Автоматизація повного циклу обробки кріомікроскопічних зображень: від збору до аналітики
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2025-49-1-20-28Ключові слова:
кріомікроскопічні зображення, автоматизація, pipeline, MinIO, CVAT, анотація, штучний інтелект, інференс, візуалізація результатів, Jupyter, Docker, хмарне зберігання, наукова аналітика, репродукованість, обробка зображень, дані, масштабованість, інструменти для анотації, моделі машинного навчанняАнотація
У статті розглядається процес автоматизації повного циклу обробки кріомікроскопічних зображень з використанням сучасних хмарних технологій, інструментів для анотації, штучного інтелекту та інтеграції з платформами для наукової аналітики. Описано pipeline, що включає етапи збору даних, їх зберігання за допомогою хмарного сховища MinIO, анотації зображень за допомогою CVAT, застосування моделей штучного інтелекту для інференсу та візуалізацію результатів. Окрема увага приділяється інтеграції з Jupyter для наукового аналізу та Docker для забезпечення масштабованості й репродукованості всього процесу. Висвітлюються переваги автоматизації, що забезпечують зручність, масштабованість, надійність та можливість повторного використання результатів у наукових дослідженнях, що значно підвищує ефективність і точність аналізу кріомікроскопічних зображень..
Посилання
Samokhin Yu. V. Aspects of segmentation of cryomicroscopic images / Yu. V. Samokhin // Modern technologies of biomedical engineering: materials of the II international scientific and technical conference May 17−19, 2023 / edited by I. V. Prokopovych, N. V. Manicheva; National University "Odesa Polytechnic". — Vinnytsia: LLC "Trading House "Alpha and Omega", 2023. — P. 110 - 112.
Samokhin Yu. V. Finding cell images on cryomicroscopic images using convolutional neural networks / Yu. V. Samokhin // Current state and prospects of biomedical engineering: materials of the International Scientific and Practical Conference. conf. dedicated to the 125th anniversary of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", December 13-14, 2023 - Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023. - P. 194-195.
Samokhin Yu. V. Algorithms for contour tracing on cryomicroscopic images / Yu. V. Samokhin // Radio electronics and youth in the XXI century: abstracts of the reports of the 27th International Youth Forum, May 10-12, 2023 - Kharkiv: KhNURE, 2023. - T. 1. - P. 99-100
Samokhin Yu. V. Cell detection in the image using CVAT AI / Yu. V. Samokhin // Modern technologies of biomedical engineering: materials of the III international scientific and technical conference, May 8−10, 2024 – Vinnytsia: VNTU, 2024. – P. 24-26.
Samokhin Yu. V. Algorithms of contour passage on cryomicroscopic images / Yu. V. Samokhin // Thematic conference “Current issues of biomedical engineering” within the framework of the 26th International Youth Forum “Radioelectronics and youth in the 21st century”. Collection of conference materials. T. 1. – Kharkiv: KhNURE, 2022. – P. 86-87.
Prykhodko M.V. Image processing for automated microscopic analysis of ice recrystallization process during iso-thermal annealing / M.V. Prykhodko, M.Y. Tymkovych, O.G. Avrunin, V.V. Mutsenko, O. Gryshkov, B. Glasmacher // Int J Bioelectromagnetism. – 2018. – Vol. 20(1). – P. 72–75.
Gryshkov O. Advances in cryopreservation of alginate-encapsulated stem cells and analysis of cryopreservation outcome // Oleksandr Gryshkov, Vitalii Mutsenko, Maksym Tymkovych, Dmytro Tarusin, Vera Sirotinskaya, Ido Braslavsky, Oleg Avrunin, Birgit Glasmacher// Cryobiology. – Vol. 85. – P. 156.
Tymkovych, O. Avrunin, O. Gryshkov, V. Semenets and B. Glasmacher, "Ice crystals microscopic images segmentation based on active contours", *2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), pp. 493-496, 2019.
Tymkovych, O. Gryshkov, O. Avrunin, K. Selivanova, Y. Nosova, V. Mutsenko, et al., "Application of SOFA framework for physics-based simulation of deformable human anatomy of nasal cavity", IFMBE Proceedings, vol. 80, pp. 112-120, 2021.
Y. Samokhin, O. Avrunin and V. Yavtushenko, "Cell Detection Model on Cryomicroscopic Images Using MinIO and CVAT," 2024 IEEE 17th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunica-tions and Computer Engineering (TCSET), Lviv, Ukraine, 2024, pp. 514-519, doi: 10.1109/TCSET64720.2024.10755563.
M. Tymkovych, O. Gryshkov, K. Selivanova, V. Mutsenko, O. Avrunin and B. Glasmacher, "Application of artifi-cial neural networks for analysis of ice recrystallization process for cryopreservation", *8th European Medical and Biological Engineering Conference (EMBEC 2021), pp. 102-111, Nov. 29 - Dec. 3, 2021.computer vision techniques,” Przeglad Elektrotechniczny, 9 30 –33 (2021) DOI10.15199/48.2021.09.06
Detection of circulating tumour cells in peripheral blood with an automated scanning fluorescence micro-scope / T. Ntouroupi, S. Ashraf, S.McGregor [et al.] // British Journal of Cancer. – 2008. – Vol. 99, Nо. 5. – P. 789–795.
Detection and analysis of cancer cells in blood and bone marrow using a rare event imaging system / S. Kraeft, R. Sutherland, L. Gravelin [et al.] // Clinical Cancer Re-search: An Official Journal of the American Association for Cancer Research. – 2000. – Vol. 6, Nо. 2. – P. 434–442
Kozhemʼyako V. P. Optical-electronic methods and tools for processing and analyzing biomedical images [monograph] / V. P. Kozhemʼyako, S. V. Pavlov, K. I. Stanchuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM, 2006 – 203 p.
Maragos, P., Sofou, A., Stamou, G.B. et al. Image Analysis of Soil Micromorphology: Feature Extraction, Segmentation, and Quality Inference. EURASIP J. Adv. Signal Process. 2004, 356937 (2004).
Pavlov S. V. Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages.
Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.
M. Banham and A. Katsaggelos, "Digital image restoration", IEEE Signal Processing Magazine, vol. 14, no. 2, pp. 24-41, 1997.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 4
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
