Integrated quantitative susceptibility mapping and radiomics for multiple system atrophy subtypes classification.
CIT168 圖譜以 168 位在體 MRI、700 μm 解析度定義 16 個皮質下核團，並開放 OSF 眾包貢獻
- 168 位 HCP 受試者、700 μm 等向性解析度，ANTs SyN 配準建出 CIT168 皮質下群組模板
- 殼核 Dice 係數 0.94 vs 腹側被蓋區 0.55，核團體積越小邊界越模糊標記難度越高
- 圖譜存放 OSF 並附 Python atlaskit 工具庫，支援眾包新核團標記持續演進
以 168 位健康成人（22–35 歲，84 男 84 女）的 T1w/T2w MRI 建出、空間解析度達 700 微米等向性的 CIT168 皮質下核團圖譜，把在個別腦部影像中幾乎看不見的 16 個核團邊界，全數清晰定義在群組模板上。這份 Caltech 團隊發表於 Scientific Data 的資料描述，以概率標記取代二元遮罩，並開放眾包貢獻，目標是成為在體（in vivo）人腦皮質下解剖學的持續演進資源。
建立 CIT168 的三個研究缺口
現有皮質下核團圖譜存在三個核心問題，推動了 CIT168 的誕生。其一，部分皮質下結構在單一研究的群組平均影像中根本無法清晰顯示；其二，各研究間的解剖標記命名不一致，導致跨研究比較困難；其三，因配準到標準空間可能存在空間誤差，維持概率性標記遠比使用二元遮罩更為嚴謹。
解決這些問題的策略，是從人腦連接組計畫（Human Connectome Project，HCP）S500 資料集中擷取大量個體影像，透過高精度微分同胚配準（diffeomorphic registration）平均建立群組模板，讓組織邊界比任何單一受試者的影像都更清晰。現有的 FreeSurfer 部分結構標記來自 10–15 個老年捐贈者的離體腦切片；組織學圖譜雖具細胞解析度，但死後組織的收縮與形變使其難以精確對應在體 MRI。CIT168 直接以在體資料為基礎，提供了不同性質的互補參考。
168 名受試者、700 μm 解析度：ANTs SyN 配準流程
篩選條件要求每位受試者的 T1w 與 T2w 影像各有兩次獨立掃描，以最大化訊雜比；套用此條件後，可用樣本從原始 208 人縮減，再經年齡與性別平衡後得到最終 168 位受試者。建構流程使用 ANTs（Advanced Normalization Toolbox，進階標準化工具）的 antsMultivariateTemplateConstruction.sh 腳本，執行雙變量對稱標準化（bivariate SyN）配準，T1w 與 T2w 影像被賦予相同權重，共同最佳化單一微分同胚映射，最終群組模板體素大小為 700 μm 等向性。
為建立概率標記，研究者從 168 個影像對中隨機抽取 84 對，平均建構驗證用模板，並以剩餘 84 對建立互補驗證模板，共生成 8 個驗證模板。三名觀察者在每個驗證模板的左半球分別手動標記，再利用反射翹曲（reflection warp）從左半球概率標記映射至右半球，以最小化左右腦觀察者偏差。
16 個核團的體積分布與左右腦對稱性
標記結果涵蓋 16 個皮質下灰質核團，分四組：（1）受多巴胺調控的紋狀體及輸出核，包含尾狀核（Ca）、殼核（Pu）、蒼白球（GPe/GPi）、丘腦底核（STH）及黑質網狀部（SNr）；（2）驅動多巴胺中腦活動的結構，含下視丘（HTH）、韁核（HN）、腹側蒼白球（VeP）及伏隔核（NAC）；（3）多巴胺中腦本身，含黑質緻密部（SNc）、臂旁色素核（PBP）及腹側被蓋區（VTA）；（4）地標結構，含延伸杏仁核（EXA）、紅核（RN）及乳頭核（MN）。
體積估算以概率空間積分計算，體積最大的是殼核（Pu，左側約 5,224 μl），最小的是韁核（HN，左側約 29 μl），兩者相差逾 180 倍。多數核團左右腦體積高度對稱，側化指數普遍接近零，韁核的側化程度最高（4.5%，右偏）。
| 核團 | 縮寫 | 左側 (μl) | 右側 (μl) | 側化指數 (%) |
|---|---|---|---|---|
| 殼核 | Pu | 5224 | 5196 | 0.3 |
| 尾狀核 | Ca | 4493 | 4543 | -0.6 |
| 下視丘 | HTH | 604 | 617 | -1.1 |
