背景和目的：电子显微镜（EM）的进步现在允许数百微米组织的三维（3D）成像具有纳米规模的分辨率，为研究大脑的超微结构提供新的机会。在这项工作中，我们介绍了一种可自由的GACSON软件，用于3D-EM脑组织样本中的骨髓轴突的可视化，分割，评估和形态分析。方法：Gacson软件配备了图形用户界面（GUI）。它自动分段粒细胞轴突的轴外空间及其相应的髓鞘护套，并允许手动分段，校对和分段组件的交互式校正。 GaCson分析骨髓轴突的形态，如轴突口，轴突偏心，髓鞘厚度或G比。结果：我们通过在假手术或创伤性脑损伤（TBI）之后，通过分割和分析Myelizing ansoce在大鼠躯体损伤（TBI）后的六3D-EM体积中的Myelized轴突来说明Gacson的使用。我们的研究结果表明，在损伤后五个月的TBI动物在躯体抑制皮质中近义Cortex中的近期骨髓轴突的等同直径。结论：我们的结果表明，GACSON是3D-EM卷中肢体化轴突的可视化，分割，评估和形态分析的有价值的工具。在麻省理工学院许可证下，Gacson在Https://github.com/andreabehan/g-acson免费提供。

我们提出了一种新颖的方法，该方法将基于机器学习的交互式图像分割结合在一起，使用Supersoxels与聚类方法结合了用于自动识别大型数据集中类似颜色的图像的聚类方法，从而使分类器的指导重复使用。我们的方法解决了普遍的颜色可变性的问题，并且在生物学和医学图像中通常不可避免，这通常会导致分割恶化和量化精度，从而大大降低了必要的训练工作。效率的这种提高促进了大量图像的量化，从而为高通量成像中的最新技术进步提供了交互式图像分析。所呈现的方法几乎适用于任何图像类型，并代表通常用于图像分析任务的有用工具。

使用（半）自动显微镜生成的大规模电子显微镜（EM）数据集已成为EM中的标准。考虑到大量数据，对所有数据的手动分析都是不可行的，因此自动分析至关重要。自动分析的主要挑战包括分析和解释生物医学图像的注释，并与实现高通量相结合。在这里，我们回顾了自动计算机技术的最新最新技术以及分析细胞EM结构的主要挑战。关于EM数据的注释，分割和可扩展性，讨论了过去五年来开发的高级计算机视觉，深度学习和软件工具。自动图像采集和分析的集成将允许用纳米分辨率对毫米范围的数据集进行高通量分析。

临床实践中使用的医学图像是异质的，与学术研究中研究的扫描质量不同。在解剖学，伪影或成像参数不寻常或方案不同的极端情况下，预处理会分解。最需要对这些变化的方法可靠。提出了一种新颖的深度学习方法，以将人脑快速分割为132个区域。提出的模型使用有效的U-NET型网络，并从不同视图和分层关系的交点上受益，以在端到端训练期间融合正交2D平面和脑标签。部署了弱监督的学习，以利用部分标记的数据来进行整个大脑分割和颅内体积（ICV）的估计。此外，数据增强用于通过生成具有较高的脑扫描的磁共振成像（MRI）数据来扩展模型训练，同时保持数据隐私。提出的方法可以应用于脑MRI数据，包括头骨或任何其他工件，而无需预处理图像或性能下降。与最新的一些实验相比，使用了不同的Atlases的几项实验，以评估受过训练模型的分割性能，并且与不同内部和不同内部和不同内部方法的现有方法相比，结果显示了较高的分割精度和鲁棒性。间域数据集。

