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本研究旨在通过开发一个将 FastSurfer 与基于 T2w 和 T1w 的混合掩膜策略相结合的集成框架，使人类连接组计划（Human Connectome Project, HCP）流程在标准分辨率（1 mm3）条件下实现稳定的皮层重建。我们实现了一个集成 FastSurfer 的 HCP 流程，其中纳入了用于稳定皮层重建的混合掩膜方法（t2log-hybrid）；在该方法中，基于 SynthStrip 生成的掩膜利用对数变换的 T2 加权图像和平方化的 T1 加权图像进行了优化。在前连合锚定的空间切换机制下，在眶额区域中选择性地以源自 T1w 的信息替换易受伪影影响的 T2w 区域。通过几何一致性、区域一致性以及逐顶点厚度-髓鞘分析，将其性能与 FreeSurfer v6（FS6）、v7（FS7）和 FastSurfer 进行了评估。与 FS6 相比，所提出的框架将总处理时间缩短了 50% 以上，并与现代流程保持了较高的几何一致性（逐顶点 r = 0.970，相对于 FastSurfer；r = 0.929，相对于 FS7）。与 FS6 的一致性较低（r = 0.842），这反映的是边界定义上的系统性差异，而非随机误差。混合掩膜方法表现出更高的区域一致性，以及在基于 T1w/T2w 的髓鞘估计中更低的变异性（CV = 16.50%，而 FastSurfer 中为 40.56%）；在易受伪影影响的腹侧区域中，其厚度-髓鞘相互作用模式在空间上也更为一致。将 FastSurfer 集成到 HCP 流程中，并结合基于 T2w 和 T1w 的混合掩膜，可通过约束信号驱动的不稳定性并保留依赖于算法的空间组织，实现稳定的皮层重建。这些发现强调了掩膜作为约束皮层重建不稳定性的关键因素的重要性，并支持将 HCP 风格分析应用于临床及历史 MRI 数据集。
本研究旨在通过开发一个将 FastSurfer 与基于 T2w 和 T1w 的混合掩膜策略相结合的集成框架，使人类连接组计划（HCP）流程在标准分辨率（1 mm³）条件下实现稳定的皮层重建。我们实现了一个集成 FastSurfer 的 HCP 流程，并纳入混合掩膜方法（t2log-hybrid）以稳定皮层重建；其中，基于 SynthStrip 生成的掩膜通过对数变换的 T2 加权图像和平方后的 T1 加权图像进行了优化。在该框架中，一种以前连合为锚点的空间切换机制，在眶额区域选择性地以源自 T1w 的信息替换易受伪影影响的 T2w 区域。通过几何一致性、区域一致性以及逐顶点厚度-髓鞘分析，将其性能与 FreeSurfer v6（FS6）、v7（FS7）和 FastSurfer 进行了评估。
与 FS6 相比，该框架将总处理时间缩短了 50% 以上，同时与现代流程保持了较高的几何一致性（逐顶点 r = 0.970，相对于 FastSurfer；r = 0.929，相对于 FS7）。与 FS6 的一致性较低（r = 0.842），这反映的是边界定义上的系统性差异，而非随机误差。混合掩膜方法表现出更高的区域一致性，以及更低的基于 T1w/T2w 的髓鞘估计变异性（CV = 16.50%，而 FastSurfer 为 40.56%）；在易受伪影影响的腹侧区域，其厚度-髓鞘相互作用模式在空间上也更为一致。
将 FastSurfer 集成到采用基于 T2w 和 T1w 的混合掩膜的 HCP 流程中，可通过约束由信号驱动的不稳定性，在保留依赖算法的空间组织特征的同时，实现稳定的皮层重建。这些发现强调了掩膜作为约束皮层重建不稳定性的关键因素的重要性，并支持将 HCP 风格的分析应用于临床及历史遗留 MRI 数据集。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728714v1?rss=1
🏷️ 脑皮层重建 MRI影像处理 FastSurfer HCP流程 混合掩膜 髓鞘分析