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3D+t segmentation of PET images using spectral clustering

Authors :
Zbib, Hiba
Kdouh, Salam
Mouysset, Sandrine
Stute, Simon
Girault, Jean-Marc
Charara, Jamal
Nassereddme, Mohammad
Mcheik, Ali
Buvat, Irene
Tauber, Clovis
Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives - CEA (FRANCE)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale - INSERM (FRANCE)
Lebanese University - LU (LEBANON)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE)
Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE)
Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours - CHU Tours (FRANCE)
Université de Tours (FRANCE)
Université Paris-Sud 11 (FRANCE)
Imagerie et Cerveau (Tours, France)
Université Libanaise
Imagerie et cerveau (iBrain - Inserm U1253 - UNIV Tours )
Université de Tours-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Algorithmes Parallèles et Optimisation (IRIT-APO)
Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT)
Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Imagerie Moléculaire in Vivo (IMIV - U1023 - ERL9218)
Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Université de Tours (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Proceedings of ICABME 2015, 3rd International Conference on Advances in Biomedical Engineering (ICABME 2015), 3rd International Conference on Advances in Biomedical Engineering (ICABME 2015), Sep 2015, Beirut, Lebanon. pp. 49-52
Publication Year :
2015
Publisher :
IEEE, 2015.

Abstract

International audience; Segmentation of dynamic PET images is often needed to extract the time activity curve (TAC) of regions. While clustering methods have been proposed to segment the PET sequence, they are generally either sensitive to initial conditions or favor convex shaped clusters. Recently, we have proposed a deterministic and automatic spectral clustering method (AD-KSC) of PET images. It has the advantage of handling clusters with arbitrary shape in the space in which they are identified. While improved results were obtained with AD-KSC compared to other methods, its use for clinical applications is constrained to 2D+t PET data due to its computational complexity. In this paper, we propose an extension of AD-KSC to make it applicable to 3D+t PET data. First, a preprocessing step based on a recursive principle component analysis and a Global K-means approach is used to generate many small seed clusters. AD-KSC is then applied on the generated clusters to obtain the final partition of the data. We validated the method with GATE Monte Carlo simulations of Zubal head phantom. The proposed approach improved the region of interest (ROI) definition and outperformed the K-means algorithm.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Proceedings of ICABME 2015, 3rd International Conference on Advances in Biomedical Engineering (ICABME 2015), 3rd International Conference on Advances in Biomedical Engineering (ICABME 2015), Sep 2015, Beirut, Lebanon. pp. 49-52
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..c490237c74a8373a64885e1106d5d9da