The Me 163 was a Second World War fighter airplane and a result of the German air force secret developments. One of these airplanes is currently owned and displayed in the historic aircraft exhibition of the Deutsches Museum in Munich, Germany. To gain insights with respect to its history, design and state of preservation, a complete CT scan was obtained using an industrial XXL-computer tomography scanner. Using the CT data from the Me 163, all its details can visually be examined at various levels, ranging from the complete hull down to single sprockets and rivets. However, while a trained human observer can identify and interpret the volumetric data with all its parts and connections, a virtual dissection of the airplane and all its different parts would be quite desirable. Nevertheless, this means, that an instance segmentation of all components and objects of interest into disjoint entities from the CT data is necessary. As of currently, no adequate computer-assisted tools for automated or semi-automated segmentation of such XXL-airplane data are available, in a first step, an interactive data annotation and object labeling process has been established. So far, seven 512 x 512 x 512 voxel sub-volumes from the Me 163 airplane have been annotated and labeled, whose results can potentially be used for various new applications in the field of digital heritage, non-destructive testing, or machine-learning. This work describes the data acquisition process of the airplane using an industrial XXL-CT scanner, outlines the interactive segmentation and labeling scheme to annotate sub-volumes of the airplane's CT data, describes and discusses various challenges with respect to interpreting and handling the annotated and labeled data.

医学图像分割的深度学习模型可能会出乎意料地且出乎意料地失败，而与训练图像相比，在不同中心获得的病理案例和图像，标签错误违反了专家知识。此类错误破坏了对医学图像细分的深度学习模型的可信赖性。检测和纠正此类故障的机制对于将该技术安全地转化为诊所至关重要，并且可能是对未来人工智能法规（AI）的要求。在这项工作中，我们提出了一个值得信赖的AI理论框架和一个实用系统，该系统可以使用后备方法和基于Dempster-Shafer理论的失败机制增强任何骨干AI系统。我们的方法依赖于可信赖的AI的可行定义。我们的方法会自动放弃由骨干AI预测的体素级标签，该标签违反了专家知识，并依赖于这些体素的后备。我们证明了拟议的值得信赖的AI方法在最大的报告的胎儿MRI的注释数据集中，由13个中心的540个手动注释的胎儿脑3D T2W MRI组成。我们值得信赖的AI方法改善了在各个中心获得的胎儿脑MRI和各种脑异常的胎儿的最先进的主链AI的鲁棒性。

我们展示了Pytorch Connectomics（Pytc），一个开源深度学习框架，用于体积显微镜图像的语义和实例分割，基于Pytorch。我们展示了Pytc在Connectomics领域的有效性，其旨在在纳米分辨率下进行线粒体，突触像Mitochondria这样的细胞器，以了解动物脑中的神经元通信，代谢和发育。 Pytc是一个可伸缩且灵活的工具箱，可以在不同的尺度上处理数据集，并支持多任务和半监督学习，以更好地利用昂贵的专家注释和培训期间的大量未标记数据。通过在不编码的情况下改变配置选项并且适用于不同组织和成像方式的其他2D和3D分段任务，可以在Pytc中容易地实现这些功能。定量方面，我们的框架在Cremi挑战中实现了突触裂缝分割的最佳性能（以相对6.1美元\％$）和线粒体和神经元核细胞分割的竞争性能。代码和教程在https://connectomics.readthedocs.io上公开提供。

机器学习和计算机视觉技术近年来由于其自动化，适合性和产生惊人结果的能力而迅速发展。因此，在本文中，我们调查了2014年至2022年之间发表的关键研究，展示了不同的机器学习算法研究人员用来分割肝脏，肝肿瘤和肝脉管结构的研究。我们根据感兴趣的组织（肝果，肝肿瘤或肝毒剂）对被调查的研究进行了划分，强调了同时解决多个任务的研究。此外，机器学习算法被归类为受监督或无监督的，如果属于某个方案的工作量很大，则将进一步分区。此外，对文献和包含上述组织面具的网站发现的不同数据集和挑战进行了彻底讨论，强调了组织者的原始贡献和其他研究人员的贡献。同样，在我们的评论中提到了文献中过度使用的指标，这强调了它们与手头的任务的相关性。最后，强调创新研究人员应对需要解决的差距的关键挑战和未来的方向，例如许多关于船舶分割挑战的研究的稀缺性以及为什么需要早日处理他们的缺席。

