BRAIN CAST：一种由 MRIQC 引导的、用于构建年龄和性别特异性儿童脑 MRI 模板的流程，并通过下游结构保真度验证

儿童神经影像学研究需要符合年龄和性别特征的参考模板，然而现有图谱要么覆盖过宽的年龄范围而模糊了发育特征，要么缺乏性别特异性。我们提出了 BRAIN CAST：一套28个按年划分、性别特异的脑MRI模板，覆盖5–18岁年龄段，基于 Healthy Brain Network 中1,272名经过质量筛查的儿童数据构建而成。其构建流程由 MRIQC 引导，结合了低强度去噪、以脑脊液为锚定的强度归一化、深度学习颅骨剥离以及迭代式群组微分同胚配准。 我们对模板的评估并非基于图像清晰度——因为在不同强度约定下该指标不可直接比较——而是基于其在下游分析中引入的结构性偏倚。保留测试集中的儿童与其匹配模板配准后，灰白质交界面的误差达到亚体素水平（1.1 mm）；在一种方向对称的表面距离度量下，BRAIN CAST 与最佳单模板参考表现相当，并且在189名受试者中的189名上均优于一种年龄特异的儿童图谱。女性大脑皮层与女性模板的拟合在可测量意义上优于与男性模板的拟合，而这是任何性别中性的参考模板都无法提供的。模板、组织概率图以及容器化流程均已发布。

儿科神经影像学需要符合年龄和性别的参考标准，然而现有图谱往往覆盖过宽的年龄范围，因而模糊了发育特征，或缺乏性别特异性。我们提出 BRAIN CAST：28 个按年划分、性别特异的脑 MRI 模板，覆盖 5–18 岁年龄段，基于 Healthy Brain Network 中 1,272 名经过质量筛查的儿童构建而成。其构建采用 MRIQC 引导的流程，结合了降低强度的去噪、以脑脊液为锚定的强度归一化、深度学习颅骨剥离以及迭代式群体微分同胚配准。

我们对模板的评估并非基于图像清晰度，因为在不同强度约定下图像清晰度不可直接比较，而是基于其在下游分析中引入的结构性偏差。保留测试集中的儿童与其匹配模板配准后，灰白质交界面的误差达到亚体素水平（1.1 mm）；在一种方向对称的表面距离度量上，BRAIN CAST 与最佳单一模板参考相当，并在 189 名受试者中的全部 189 人上优于一个年龄特异的儿科图谱。女性大脑皮层与女性模板的拟合可测量地优于与男性模板的拟合，而这种效应是任何性别中性的参考模板都无法提供的。模板、组织概率图以及容器化流程均已发布。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.02.742256v1?rss=1

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