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串行段校准器

swMATH ID: 43564
软件作者: 诺伯特·林多(Norbert Lindow)、弗洛里安·布吕尼(Florian N.Brünig
描述: 串行截面对准器:对串行截面电子断层扫描图像堆栈中的丝状结构进行半自动缝合。我们提出了一种软件辅助的工作流程,用于在序列图像的三维(3D)堆栈中对齐和匹配丝状结构。这是通过结合自动方法、视觉验证和交互式校正来实现的。在计算初始自动匹配后,用户可以通过交互式地更正路标或灯丝匹配来不断改进结果。通过对已经检查过的区域进行视觉质量评估,可以在质量和体力劳动之间进行权衡。该软件工具是在计算机科学家和细胞生物学家的跨学科合作下开发的,旨在通过对有丝分裂纺锤和减数分裂纺锤中微管(MT)的定量3D分析来研究细胞分裂。为此,每个纺锤被切割成一系列半厚的物理切片,并获得其电子层析图。然后缝合串行断层图并进行非刚性对齐,以允许跨断层图边界追踪和连接MT。实际上,仅自动缝合只能提供一个不完整的解决方案,因为较大的物理失真和较低的信噪比往往会导致实验困难。为了获得主轴的三维模型,尽管需要处理与样本准备和后续数据收集相关的不完善数据,但需要进行半自动验证和纠正,以消除缝合错误。然而,由于主轴中有大量的MT(高达30k)以及由此产生的密集空间布置,对每个MT进行初步检查太耗时了。此外,整个图像堆栈的交互式可视化受到数据大小(高达100GB)的限制。在这里,我们提出了一个专门的、交互式的、半自动的解决方案,该解决方案考虑了在串行截面图像堆栈中大规模缝合丝状结构的所有要求。据我们所知,它是目前唯一能够处理此处所示类型和大小的数据的工具。我们解决方案的关键是为每个处理步骤仔细设计可视化和交互工具,以确保实时响应,以及有效引导用户通过数据集的优化工作流。这里提出的最后一个解决方案是一个迭代过程的结果,该迭代过程在计算机科学家和细胞生物学家之间形成了紧密的反馈回路。
主页: https://www.zib.de/software/serial-section-aligner网站
关键词: 研究软件;阿米拉;邮政编码;半自动缝合;丝状结构;图像堆栈;连续切片电子断层扫描
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