| 蒼白球外段 | GPe | 696 | 678 | 1.3 |
| 蒼白球內段 | GPi | 383 | 383 | 0.0 |
| 伏隔核 | NAC | 397 | 399 | -0.3 |
| 黑質網狀部 | SNr | 261 | 269 | -1.4 |
| 紅核 | RN | 301 | 298 | 0.5 |
| 丘腦底核 | STH | 135 | 128 | 2.9 |
| 黑質緻密部 | SNc | 132 | 136 | -1.5 |
| 延伸杏仁核 | EXA | 134 | 136 | -1.0 |
| 臂旁色素核 | PBP | 99 | 98 | 0.5 |
| 腹側蒼白球 | VeP | 68 | 74 | -4.3 |
| 乳頭核 | MN | 64 | 62 | 2.0 |
| 腹側被蓋區 | VTA | 33 | 33 | 0.1 |
| 韁核 | HN | 29 | 27 | 4.5 |
Dice 係數從 0.55 到 0.94：結構大小決定標記難度
評估標記可靠性採用兩個互補指標：Dice 係數（標記重疊程度，值域 0–1）及 Hausdorff 距離（兩標記間的最大最近距離，mm）。觀察者間（inter-rater）相似性數據顯示，邊界明確的大體積結構表現最佳——殼核（Pu）Dice 達 0.94，尾狀核（Ca）為 0.93；邊界模糊的小體積結構則明顯較低，腹側被蓋區（VTA）僅 0.55，臂旁色素核（PBP）為 0.62。觀察者內（intra-rater）Dice 普遍略高，VTA 觀察者內提升至 0.71，說明邊界難以辨識是各觀察者共同面臨的問題。作者指出，Dice 係數對小體積結構較不靈敏，Hausdorff 距離是評估小核團標記品質的更適當指標。
| 核團 | Dice 均值 | Dice SD | Hausdorff 距離均值 (mm) | Hausdorff SD (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Pu 殼核 | 0.94 | 0.04 | 2.67 | 2.12 |
| Ca 尾狀核 | 0.93 | 0.05 | 3.64 | 3.39 |
| RN 紅核 | 0.92 | 0.07 | 0.79 | 0.61 |
| GPi 蒼白球內段 | 0.89 | 0.08 | 1.11 | 0.91 |
| GPe 蒼白球外段 | 0.88 | 0.09 | 1.25 | 1.03 |
| HN 韁核 | 0.87 | 0.10 | 0.69 | 0.58 |
| MN 乳頭核 | 0.85 | 0.12 | 0.81 | 0.65 |
| STH 丘腦底核 | 0.84 | 0.13 | 1.09 | 0.95 |
| NAC 伏隔核 | 0.81 | 0.15 | 2.11 | 1.85 |
| HTH 下視丘 | 0.81 | 0.14 | 2.51 | 2.16 |
| SNr 黑質網狀部 | 0.79 | 0.16 | 1.72 | 1.40 |
| SNc 黑質緻密部 | 0.77 | 0.17 | 1.61 | 1.36 |
| EXA 延伸杏仁核 | 0.75 | 0.18 | 2.11 | 2.07 |
| VeP 腹側蒼白球 | 0.69 | 0.25 | 1.20 | 0.97 |
| PBP 臂旁色素核 | 0.62 | 0.28 | 2.57 | 2.53 |
| VTA 腹側被蓋區 | 0.55 | 0.35 | 2.57 | 2.31 |
開放眾包機制與推薦應用場景
CIT168 圖譜已存放於開放科學框架（OSF），包含 MNI152 2009c 非線性空間的 T1w/T2w 模板及概率標記，並附有 CIT168 至 MNI152 的仿射與 SyN 轉換資料。Python 工具庫 atlaskit 完全開源，支援概率圖譜建立與眾包貢獻流程，研究者可下載驗證模板後提交自己的標記版本。
建議應用包括：fMRI 研究中預設感興趣區域（ROI）、測量疾病與健康狀態的皮質下體積或形態差異、定義擴散張量影像（DTI）纖維束追蹤的種子點，以及電生理記錄的目標定位。使用時需注意，極端年齡族群因髓鞘化程度差異或老年萎縮，可能影響配準精確度，應謹慎解讀。
CIT168 以 168 位在體 MRI、700 μm 解析度標記 16 個皮質下核團，以概率圖譜形式開放眾包，是組織學圖譜與在體 MRI 之間的高解析度橋接資源。