BiaPy: открытая платформа ИИ для анализа биомедицинских изображений

Международная команда исследователей разработала BiaPy — открытую платформу искусственного интеллекта, которая упрощает анализ биомедицинских изображений с использованием методов глубокого обучения. Работа опубликована в Nature Methods.

Анализ изображений — ключевой инструмент в биомедицине для изучения клеточных структур, тканей и органов. Однако применение ИИ для этой задачи традиционно требовало экспертных знаний в программировании и data science. BiaPy устраняет этот барьер, предоставляя удобную платформу для применения продвинутых моделей ИИ без необходимости специализированных технических навыков.

Возможности платформы:

• Автоматическая идентификация клеток и биологических структур.
• Подсчёт элементов и классификация образцов по внешнему виду.
• Улучшение качества изображений для выявления мелких деталей.
• Работа как с двумерными, так и с трёхмерными изображениями, полученными с помощью различных методов микроскопии.
• Масштабируемость: обработка данных от нескольких небольших изображений до терабайтов информации (например, при сканировании целых органов).

Принцип работы: BiaPy использует модели ИИ — алгоритмы, обученные распознавать паттерны на изображениях. Модель обучается на примерах (например, на изображениях с заранее размеченными вручную клетками) и затем может автоматически выполнять задачи на новых, ранее не виденных изображениях.

Интеграция и сотрудничество:

• BiaPy интегрирована в базу данных BioImage Model Zoo (bioimage.io), где исследователи со всего мира делятся предобученными моделями. Это позволяет пользователям повторно использовать существующие модели или легко обучать свои собственные.
• Платформа уже применяется в передовых научных проектах:
  • CartoCell — анализ микроскопических изображений для выявления скрытых паттернов в форме и распределении клеток в 3D-эпителиальной ткани.
  • Обработка изображений, полученных с помощью микроскопии ChroMS, для автоматического обнаружения каждой клетки в крупномасштабных 3D-изображениях целого мозга, что позволяет изучать его развитие.

Доступность: BiaPy — инструмент с открытым кодом, доступный научному сообществу бесплатно. Его можно использовать на ПК, серверах с несколькими видеокартами или в облаке. Простая установка и совместимость с различными вычислительными средами способствуют открытой и воспроизводимой науке.