图像分割的随机沃克方法是半自动图像分割的流行工具，尤其是在生物医学领域。但是，它的线性渐近运行时间和内存要求使应用于增加大小不切实际的3D数据集。我们提出了一个分层框架，据我们所知，这是克服这些随机沃克算法的限制并实现sublinear的运行时间和持续的内存复杂性的尝试。该框架的目的是 - 与基线​​方法相比，而不是改善细分质量，以使交互式分割在核心外数据集中成为可能。确认该方法的合成数据和CT-ORG数据集进行了定量评估，其中确认了算法运行时间的预期改进，同时确认了高分段质量。即使对于数百千兆字节的大小，增量（即互动更新）运行时间也已在标准PC上以秒为单位。在一个小案例研究中，证明了当前生物医学研究对大型现实世界的适用性。在广泛使用的卷渲染和处理软件Voreen（https://www.uni-muenster.de/voreen/）的5.2版5.2版中，介绍方法的实现公开可用。

从显微镜图像体积分段3D细胞核对于生物学和临床分析至关重要，从而实现了细胞表达模式和细胞谱系的研究。然而，神经元核的当前数据集通常包含小于$ 10 ^ {\ text {-} 3} \ mm ^ 3 $的卷，每卷少于500美元，无法揭示大脑区域的复杂性并限制神经元的调查结构。在本文中，我们推动了向子立方毫米秤的任务向前推进了，并用两个完全注释的卷策划了NUCMM数据集：1美元\ mm ^ $电子显微镜（EM）含有几乎整个斑马鱼大脑，大约170,000左右核;还有0.25美元\ mm ^ 3 $ micro-ct（uct）卷，其中鼠标视觉皮层的一部分，大约7,000个核。具有两种成像模态，体积大小和实例数量显着增加，我们在外观和密度中发现了神经元核的大量多样性，对该领域引入了新的挑战。我们还进行统计分析以定量地说明这些挑战。为了解决挑战，我们提出了一种新颖的混合表示学习模型，该模型结合了前景掩模，轮廓图和签名距离变换来生产高质量的3D面罩。 NUCMM数据集上的基准比较表明，我们所提出的方法显着优于最先进的核细胞分割方法。代码和数据可在https://connectomics-bazaar.github.io/proj/nucmm/index.html中获得。

人类生理学中的各种结构遵循特异性形态，通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道，视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT），光学相干断层扫描（OCT）等医学成像模式（MRI），计算机断层扫描（CT），可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要，因为对结构的分析提供了对疾病诊断，治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果，在过去的二十年中，自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域，迄今为止，许多计算模型已经开发出来。在这项调查中，我们旨在对当前公开可用的数据集，细分算法和评估指标进行全面审查。此外，讨论了当前的挑战和未来的研究方向。

对骨关节炎（OA）的磁共振成像（MRI）扫描的客观评估可以解决当前OA评估的局限性。 OA客观评估是必需的骨，软骨和关节液的分割。大多数提出的分割方法都不执行实例分割，并且遭受了类不平衡问题。这项研究部署了蒙版R-CNN实例分割并改进了IT（改进的面罩R-CNN（IMASKRCNN）），以获得与OA相关组织的更准确的广义分割。该方法的训练和验证是使用骨关节炎倡议（OAI）数据集的500次MRI膝盖和有症状髋关节OA患者的97次MRI扫描进行的。掩盖R-CNN的三个修改产生了iMaskRCNN：添加第二个Roialigned块，在掩码标先中添加了额外的解码器层，并通过跳过连接将它们连接起来。使用Hausdorff距离，骰子评分和变异系数（COV）评估结果。与面膜RCNN相比，iMaskRCNN导致骨骼和软骨分割的改善，这表明股骨的骰子得分从95％增加到98％，胫骨的95％到97％，股骨软骨的71％至80％，81％和81％胫骨软骨的％至82％。对于积液检测，iMaskRCNN 72％比MaskRCNN 71％改善了骰子。 Reader1和Mask R-CNN（0.33），Reader1和ImaskRCNN（0.34），Reader2和Mask R-CNN（0.22），Reader2和iMaskRCNN（0.29）之间的积液检测的COV值（0.34），读取器2和mask r-CNN（0.22）接近COV之间，表明人类读者与蒙版R-CNN和ImaskRCNN之间的一致性很高。蒙版R-CNN和ImaskRCNN可以可靠，同时提取与OA有关的不同规模的关节组织，从而为OA的自动评估构成基础。 iMaskRCNN结果表明，修改改善了边缘周围的网络性能。

