Résumé rapide : Aivia est le logiciel d'analyse d'images de Leica Microsystems, basé sur l'IA et conçu pour la visualisation et l'analyse microscopiques 2D à 5D. La plateforme intègre des outils d'apprentissage profond comme la segmentation par exemple, permettant des pipelines d'analyse 3D 69% plus rapides et offrant aux scientifiques la possibilité d'extraire des informations pertinentes d'images biologiques complexes sans nécessiter de compétences en programmation.
En mars 2021, Leica Microsystems a fait l'acquisition d'Aivia, intégrant ainsi vingt ans de recherche et développement à son écosystème de microscopie. Reposant sur des algorithmes avancés et une technologie d'apprentissage automatique de pointe, Aivia est devenue la solution phare de l'entreprise, basée sur l'intelligence artificielle, pour les scientifiques travaillant avec des ensembles de données biologiques volumineux et complexes.
Ce logiciel s'attaque à un problème récurrent en microscopie : extraire des informations pertinentes à partir de fichiers d'images volumineux sans nécessiter d'expertise informatique. Les méthodes de segmentation classiques exigent souvent un travail manuel important, ce qui introduit des erreurs humaines et des problèmes de reproductibilité. Aivia change radicalement la donne.
Fonctionnalités clés de l'IA et segmentation par exemple
La fonctionnalité la plus remarquable de la plateforme, introduite dans Aivia 15, est la segmentation par exemple. Cet outil basé sur l'apprentissage profond permet aux scientifiques de dessiner directement sur des cellules d'échantillon (en 2D ou en 3D) afin de déployer un modèle d'IA dérivé de Cellpose.
Voici ce qui le distingue : les utilisateurs n’ont ni code à écrire ni modèle à entraîner. Il suffit de dessiner quelques cellules d’exemple, et le moteur d’apprentissage profond segmente automatiquement les structures similaires malgré les variations morphologiques cellulaires. D’après le communiqué officiel, cette approche permet une détection précise avec une intervention manuelle minimale.
Aivia 12 intègre le modèle d'apprentissage profond Cellpose pour les applications en neurosciences, améliorant la détection des somas jusqu'à 46% dans les images neuronales denses. Le logiciel simplifie également le traçage 3D assisté par IA d'échantillons colorés par la méthode de Golgi grâce à des flux de travail d'analyse neuronale mis à jour.
Gains de performance et optimisation
La vitesse est essentielle pour l'analyse d'empilements d'images multidimensionnelles. Aivia 15 accélère les pipelines d'analyse 3D jusqu'à 691 TTP3T, offrant ainsi des performances accrues pour toutes les opérations d'analyse 3D, de la détection d'objets au traçage de neurones.
Aivia Launchpad simplifie l'analyse quantitative grâce à des séquences guidées et des tutoriels prédéfinis. La fonction Aivia That Learns prédit les paramètres d'analyse adaptés aux recettes d'analyse d'objets 3D et d'analyse de neurones 3D. Résultat ? Un gain de temps d'analyse de 74% grâce à une optimisation simplifiée des paramètres, un processus qui exige traditionnellement de nombreux essais et erreurs.
| Fonctionnalité | Amélioration des performances | Application |
|---|---|---|
| Optimisation des pipelines 3D | Jusqu'à 69% plus rapide | Tous les flux de travail d'analyse 3D |
| Aivia qui apprend | Réduction du temps 74% | optimisation des paramètres |
| Intégration de Cellpose | Détection améliorée jusqu'à 46% | Identification des corps cellulaires des neurones denses |
Architecture et capacités de la plateforme
Aivia traite des ensembles de données d'images de 2D à 5D, couvrant les dimensions X, Y et Z ainsi que les variations temporelles et multicanaux. Son architecture logicielle prend en charge des tâches exigeantes telles que l'affichage d'images de très grande taille et l'analyse de phénomènes biologiques complexes sans perte de performance.
La plateforme intègre des modèles d'apprentissage profond pré-entraînés pour les tâches d'analyse courantes. Les chercheurs peuvent ainsi accéder à des technologies d'apprentissage automatique pour la segmentation d'images et la classification d'objets, sans avoir à développer de modèles à partir de zéro. Cette polyvalence s'avère particulièrement précieuse pour les centres d'imagerie desservant de nombreux utilisateurs aux besoins variés.
Aivia fonctionne en local ou via une application web, offrant ainsi aux laboratoires une grande flexibilité dans l'organisation de leur infrastructure d'analyse. Le logiciel s'intègre à l'écosystème matériel de microscopie de Leica, notamment à la plateforme confocale STELLARIS et aux microscopes numériques Mateo.
