SuperAPI AI 工具集

alterlab-pathml

设计与创作

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更新于 10-16 05:00

技能介绍

用途:PathML 是用于计算病理学工作流的 Python 工具包,面向全切片病理图像(WSI)的机器学习与图像分析,覆盖从加载、预处理到建模与下游分析的完整流程。

主要能力:

  1. 图像加载与格式:支持 Aperio SVS、Hamamatsu NDPI、Leica SCN、Zeiss ZVI、DICOM、OME-TIFF 等 160 多种专有格式,统一访问图像金字塔、元数据与感兴趣区域。
  2. 预处理管线:以可组合的 Pipeline 构建可复现流程,包含 Macenko/Vahadane 染色归一化(StainNormalizationHE)、组织与细胞核检测(TissueDetectionHE、NucleusDetectionHE)、模糊降噪、伪影质控等变换。
  3. 图构建:从分割对象提取特征,构建细胞与组织级空间图,供图神经网络与空间分析使用。
  4. 机器学习:集成 PyTorch,提供 HoVer-Net(细胞核分割与分类)、HACTNet(层级细胞类型分类)、自定义 DataLoader 与 ONNX 推理支持。
  5. 多重成像:处理 CODEX、Vectra、MERFISH 等空间蛋白组与基因表达数据,支持 Mesmer 细胞分割、标记物定量,并输出 AnnData。
  6. 数据管理:用 HDF5 统一存储切片、掩膜、元数据与特征,支持批处理。

使用方式:需先安装 OpenSlide 与 JDK 等原生依赖,官方建议使用 conda 环境,纯 pip 安装常因原生依赖失败。PathML 3.0.8 对科学计算栈有严格版本约束(如 numpy<2、pandas<=2.1.4、scanpy==1.9.6、torch==2.12.0 等),建议使用独立环境: uv venv .venv-pathml && source .venv-pathml/bin/activate uv pip install pathml 基本流程为加载切片(如 HESlide)、构建并运行 Pipeline、遍历处理后的 tile 与掩膜。CODEX 流程为加载 CODEXSlide、用 CollapseRunsCODEX 合并通道、SegmentMIF 分割、QuantifyMIF 定量,再从 slide.counts 读取 AnnData。

适用场景:H&E 图像分析、细胞核检测与分割、空间图与空间蛋白组分析、病理模型训练与推理。

限制:与 alterlab-scanpy、alterlab-squidpy-spatial 等技能同环境安装可能解析失败或静默降级,建议以 HDF5/AnnData 文件跨环境传递结果;API 在不同版本间有变化,需以已安装版本和官方文档为准。轻量 H&E 预处理、Visium/Xenium 邻域统计、单细胞表达分析、通用视觉模型训练、已有图的 GNN 等场景应改用其他技能。