アルツハイマー病の代謝非対称性モジュロ構造の定量化

この論文では、代謝非対称性モジュロ構造の半球の違いを定量化するための新しい方法について説明します。アルツハイマー病（AD）における代謝非対称性の研究は、運転用途として機能します。このアプローチは、[1]で最初に導入された大規模な変形微分変形メトリックマッピング（LDDMM）による解剖学的アトラス構造に基づいています。LDDMMの不変特性を使用して、左と右半球の間の代謝非対称性を研究できる構造的に対称的な座標フレームを定義します。各被験者のこの構造的に対称的な座標系は、個々の脳内の左半球構造と右半球構造間の対応を提供します。これらの対応は、代謝非対称モジュロ構造の非対称性の測定に使用されます。再びAtlas構造フレームワークを使用して、全母集団の共通の対称座標系を構築します。研究中の集団における個人の代謝非対称性マップは、一般的な構造的に対称的な座標フレームにマッピングされ、集団の代謝非対称性の統計的説明が可能になります。この論文では、構造的に対称的な座標系の定義を可能にするLDDMM Atlas構造フレームワークの特定の不変性特性を証明します。アルツハイマー病神経画像イニシアチブ（ADNI）の画像に方法論を適用した結果を示します。

In this paper we describe a new method for quantifying metabolic asymmetry modulo structural hemispheric differences. The study of metabolic asymmetry in Alzheimer's disease (AD) serves as a driving application. The approach is based on anatomical atlas construction by large deformation diffeomorphic metric mapping (LDDMM) first introduced in [1]. Using invariance properties of the LDDMM, we define a structurally symmetric coordinate frame in which metabolic asymmetries between the left and the right hemispheres can be studied. This structurally symmetric coordinate system of each subject provides the correspondence between left and right hemispheric structures in an individual brain. These correspondences are used for measuring metabolic asymmetry modulo structural asymmetry. Again using the atlas construction framework, we build a common symmetric coordinate system of a entire population. The metabolic asymmetry maps of individuals in a population under study are mapped into the common structurally symmetric coordinate frame, allowing for a statistical description of the populations metabolic asymmetry. In this paper we prove certain invariance properties of the LDDMM atlas construction framework that make the definition of structurally symmetric coordinate systems possible. We present results from applying the methodology to images from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI).