AutoGDeterm：自动化电子断层扫描几何校准

AutoGDeterm是一项针对电子断层扫描（Electron Tomography, ET）的自动化几何确定方法，该研究发表在《清华大学科学与技术》期刊上，其ISSN号为111007-0214。ET作为一种三维（3D）细胞超结构研究的重要工具，在冷冻样品断层成像（cryo-ET）和亚分子重构技术的支持下，已经实现了亚纳米级分辨率，极大地推动了功能和机制的理解。 传统的ET重建过程中的关键步骤包括高分辨率的图像对齐和几何参数确定。然而，目前常用的几何确定方法依赖于人工干预，这不仅可能导致主观性引入误差，而且对于大规模、高通量的断层成像重建来说，耗时且劳动密集。为了克服这些问题，研究人员开发了一种名为AutoGDeterm的自动化解决方案。 AutoGDeterm主要利用ICON（Image Coordinate Network）技术的高对比度重投影以及一系列数值分析方法。该系统通过减少人为因素的影响，实现了ET倾斜系列的自动对齐和几何参数精确估计。具体而言，它可能涉及以下几个关键技术环节： 1. 自动图像配准：通过算法自动检测和匹配倾斜图像中的特征点或结构，确保不同视角之间的连续性和一致性，这是几何重建的基础。 2. 三维重建：基于配准后的图像，应用数学模型和计算机算法进行三维重构，生成具有准确几何关系的图像堆栈。 3. 数值优化：通过迭代优化算法，找到最佳的几何参数组合，如焦距、倾斜角度等，确保重构结果的精度。 4. 高精度校正：利用高对比度重投影技术，检查和校正可能存在的畸变或误差，进一步提高重构的可靠性。 5. 自动化处理：整个过程自动化执行，无需人工干预，极大地提高了效率，降低了错误率，并适应了大规模数据处理的需求。 AutoGDeterm的开发是电子断层扫描领域的一项重要进展，它革新了传统的几何确定流程，为实现更快速、准确和大规模的细胞超结构研究提供了强有力的支持。随着科技的发展，这种自动化技术有望在未来的生物医学成像和材料科学等领域得到广泛应用。