Multi-BOUNTI: Multi-lobe Brain vOlUmetry and segmeNtation for feTal and neonatal RM

O que aconteceu

A avaliação volumétrica regional do desenvolvimento cerebral perinatal é atualmente limitada pela falta de métodos consistentes de segmentação rápida multirregional de alta qualidade aplicáveis tanto à RM fetal quanto neonatal. Apresentamos Multi-BOUNTI, um oleoduto de aprendizagem profunda para a segmentação automática de múltiplos lóbulos da RM cerebral fetal e neonatal T2w. O método baseia-se em um protocolo de parcelação com 43 rótulos dedicado e um 3D Atention U-Net treinado em dados de ressonância magnética cerebral de indivíduos com idade gestacional/pós-menstrual de 21-44 semanas. O pipeline integra pré-processamento, segmentação e análise volumétrica, e foi avaliado em conjuntos de dados independentes, demonstrando desempenho rápido (<10 min/case) e preciso com alta concordância com etiquetas refinadas manualmente. Demonstramos a aplicação do framework com 267 conjuntos de dados de RM fetal e 593 neonatais do Projeto Conectoma Humano em desenvolvimento, sem relatos de anomalias cerebrais clinicamente significativas para derivar modelos de crescimento volumétrico normativos durante 21-44 semanas GA/PMA. Esses modelos foram utilizados para caracterizar trajetórias de desenvolvimento, avaliar diferenças entre coortes neonatais fetais e pré-termo e analisar alterações longitudinais. Os modelos normativos resultantes foram integrados em um quadro de relatórios automatizados, permitindo a avaliação volumétrica específica do sujeito por meio de centilos e escores z. Multi-BOUNTI fornece uma abordagem unificada e escalável para a segmentação e volumetria do cérebro perinatal, apoiando estudos em larga escala e facilitando a tradução clínica futura. O gasoduto completo está disponível publicamente em https://github.com/SVRTK/perinatal-cérebro-mri-análise.