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龙图腾网获悉浙江大学;浙江大学嘉兴研究院申请的专利基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119648786B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411572018.9，技术领域涉及：G06T7/73；该发明授权基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法是由刘智毅;姜如珊;周凌熙;丁志华设计研发完成，并于2024-11-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法，使用三维相对取向参量来定量表征胶原纤维与细胞的相对位置与空间分布特征。该方法可以通过计算胶原纤维的三维空间方向和细胞轮廓的三维空间方向描述空间分布信息，通过计算三维相对取向描述两者的空间相对位置分布，有助于将细胞外基质和细胞的形态和结构特征相结合进行分析，具有快速、高精度、无创、简洁、适用性强等优点。

本发明授权基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于矢量运算的胶原纤维和细胞间三维相对取向计算方法，其特征在于，使用三维相对取向参量来定量表征胶原纤维与细胞的相对位置与空间分布，将胶原纤维和细胞的形态和结构特征相结合进行分析，拓展对细胞和细胞外基质空间特征的描述，包括以下步骤： 1对获得的三维数据中每张二维胶原纤维图像进行阈值化处理，获得胶原纤维图像二值化矩阵，组成胶原纤维图像三维数组； 2对获得的三维数据中每张二维细胞图像进行阈值化处理，通过膨胀、孔洞填充、求最大连通域和骨架化的操作进行细胞轮廓提取，获得细胞图像二值化矩阵，组成细胞图像三维数组； 3使用胶原纤维图像三维数组，计算胶原纤维图像的像素级三维空间取向，获得图像中所有像素的三维空间方向θfiber和 4基于细胞图像三维数组，进行细胞轮廓的三维拟合，获得三维拟合方程，计算细胞轮廓上每点处法线向量的三维空间方向θnormal和 5对胶原纤维图像三维数组中的每个像素点，寻找对应细胞轮廓上距离其最近点的像素，基于此两点的三维空间方向θfiber、θnormal和计算两者三维空间方向之差，取其余角即为对应的三维相对取向； 6计算三维相对取向的平均值，定量描述胶原纤维和细胞之间空间相对位置的整体特征，并按照计算得到的三维相对取向数值对图像进行伪彩色编码来可视化胶原纤维和细胞的空间相对位置分布特征； 所述步骤3中，所述的胶原纤维图像，其三维方向由方位角θ和极角定义，两者均从0°到180°变化，极角进一步由方程得到： 其中，β和γ是引入的两个方位角来表征极角对于三维空间中的任一纤维，其方位角θ定义为其在xy平面的投影与+x方向的夹角，而极角则定义为该纤维与-z方向的夹角，其中，θ和的取值范围均为[0°，180°]； 具体来说，为获取给定像素的三维方向，首先在该像素周围创建一个n×n×n的三维评估窗口，生成所有通过窗口中心像素的所有矢量，这些矢量由W1和W2进行加权： 所述的W1用矢量长度L的倒数对矢量加权，W2根据强度变化对矢量加权，其中a1，a2，a3是中心像素以及沿向量方向与该中心像素对称的两个像素的强度，而是这三个像素强度的平均值，中心像素的方位角方向被定义为所有加权向量之和的方向，在确定了这三个方位角之后，即获得三维方向θfiber和 所述步骤4中，计算每点处法线向量的三维空间方向θnormal和具体为：以轮廓上给定像素点x0,y0,z0为该点处空间坐标系原点，与胶原纤维三维空间方向的θ和定义相同，θ定义为其在xy平面的投影与+x方向的夹角，投影向量为+x轴方向向量为根据向量夹角计算公式获得cosθnormal如下： 根据反余弦计算得到θnormal值，同样地，则定义为法线向量与-z方向的夹角，-z轴方向向量为0,0,-1，最终计算得到值。

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