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双光子荧光显微镜 (2PM) 的最新进展使得活体小鼠的血管网络大规模成像和分析成为可能。然而，提取密集毛细血管床的网络图和矢量表示仍然是许多应用中的瓶颈。血管矢量化在算法上很困难，因为血管具有多种形状和大小，样本通常光照不均匀，并且需要较大的图像体积才能获得良好的统计能力。最先进的三维血管矢量化方法通常需要分割（二值）图像，依赖于手动或监督机器注释。因此，逐体素图像分割会受到人类注释者或训练者的偏见。此外，分割图像通常需要在骨架化或矢量化之前进行补救形态学过滤。为了解决这些限制，我们提出了一种矢量化方法，可从未分割图像中直接提取血管对象，而无需机器学习或训练。 MATLAB 中的无分割自动化血管矢量化 (SLAVV) 源代码已在 GitHub 上公开提供。这种新方法使用简单的血管解剖模型、高效的线性滤波和矢量提取算法来消除图像分割要求，用手动或自动矢量分类取而代之。半自动化 SLAVV 在小鼠皮层微血管网络（毛细血管、小动脉和小静脉）的三个体内 2PM 图像体积上进行了演示。矢量化性能已被证明对于血浆或内皮标记对比度的选择具有稳健性，并且处理成本与输入图像体积成比例。全自动 SLAVV 性能在不同质量的模拟 2PM 图像上进行评估，所有图像均基于大（1.4 × 0.9 × 0.6 mm 3 和 1.6 × 10 8 体素）输入图像。从自动矢量化图像计算出的感兴趣的血管统计数据（例如体积分数、表面积密度）比从强度阈值图像计算出的统计数据具有更高的图像质量稳定性。
无需分割的自动化血管矢量化
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