斯坦利·德勒曼;泽维尔·佩内克;阿兰·特鲁维;何塞·布拉加;吉多·杰里格;尼古拉斯·阿亚奇 为纵向形状数据的时空统计分析建立一个综合框架。 （英语） Zbl 1270.68345号 国际期刊计算。视觉。 103，第1期，22-59（2013）. 摘要：本文提出了一种原始的纵向形状数据统计分析方法。所提出的方法允许在多个受试者的重复时间序列观察中表征典型的生长模式和受试者特定的形状变化。这可以被视为标量测量的通常纵向统计对高维形状或图像数据的扩展。该方法基于对特定受试者连续生长轨迹的估计，以及对受试者之间这种时间形状变化的比较。生长轨迹之间的差异被分解为形态变形和时间扭曲，前者解释了与时间无关的形状变化，后者解释了形状随时间变化的不同速率。给定一个纵向形状数据集，我们估计了代表人口的平均增长情景，以及该情景在形状变化和增长速度变化方面的变化。然后，在时空变形空间中导出了内禀统计量，表征了所研究种群内形状和增长速度的典型变化。它们可以用来检测受试者的系统发育迟缓。在神经科学的背景下，我们应用此方法分析了孤独症儿童、发育迟缓儿童和对照组儿童海马体生长的差异。结果表明，在特定年龄段，群体差异可能更好地表现为不同的成熟速度，而不是形状差异。在人类学的背景下，我们评估了黑猩猩和倭黑猩猩头盖骨典型生长的差异。我们利用这项研究证明了该方法对参数变化和年龄估计扰动的鲁棒性。 引用于10文件 MSC公司： 68T45型 机器视觉和场景理解 62页99 统计学的应用 62页第10页 统计学在生物学和医学中的应用；元分析 关键词：纵向数据;统计学;生长;形状回归;时空配准;时间扭曲 软件：LDDMM公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Durrleman}等人，《国际计算杂志》。视觉。103，第1号，第22-59号（2013；Zbl 1270.68345） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Aljabar，P.、Bhatia，K.、Murgasova，M.、Hajnal，J.、Boardman，J.和Srinivasan，L.等人（2008年）。使用基于变形的形态计量学评估儿童早期大脑发育。《神经影像》，39（1），348-358·doi:10.1016/j.neuroimage.2007.07.067 [2] Allassonnière，S.，&；Kuhn，E.（2009）。贝叶斯混合效应模板估计的随机算法。ESAIM概率与统计（出版）·Zbl 1320.62045号 [3] Chandrashekara，R.、Rao，A.、Sanchez-Ortiz，G.、Mohiaddin，R.H.和；Rueckert，D.（2003）。使用非刚性图像配准构建心脏运动分析的统计模型。医学成像信息处理（第2732卷，第599-610页）。施普林格，计算机科学讲稿。 [4] Courchesne，E.、Campbell，K.和；Solso，S.（2011）。自闭症患者一生中的大脑发育：解剖病理学中的年龄特异性变化。大脑研究，1380，138-145（自闭症谱系障碍的新兴神经科学）。 [5] de Craene，M.、Camara，O.、Bijnens，B.H.和；Frangi，A.F.（2009年）。用于3D-US序列运动和应变量化的大差异FFD配准。《心脏功能成像和建模学报》（第5528卷，第437-446页）。斯宾格，LNCS。 [6] Davis，B.、Fletcher，P.、Bullitt，E.和；Joshi，S.（2007年）。随机设计数据的总体形状回归。《计算机视觉国际会议论文集》，第1-7页。 [7] Declerck，J.、Feldman，J.和；Ayache，N.（1998年）。定义用于LV运动跟踪和分析的4D连续平面差分变换。医学图像分析，4（1），1-17。 [8] de Waal，F.B.M.（1995）。倭黑猩猩的性与社会。《科学美国人》，272，82–88。 [9] Dupuis，P.、Grenander，U.和；Miller，M.（1998）。图像匹配中微分流的变分问题。应用数学四年级，56（3），587-600·Zbl 0949.49002号 [10] Durrleman，S.（2010年）。测量解剖曲线、表面及其演变变化的电流统计模型。尼科索菲亚·安蒂波利斯大学科学（博士论文）。 [11] Durrleman，S.、Pennec，X.、Trouvé，A.和；Ayache，N.（2009年a）。基于电流的曲线和曲面集的统计模型。医学图像分析，13（5），793–808·doi:10.1016/j.media.2009.07.007 [12] Durrleman，S.、Pennec，X.、Trouvé，A.、Gerig，G.和；Ayache，N.（2009b）纵向数据集中发育延迟检测的时空地图集估计。医学图像计算和计算机辅助干预——MICCAI（第5761卷，第297-304页）。斯普林格，LNCS。 [13] Durrleman，S.、Fillard，P.、Pennec，X.、Trouvé，A.和；Ayache，N.（2011年）。模拟为电流的白质纤维束的注册、图谱估计和变异性分析。《神经影像》，55（3），1073-1090·doi:10.1016/j.neuroimage.2010.11.056 [14] Ehrhardt，J.、Werner，R.、Schmidt-Richberg，A.、Schulz，B.和；Handels，H.（2008年）。使用4D-CT图像数据生成肺部的平均运动模型。《生物医学视觉计算欧洲制图研讨会论文集》（第69-76页）。欧洲制图协会。 [15] Fishbaugh，J.、Durrleman，S.和；Gerig，G.（2011年）。从时间序列形状数据估计具有受控加速度的平滑增长轨迹。医学图像计算和计算机辅助干预——MICCAI。斯普林格，LNCS（即将亮相）。 [16] Gerber，S.、Tasdizen，T.、Fletcher，T.P.和；惠特克，R.（2010）。脑人口分析的流形建模。医学图像分析14（5），643–653（2009年第12届国际医学图像计算和计算机辅助干预会议特刊）。 [17] Gerig，G.、Davis，B.、Lorenzen，P.、Xu，S.、Jomier，M.、Piven，J.和；Joshi，S.（2006）。计算解剖学评估大脑生长的纵向轨迹。在第三届3D数据处理、可视化和传输国际研讨会上（第1041-1047页）。 [18] Glaunès，J.（2005）。运输过程中的点、测量值和流量的不同形式和数量的比较。巴黎第十三大学博士论文，http://cis.jhu.edu/joan/TheseGlaunes.pdf . 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