Individual merging of multimodal cerebral data : Information extracted from digital images and expert knowledge

The analysis of the cerebral activity on PET images is difficult because of thei r limited spatial resolution and their low signal to noise ratio . This study requires the merge of both information extracted from other digital images and expert knowledge collected in atlases. These ones are related to standard anatomy and they must be previously adapted to the specific morphology of the patient . To solv e the problems encountered from acquisition to interpretation of images, a methodology is proposed to obtain and merge individual data . The first stage consists in an automatic fitting between PET and MRZ images, via an X–ray radiography . The second stage tends to individualize anatomic atlases to enhance the PET image s superimposition. For that purpose, a method to identify the brain sulci of a patien t is presented. The general nature of the approach, the explicitation of knowledg e and offusion mechanisms, and the accuracy of results are pointed up .L'étude de l'activité fonctionnelle cérébrale à partir d'images TEP est difficile à cause de la résolution spatiale limitée et du faible rapport signal sur bruit de celles-ci. Cette étude nécessite l'utilisation conjointe et la fusion d'informations provenant de différentes modalités d'images numériques et de connaissances expertes modélisées dans des atlas. Ces derniers se rapportant à une anatomie standard, il est fondamental de les adapter auparavant à la morphologie spécifique du patient concerné. Pour résoudre au mieux les problèmes rencontrés depuis l'acquisition de l'image à l'identification des différentes zones, nous proposons dans cet article une méthodologie pour obtenir des données individualisées et pour les fusionner. La première étape fait intervenir un processus automatique de recalage de l'image TEP avec une image RM, via une radiographie par Rayons X, par l'introduction d'informations a priori extraites d'un atlas. La seconde étape vise à individualiser les atlas anatomiques pour que la superposition avec les images TEP soit plus précise. Dans cette optique, une méthode d'identification des sillons du cortex d'un patient sur une image RM 3D est présentée. L'accent est mis sur la généralité de la démarche, sur l'explicitation des connaissances et des mécanismes de fusion, et sur l'évaluation des résultats en fonction des images traitées

Forward modeling of collective Thomson scattering for Wendelstein 7-X plasmas: Electrostatic approximation

In this paper, we present a method for numerical computation of collective Thomson scattering (CTS). We developed a forward model, eCTS, in the electrostatic approximation and benchmarked it against a full electromagnetic model. Differences between the electrostatic and the electromagnetic models are discussed. The sensitivity of the results to the ion temperature and the plasma composition is demonstrated. We integrated the model into the Bayesian data analysis framework Minerva and used it for the analysis of noisy synthetic data sets produced by a full electromagnetic model. It is shown that eCTS can be used for the inference of the bulk ion temperature. The model has been used to infer the bulk ion temperature from the first CTS measurements on Wendelstein 7-X

Towards a new image processing system at Wendelstein 7-X: From spatial calibration to characterization of thermal events

Wendelstein 7-X (W7-X) is the most advanced fusion experiment in the stellarator line and is aimed at proving that the stellarator concept is suitable for a fusion reactor. One of the most important issues for fusion reactors is the monitoring of plasma facing components when exposed to very high heat loads, through the use of visible and infrared (IR) cameras. In this paper, a new image processing system for the analysis of the strike lines on the inboard limiters from the first W7-X experimental campaign is presented. This system builds a model of the IR cameras through the use of spatial calibration techniques, helping to characterize the strike lines by using the information given by real spatial coordinates of each pixel. The characterization of the strike lines is made in terms of position, size, and shape, after projecting the camera image in a 2D grid which tries to preserve the curvilinear surface distances between points. The description of the strike-line shape is made by means of the Fourier Descriptors

Experimental confirmation of efficient island divertor operation and successful neoclassical transport optimization in Wendelstein 7-X

We present recent highlights from the most recent operation phases of Wendelstein 7-X, the most advanced stellarator in the world. Stable detachment with good particle exhaust, low impurity content, and energy confinement times exceeding 100 ms, have been maintained for tens of seconds. Pellet fueling allows for plasma phases with reduced ion-temperature-gradient turbulence, and during such phases, the overall confinement is so good (energy confinement times often exceeding 200 ms) that the attained density and temperature profiles would not have been possible in less optimized devices, since they would have had neoclassical transport losses exceeding the heating applied in W7-X. This provides proof that the reduction of neoclassical transport through magnetic field optimization is successful. W7-X plasmas generally show good impurity screening and high plasma purity, but there is evidence of longer impurity confinement times during turbulence-suppressed phases.EC/H2020/633053/EU/Implementation of activities described in the Roadmap to Fusion during Horizon 2020 through a Joint programme of the members of the EUROfusion consortium/ EUROfusio

Segmentation entierement automatioue du volume cerebral observe par resonance magnetique 3D

Une méthode de segmentation tridimensionnelle du cerveau observée par résonance magnétique nucléaire est présentée. La méthode utilise des outils de morphologie mathématique (érosion, dilatation conditionnelle, fonction distance) pour isoler le cerveau et en déduire une enveloppe avec un niveau de lissage ajustable. Les seuillages utilisés résultent d'une analyse syntaxique de l'ensemble de l'histogramme des niveaux de gris de l'image. De nombreuses connaissances a priori interviennent aux différentes étapes du processus

Calcul de la profondeur en un point des sillons du cortex sur des images RMN tridimensionnelles

Le problème de la reconnaissance des sillons corticaux humains à partir d'images RMN 3D est intéressant pour localiser précisément les mesures d'activités obtenues par tomographie à émission de positons. La profondeur des sillons par rapport à la surface du cortex, peu discriminante entre sillons, donne une information importante pour la poursuite des sillons. Le but de cette communication est de donner une définition et une méthode de calcul de la profondeur d'un sillon dans une image 3D avec une bonne précision