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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire
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Jacquemin, Antoine ULiège
Promoteur(s) : Phillips, Christophe ULiège
Date de soutenance : 24-jan-2025 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/22438
Détails
Titre : Master thesis : Image Smoothing in Neuroimaging: Effect of Gaussian vs. Tissue-Specific Approaches on Statistical Analysis
Titre traduit : [fr] Lissage d'images en neuro-imagerie : effet de l'approche gaussienne vs. des approches spécifiques aux tissus sur l'analyse statistique
Auteur : Jacquemin, Antoine ULiège
Date de soutenance  : 24-jan-2025
Promoteur(s) : Phillips, Christophe ULiège
Membre(s) du jury : Bahri, Mohamed Ali ULiège
Sacré, Pierre ULiège
Langue : Anglais
Nombre de pages : 115
Mots-clés : [en] Spatial Smoothing
[en] Tissue-Specificity
[en] qMRI
[en] fMRI
[en] Neuroimaging
[en] TSPOON
[en] TWS
[en] Gaussian Smoothing
[en] Partial Volume Effect
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Multidisciplinaire, généralités & autres
Public cible : Chercheurs
Professionnels du domaine
Etudiants
Grand public
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil biomédical, à finalité spécialisée
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Title: Image Smoothing in Neuroimaging: Effect of Gaussian vs. Tissue-Specific Approaches in Statistical Analysis
Author: Jacquemin Antoine
Section: "Ingénieur civil biomédical"
Academic Year: 2024-2025
Promotor: Phillips Christophe
This study aims to improve spatial smoothing approaches in quantitative and functional magnetic resonance imaging (qMRI and fMRI) by generalizing Tissue-SPecific smOOthing compeNsated (TSPOON) and comparing its performance with Tissue-Weighted Smoothing (TWS) and traditional Gaussian Smoothing. The work utilizes a qMRI dataset from the Wellcome Trust Centre for Neuroimaging (London) and the hMRI toolbox, a new collaborative toolbox for neuroimaging research, with the potential integration of the generalized TSPOON approach into the toolbox.
To achieve these goals, the study implements TSPOON by developing optimized tissue-specific binary masks to preserve tissue specificity. TWS, by contrast, employs continuous modulated warped tissue weights. The results show that TSPOON provides consistently lower effective smoothing than TWS. It is more sensitive to pronounced signal variations near tissue boundaries, thereby enhancing specificity. In contrast, TWS is better at capturing subtle variations within homogeneous regions, offering greater sensitivity. Notably, smoothing-induced differences in both qMRI and fMRI are predominantly observed at the tissue boundaries, highlighting the effects of partial volume biases.
These findings underline the complementary nature of TWS and TSPOON. TWS is suited for exploratory studies emphasizing sensitivity, while TSPOON is optimal for analyses requiring robust tissue delineation and specificity. The choice of method should align with the study’s objectives (whether broad signal coverage or precise detection of localized effects is prioritized). Future perspectives include refining the design of tissue-specific masks, extending the evaluation of these methods to other imaging modalities such as diffusion-weighted imaging and positron emission tomography and publishing the generalized TSPOON implementation to provide a new, versatile smoothing option for neuroimaging researchers.


Fichier(s)

Document(s)

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Description: Rapport de TFE
Taille: 13.34 MB
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Description: Résumé de TFE
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Annexe(s)

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Description: Illustration qMRI_smooFullBrain
Taille: 329.27 kB
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Auteur

  • Jacquemin, Antoine ULiège Université de Liège > Master ing. civ. biom. fin. spéc.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Bahri, Mohamed Ali ULiège Université de Liège - ULiège > Département de physique > Département de physique
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  • Sacré, Pierre ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Robotique intelligente
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
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