Multi-atlas segmentation and analysis of the fetal brain in ventriculomegaly

Abstract

Nowadays, imaging of the human brain is vastly used in clinical settings and by the neuroscientific research community. There is an ever-increasing demand for novel biomedical image analysis approaches and tools to study the brain from its early intrauterine stage through adolescence to adulthood. The intrauterine period, in particular, is a crucial stage for the study of early neurodevelopmental processes. The idiosyncratic nature of the fetal brain poses numerous challenges and asks for the development of new techniques that take into consideration the peculiarities of in utero neurodevelopment. Although still in its infancy, medical image analysis techniques are progressively landing on the study of fetal brains. The purpose of this thesis is to develop automatic segmentation approaches that can be applied to brains at different life stages, including the gestational period, and investigate in utero brain development under ventriculomegaly.

En la actualidad, las imagenes del cerebro humano son ampliamente utilizadas en entornos clıınicos y por la comunidad neurocientııfica. Existe una demanda, cada vez mayor, de herramientas y enfoques de analisis de imagenes biomédicas novedosos para estudiar el cerebro desde su temprana etapa intrauterina hasta la adolescencia y la edad adulta. El periodo intrauterino, en particular, es una etapa crucial para el estudio de los procesos iniciales del neurodesarrollo. La naturaleza idiosincrasica del cerebro fetal plantea numerosos desafııos y requiere el desarrollo de nuevas técnicas que contemplen las peculiaridades del neurodesarrollo fetal. Aunque todavııa esta en su infancia, las técnicas de analisis de imagenes médicas estan llegando progresivamente al estudio de los cerebros fetales. El objetivo de esta tesis es desarrollar métodos automaticos de segmentación que puedan aplicarse a cerebros en distintas etapas de la vida, incluyendo el periodo gestacional, e investigar el desarrollo del cerebro fetal con ventriculomegalia.