Applications dans tous les domaines de recherche
Les équipes de neurosciences utilisent Aivia pour l'analyse morphologique, en traçant les structures neuronales en 3D grâce à l'intelligence artificielle. Le flux de travail de coloration de Golgi et la détection améliorée des somas rendent la plateforme particulièrement efficace pour les échantillons de tissus denses.
Les applications de recherche sur le cancer bénéficient des outils d'analyse spatiale à haut débit. Le logiciel prend en charge l'analyse Hi-Plex pour les études sur le cancer du sein, permettant une évaluation quantitative des microenvironnements tumoraux et des interactions cellulaires.
Les laboratoires de biologie cellulaire utilisent Aivia pour le comptage, le suivi et la mesure de la dynamique cellulaire. La mesure de la confluence, l'analyse de l'efficacité de la transfection et le suivi des particules font partie des fonctionnalités standard de la plateforme.
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Stockage
Illimité
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Premiers pas et accessibilité
Leica Microsystems propose un accès d'essai gratuit à Aivia, permettant aux chercheurs de tester la plateforme avec leurs propres jeux de données avant de s'engager. L'entreprise propose différentes solutions pour les chercheurs individuels et les plateformes d'imagerie, reconnaissant ainsi la grande diversité des besoins des utilisateurs.
L'accès au logiciel est volontairement simplifié. L'interface est conçue pour une utilisation intuitive, les outils essentiels étant accessibles en un clic. Les modèles de mesure réduisent les interventions manuelles pour les analyses de routine, et le traitement par lots permet de gérer efficacement les grands volumes de données.
Pour les équipes ayant des besoins spécifiques, des options de développement sur mesure existent. Cependant, la plupart des chercheurs jugent l'ensemble de fonctionnalités standard suffisamment complet pour leurs applications, sans nécessiter de développement supplémentaire.
Questions fréquemment posées
Aivia prend en charge les jeux de données d'images 2D à 5D provenant de diverses sources de microscopie, notamment les systèmes de microscopie confocale, à champ large et numérique. Le logiciel intègre des outils de recalibrage pour les images importées, offrant ainsi une grande flexibilité d'utilisation sur différentes plateformes de microscopie.
Non. La fonctionnalité « Segmentation par exemple » et les autres outils d’IA fonctionnent grâce à des interfaces intuitives de dessin et de sélection. Les scientifiques sans expérience en programmation peuvent déployer des modèles d’apprentissage profond en marquant directement des cellules d’exemple sur leurs images.
Aivia intègre des modèles d'IA de qualité professionnelle (Cellpose modifié), une visualisation 3D optimisée et des outils de prédiction des paramètres absents de la plupart des logiciels libres. Le compromis réside dans le coût, compensé par le gain de temps grâce à l'automatisation des flux de travail et des performances supérieures sur les grands ensembles de données.
Oui. Le logiciel accepte les images de plusieurs fabricants et comprend des outils d'étalonnage pour garantir des mesures précises quel que soit le système d'acquisition d'origine.
Les formules d'abonnement varient selon le type d'utilisateur (chercheur indépendant ou plateforme technologique). Consultez le site web officiel de Leica Microsystems pour connaître les tarifs et les fonctionnalités disponibles, car ces informations sont régulièrement mises à jour.
Le système analyse les caractéristiques de l'image et prédit les paramètres d'analyse optimaux pour les recettes d'analyse d'objets 3D et de neurones. Ceci élimine la plupart des réglages manuels de paramètres, qui consomment traditionnellement un temps d'analyse considérable.
Leica Microsystems propose des webinaires, des tutoriels vidéo et de la documentation pour les utilisateurs d'Aivia. Les centres d'imagerie peuvent organiser des sessions de formation personnalisées pour leurs communautés d'utilisateurs.
Conclusion
Aivia représente l'investissement de Leica Microsystems dans la mise à disposition de l'analyse microscopique basée sur l'IA aux chercheurs. La plateforme offre des gains de performance mesurables (flux de travail 3D plus rapides, gain de temps grâce à la prédiction des paramètres) tout en éliminant la barrière de la programmation qui, par le passé, limitait l'adoption de l'IA dans les laboratoires de biologie.
Pour les chercheurs submergés par d'immenses ensembles de données d'images multidimensionnelles, Aivia offre une solution pratique qui allie puissance et facilité d'utilisation. Ce logiciel ne saurait remplacer une expertise pointue en calcul pour les applications hautement spécialisées, mais il démocratise l'analyse assistée par l'IA pour l'ensemble de la communauté scientifique.
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