异常气道扩张，称为牵引支气管扩张，是特发性肺纤维化（IPF）的典型特征。体积计算断层扫描（CT）成像捕获IPF中逐渐变细的丢失。我们假设气道异常的自动化量化可以提供IPF疾病程度和严重程度的估算。我们提出了一种自动化计算管道，系统地将气道树木从基于深度学习的气道分割中划分到其裂片和世代分支，从而从胸部CT获得气道结构措施。重要的是，透气阻止通过厚波传播的杂散气道分支的发生，并通过图表搜索去除气道树中的环，克服现有气道骨架算法的限制。在14名健康参与者和14名IPF患者之间比较了透气段（跨空间）和透气曲线曲线之间的逐渐变化。 IPF患者中，Airway interberering显着降低，与健康对照相比，Airway曲线曲调显着增加。差异在下叶中最大标记，符合IPF相关损伤的典型分布。透气是一种开源管道，避免了现有的气道定量算法的限制，并具有临床解释性。自动化气道测量可能具有作为IPF严重程度和疾病程度的新型成像生物标志物。

Specular microscopy assessment of the human corneal endothelium (CE) in Fuchs' dystrophy is challenging due to the presence of dark image regions called guttae. This paper proposes a UNet-based segmentation approach that requires minimal post-processing and achieves reliable CE morphometric assessment and guttae identification across all degrees of Fuchs' dystrophy. We cast the segmentation problem as a regression task of the cell and gutta signed distance maps instead of a pixel-level classification task as typically done with UNets. Compared to the conventional UNet classification approach, the distance-map regression approach converges faster in clinically relevant parameters. It also produces morphometric parameters that agree with the manually-segmented ground-truth data, namely the average cell density difference of -41.9 cells/mm2 (95% confidence interval (CI) [-306.2, 222.5]) and the average difference of mean cell area of 14.8 um2 (95% CI [-41.9, 71.5]). These results suggest a promising alternative for CE assessment.

FIB/SEM断层扫描代表了电池研究和许多其他领域中三维纳米结构表征的必不可少的工具。然而，在许多情况下，对比度和3D分类/重建问题出现，这极大地限制了该技术的适用性，尤其是在多孔材料上，例如电池或燃料电池中用于电极材料的材料。区分不同的组件（例如主动LI存储颗粒和碳/粘合剂材料）很困难，并且通常可以防止对图像数据进行可靠的定量分析，甚至可能导致关于结构 - 质地关系的错误结论。在这项贡献中，我们提出了一种新型的数据分类方法，该方法是通过FIB/SEM断层扫描获得的三维图像数据及其在NMC电池电极材料中的应用。我们使用两个不同的图像信号，即Angled SE2腔室检测器和Inlens检测器信号的信号，将信号组合在一起并训练一个随机森林，即特定的机器学习算法。我们证明，这种方法可以克服适合多相测量的现有技术的当前局限性，并且即使在当前的最新技术失败或对大型训练集的需求之后，它也可以进行定量数据重建。这种方法可能会作为使用FIB/SEM断层扫描的未来研究指南。

White matter bundle segmentation is a cornerstone of modern tractography to study the brain's structural connectivity in domains such as neurological disorders, neurosurgery, and aging. In this study, we present FIESTA (FIber gEneration and bundle Segmentation in Tractography using Autoencoders), a reliable and robust, fully automated, and easily semi-automatically calibrated pipeline based on deep autoencoders that can dissect and fully populate WM bundles. Our framework allows the transition from one anatomical bundle definition to another with marginal calibrating time. This pipeline is built upon FINTA, CINTA, and GESTA methods that demonstrated how autoencoders can be used successfully for streamline filtering, bundling, and streamline generation in tractography. Our proposed method improves bundling coverage by recovering hard-to-track bundles with generative sampling through the latent space seeding of the subject bundle and the atlas bundle. A latent space of streamlines is learned using autoencoder-based modeling combined with contrastive learning. Using an atlas of bundles in standard space (MNI), our proposed method segments new tractograms using the autoencoder latent distance between each tractogram streamline and its closest neighbor bundle in the atlas of bundles. Intra-subject bundle reliability is improved by recovering hard-to-track streamlines, using the autoencoder to generate new streamlines that increase each bundle's spatial coverage while remaining anatomically meaningful. Results show that our method is more reliable than state-of-the-art automated virtual dissection methods such as RecoBundles, RecoBundlesX, TractSeg, White Matter Analysis and XTRACT. Overall, these results show that our framework improves the practicality and usability of current state-of-the-art bundling framework

