目的：脑血管动静脉分离（Artery-vein separation）是理解脑血管血氧动力学的基础，也是理解脑功能与脑结构联系的基础，双光子显微镜具有高的成像率和成像深度，非常适合应用于该类问题。本文使用谱分析技术，分析不同种类血管采集到的成像信号的谱分布差异，并将该差异应用于动静脉分离。
方法：将处理后的小白鼠转移到实验台上，并使用双光子显微镜采集不同血管的图像，采集完成后，对图像进行滑动平均滤波，滤波完成后，使用k均值聚类方法提取出血管后，再使用边缘检测方法提取出血管边界，然后将各个血管段边界的信号取均值，代表该段血管的信号。最后应用多窗口谱估计方法从各个血管段的代表信号提取谱值特征。
结果：血管信号功率谱有两个明显峰值，通过比对小白鼠生理数据，可以发现这两个信号是呼吸信号和心跳信号。同时在动脉上心跳频率谱值强于呼吸频率谱值，在静脉上呼吸频率谱值高于动脉频率谱值。
结论：血管上心跳频率和呼吸频率谱值的差异可以用来区分动静脉血管，且区分效果良好，动静脉分离成功率较高。