通过刚性增强实现表观解剖结构变异，从而实现可靠的胼胝体分割

胼胝体是连接左右大脑半球的主要白质纤维束。在哺乳动物中，由于多种原因，胼胝体的发育可能受损——这种脑发育畸形被称为胼胝体发育不良（corpus callosum dysgenesis, CCD）。CCD 的临床表现具有异质性，患者可呈现三种形态学表型：胼胝体缺如、部分发育不良和发育不全。尽管前两种表现形式在 MRI 扫描中较易检测，但后一种更具挑战性，因为其结构已完全形成，但面积减小。 在本研究中，我们开发了：（1）一条用于生成具有表观解剖变异的合成 MRI 扫描的流程；以及（2）一种基于 U-Net 的工具，用于在健康和疾病状态下自动分割狨猴的胼胝体。在方法学上，我们设计了一个自定义脚本，在体数据层面对 T1 加权 MRI 扫描施加旋转和平移。由于切片网格保持不变，这些刚性变换在切片层面体现为表观解剖变异。我们将自动分割掩膜获得的胼胝体测量结果与人工勾画掩膜所得结果进行了比较。平均 Dice 系数高于 0.90，Hausdorff 距离低于 0.4 mm。我们还根据表型对队列进行了分层（健康对照组和发育不全动物组）。采用人工勾画掩膜时，在健康动物与发育不全动物的体素计数之间观察到的效应量和显著性水平，与通过自动分割获得的结果相当。 这些结果表明，我们的流程能够生成具有足够变异性的训练样本池，从而构建出一个精确的 U-Net 分割模型，并具有较高的诊断能力。

胼胝体是连接大脑两半球的主要白质束。在哺乳动物中，由于多种原因，胼胝体的发育可能受损——这种脑部畸形被称为胼胝体发育异常（corpus callosum dysgenesis, CCD）。CCD的临床表现具有差异性，患者可呈现三种形态学表型：胼胝体缺如、部分发育异常和发育不全。尽管前两种表现形式在MRI扫描中较易检测到，后一种则更具挑战性，因为该结构虽已完整形成，但其面积减小。

在本研究中，我们开发了：（1）一条能够生成具有表观解剖变异的合成MRI扫描图像的流程，以及（2）一种基于U-Net的工具，用于在健康和疾病状态下自动分割狨猴的胼胝体。在方法学上，我们设计了一个自定义脚本，在体积层面对T1加权MRI扫描施加旋转和平移。由于切片网格保持不变，这些刚性变换会在切片层面转化为表观解剖变异。我们将自动分割掩膜获得的胼胝体测量结果与手工勾画掩膜获得的结果进行了比较。平均Dice评分高于0.90，Hausdorff距离低于0.4 mm。我们还根据表型对队列进行了分层（健康对照组和发育不全动物组）。采用手工勾画掩膜时，在健康动物与发育不全动物的体素计数之间观察到的效应量大小及其显著性水平，与通过自动分割获得的结果相当。这些结果表明，我们的流程能够生成具有足够变异性的训练数据集，从而构建出一个精确且具有较高诊断能力的U-Net分割模型。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.26.734817v1?rss=1

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