组织学图像中核和腺体的实例分割是用于癌症诊断，治疗计划和生存分析的计算病理学工作流程中的重要一步。随着现代硬件的出现，大规模质量公共数据集的最新可用性以及社区组织的宏伟挑战已经看到了自动化方法的激增，重点是特定领域的挑战，这对于技术进步和临床翻译至关重要。在这项调查中，深入分析了过去五年（2017-2022）中发表的原子核和腺体实例细分的126篇论文，进行了深入分析，讨论了当前方法的局限性和公开挑战。此外，提出了潜在的未来研究方向，并总结了最先进方法的贡献。此外，还提供了有关公开可用数据集的概括摘要以及关于说明每种挑战的最佳性能方法的巨大挑战的详细见解。此外，我们旨在使读者现有研究的现状和指针在未来的发展方向上开发可用于临床实践的方法，从而可以改善诊断，分级，预后和癌症的治疗计划。据我们所知，以前没有工作回顾了朝向这一方向的组织学图像中的实例细分。

传播相位对比度同步同步rotron MicrotoMography（PPC-SR $ {\ mu} $ CT）是对考古遗骸内部结构的非侵入性和非破坏性访问的黄金标准。在该分析中，需要分割虚拟标本以分开不同的部件或材料，通常需要相当多的人力努力的过程。在MicrotoMograph成像（ASEMI）项目的自动分割中，我们开发了一种自动分割这些容量图像的工具，使用手动分段样本来调谐和培训机器学习模型。对于一套四个古埃及动物木乃伊标本，与手动细分切片相比，达到了94-98％的整体准确性，使用深度学习（97-99％）接近现货商业软件的结果较低的复杂性。对分段输出的定性分析表明，我们的结果在对来自深度学习的人的可用性方面接近，证明了这些技术的使用。

混凝土是建筑，桥梁和道路的标准施工材料。由于安全在这种结构的设计，监测和维护中起着核心作用，因此了解混凝土的开裂行为非常重要。计算机断层扫描捕获建筑材料的微观结构，并允许研究裂纹启动和传播。大3D图像中的裂缝表面的手动分割是不可行的。在本文中，综述了3D图像的自动裂缝分段方法并进行了比较。经典图像处理方法（边缘检测滤波器，模板匹配，最小路径和区域生长算法）和学习方法（卷积神经网络，随机林）在半合成3D图像上进行测试和测试。它们的性能强烈依赖于参数选择，该参数选择应适应图像的灰度范围和混凝土的几何特性。通常，学习方法表现最佳，特别是对于薄裂缝和低灰度对比度。

本文提出了一种延时3D细胞分析的方法。具体而言，我们考虑了准确定位和定量分析亚细胞特征的问题，以及从延时3D共聚焦细胞图像堆栈跟踪单个细胞的问题。细胞的异质性和多维图像的体积提出了对细胞形态发生和发育的完全自动化分析的主要挑战。本文是由路面细胞生长过程和构建定量形态发生模型的动机。我们提出了一种基于深度特征的分割方法，以准确检测和标记每个细胞区域。基于邻接图的方法用于提取分段细胞的亚细胞特征。最后，提出了使用多个单元格特征的基于强大的图形跟踪算法在不同的时间实例中关联单元格。提供了广泛的实验结果，并证明了所提出的方法的鲁棒性。该代码可在GitHub上获得，该方法可通过Bisque Portal作为服务可用。