Atlas-based liver segmentation for nonhuman primate research

09.07.2020
Short communication

Erschienen in:

Verfasst von: Jeffrey Solomon; Nina Aiosa; Dara Bradley; Marcelo A. Castro; Syed Reza; Christopher Bartos; Philip Sayre; Ji Hyun Lee; Jennifer Sword; Michael R. Holbrook; Richard S. Bennett; Dima A. Hammoud; Reed F. Johnson; Irwin Feuerstein
Erschienen in: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery | Ausgabe 10/2020

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Certain viral infectious diseases cause systemic damage and the liver is an important organ affected directly by the virus and/or the hosts’ response to the virus. Medical imaging indicates that the liver damage is heterogenous, and therefore, quantification of these changes requires analysis of the entire organ. Delineating the liver in preclinical imaging studies is a time-consuming and difficult task that would benefit from automated liver segmentation.

Methods

A nonhuman primate atlas-based liver segmentation method was developed to support quantitative image analysis of preclinical research. A set of 82 computed tomography (CT) scans of nonhuman primates with associated manual contours delineating the liver was generated from normal and abnormal livers. The proposed technique uses rigid and deformable registrations, a majority vote algorithm, and image post-processing operations to automate the liver segmentation process. This technique was evaluated using Dice similarity, Hausdorff distance measures, and Bland–Altman plots.

Results

Automated segmentation results compare favorably with manual contouring, achieving a median Dice score of 0.91. Limits of agreement from Bland–Altman plots indicate that liver changes of 3 Hounsfield units (CT) and 0.4 SUVmean (positron emission tomography) are detectable using our automated method of segmentation, which are substantially less than changes observed in the host response to these viral infectious diseases.

Conclusion

The proposed atlas-based liver segmentation technique is generalizable to various sizes and species of nonhuman primates and facilitates preclinical infectious disease research studies. While the image analysis software used is commercially available and facilities with funding can access the software to perform similar nonhuman primate liver quantitative analyses, the approach can be implemented in open-source frameworks as there is nothing proprietary about these methods.

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Metadaten
Literatur

Titel: Atlas-based liver segmentation for nonhuman primate research
Verfasst von: Jeffrey Solomon
Nina Aiosa
Dara Bradley
Marcelo A. Castro
Syed Reza
Christopher Bartos
Philip Sayre
Ji Hyun Lee
Jennifer Sword
Michael R. Holbrook
Richard S. Bennett
Dima A. Hammoud
Reed F. Johnson
Irwin Feuerstein
Publikationsdatum: 09.07.2020
Verlag: Springer International Publishing
Erschienen in: International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery / Ausgabe 10/2020
Print ISSN: 1861-6410
Elektronische ISSN: 1861-6429
DOI: https://doi.org/10.1007/s11548-020-02225-9

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