste Oberflächenregistration mit A-Mode Ultraschall: Kadaver-Experimente

Einleitung: Bei intraoperativer 3D-Navigation wird der Patient zu seinen präoperativen CT-Daten registriert. Dieser Schritt hat enormen Einfluss auf die Qualität der 3D-Navigation. In dieser Studie wird es auf die Invasivität der Fixierung und auf die Nachteile der Klebemarker und der anatomischen Landmarken Registration verzichtet. Methoden: Das knöcherne Relief des Hinterhaupts wurde zur Oberflächenregistration verwendet; es wurde räumlich mit PC-gesteuerter A-Mode Ultraschall Messung (5 MHz) mit sub-millimetrischer Genauigkeit abgetastet und mit dem "Iterative Closest Point" (ICP) Algorithmus an die entsprechende Fläche im CT korreliert. Das Verfahren wurde an einem menschlichen Kadaverkopf (mit Haut und Kopfhaaren) und an einem Schädel-phantom angewandt. Ergebnisse: Damit wurde eine 3D-Oberfläche von 50 x 40 Voxeln abgetastet, die die Besonderheiten des Schädellreliefs enthielt und mit dem ICP an die CT-Daten registriert wurde. ICP erreichte einen RMS des punktweisen Abstands weniger als 1 mm. Die Registrationsgenauigkeit wurde zur visuellen Auswertung mit einer farbkodierten Differenzkarte dargestellt. Als mittlere Abweichungen ergaben sich 1,09 mm für den Kadaverkopf und 0,87 mm für das Schädel-Phantom mit Standardabweichungen von 0,55 mm und 0,54 mm. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse bewiesen, das vom Knochen reflektierende und vom Gewebe gestreute Ultraschallsignal zur Oberflächenregistration verwendet werden kann. Momentan wird eine gekrümmte Trajektorie der Ultraschallmessung aufgebaut, so dass der Schallstrahl immer senkrecht zum Knochen bleibt. So wird das Echosignal immer deutlich reflektieren und die Besonderheiten, wie die Lambda-Fissur, auf einer größeren Fläche abbilden, was die Registration mit ICP erleichtern wird. Unterstützt durch: Diese Arbeit wird von der Medizinischen Forschungsförderung Innsbruck unter Projekt 2007-404 und vom Österreichischen Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (FWF) unter Projekt 20604-B13 gefördert