基于 AI 引导的多重二维数据向空间洞察的转化

基于 AI 的图像分析在深度学习、分割与检测领域取得显著进展,现已成为获取关键科学洞察的强大工具

2D slice of colon cancer tissue stained with 30 markers and imaged using the Cell DIVE system. Analysis performed using Aivia 13’s new multiplex cell detection recipe and automatic clustering tool. Each phenotype denoted in a different color. 2D_slice_of_colon_cancer_tissue_stained_with_30_markers_Aivia_Cell_DIVE.jpg

揭示组织微环境的内在机制对于理解正常与异常组织发育(如癌症演进过程)至关重要。借助显微成像与多重标记技术的空间生物学方法,研究者得以整合蛋白质表达谱与空间信息,深入探索这些复杂生物学现象。然而,对这些大规模多重二维图像的解析仍面临重大挑战。

关于本次网络研讨会

学习要点

在本期网络研讨会中,主讲人 Quyen Tran 博士重点介绍了我们最新发布的 Aivia 软件中新增及增强的人工智能功能。Aivia 13 提供了一套工具包,可将多重二维数据转化为空间洞察。

  • 如何精确分割细胞,从而减少数据分析时间,将更多精力投入生物学研究
  • 通过自动化和 AI 引导工具将细胞聚类至目标表型,助您更清晰地理解组织特性
  • 利用空间关系工具及降维图、标记聚类树状图等多种图表深入探索生物学机制的方法

从大型二维图像中获取更多洞察

Aivia 13 版本对可视化引擎进行了重大改进,使用户能够查看大型多重二维图像(尺寸达 85K x 57K,含 30 个通道)及数百万个检测对象。新增的迷你地图功能帮助研究人员从图像任意位置快速定位至目标区域。自动组织检测技术使用户能基于任意通道自动勾画感兴趣区域(ROI),从而高效分析大型组织切片和组织微阵列(TMA)样本。

此外,Aivia 提供了两种新的细胞检测方案:"细胞分析-Cellpose"与"多标记细胞检测",以帮助用户精准解析数据。这两种方案均采用了优化版的 Cellpose 通用深度学习细胞分割算法[1],该算法已被证实能准确分割具有多种形态特征的细胞。

专家指导与数据驱动的表型分析

识别图像中的细胞类型对获取深层洞察至关重要。Aivia 的 AI 表型分析器可基于您对数据中表型的专业知识构建分类器。只需选取少量代表性细胞进行训练,Aivia 即可自动完成细胞表型分类。

Aivia 提供两种自动聚类选择:k-means 聚类[2]和 PhenoGraph-Leiden[3]无监督自动聚类方法,仅需少量用户引导输入。这些方法可生成包含多达 30 种生物标志物的强度与形态学测量特征,助力数据驱动的表型分析。

复杂空间数据探索

在处理大型多重二维图像中数百万个对象时,必须对各种实体和特征进行深入定量分析,并将其并置比较。Aivia 现提供专为海量对象数据探索优化的新型图表工具。

在此次 Aivia 新版本中,系统会为不同层级结构生成数据概览,使用户能够获得各表型的一系列测量数据值,还可以进一步进行跨表型的相应测量数据值比较。降维是一种数学方法,通过将高维数据降至二维,帮助用户更好地理解和洞察数据。Aivia 13 提供了三种独特的降维方法,包括 UMAP、PaCMAP 和 t-SNE。此外,Aivia 还允许用户在降维图中观察其聚类或表型分布。

想了解更多?请点击下方注册观看由 Quyen Tran 博士主讲的完整网络研讨会。

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