Biomedisa – Open-Source Online-Anwendung für die Segmentierung biomedizinischer Aufnahmen
In vielen wissenschaftlichen Disziplinen liegt der Schlüssel zu einem umfassenden Verständnis dreidimensionaler Aufnahmen – wie sie zum Beispiel im Computertomographen oder in der Lichtmikroskopie entstehen – in der Segmentierung. Dabei handelt es sich um eine langwierige und sehr zeitaufwändige Tätigkeit, die zudem äußerst fehleranfällig ist, wenn sie von Hand ausgeführt wird.
Die Biomedical Image Segmentation App „Biomedisa“ ist eine frei verfügbare und leicht zu bedienende Open-Source Online-Anwendung, die speziell für die halbautomatische Segmentierung entwickelt wurde. Die Segmentierung basiert dabei auf einer intelligenten Interpolation einiger weniger vorsegmentierter Schichten, wobei die zugrundeliegenden Bilddaten vollständig mit einbezogen werden.
Das semi-automatische Verfahren eignet sich insbesondere für 3D-Datensätze einzelner Proben unbekannter Morphologie oder zur Erstellung von Trainingsdaten für eine automatisierte Segmentierung von Probenserien. Hierfür ermöglicht „Biomedisa“ das Training sogenannter Convolutional Neural Networks (CNNs), um eine weitgehend automatische Segmentierung vieler Proben mit ähnlicher Morphologie zu ermöglichen.
Die Plattform ist über einen Webbrowser zugänglich (https://biomedisa.org), eine komplexe und langwierige Konfiguration der Software oder der Modellparameter ist nicht erforderlich. Die One-Button-Lösung kann bei verschiedenen 3D-Bildgebungsverfahren und zahlreichen biomedizinischen Anwendungen eingesetzt werden.
„Biomedisa“ wurde in der Data Mining an Uncertainty Quantification (DMQ) Gruppe am HITS entwickelt.
Weitere Quellen:
Philipp D. Lösel, Thomas van de Kamp, Alejandra Jayme, Alexey Ershov, Tomáš Faragó, Olaf Pichler, Nicholas Tan Jerome, Narendar Aadepu, Sabine Bremer, Suren A. Chilingaryan, Michael Heethoff, Andreas Kopmann, Janes Odar, Sebastian Schmelzle, Marcus Zuber, Joachim Wittbrodt, Tilo Baumbach & Vincent Heuveline: Introducing Biomedisa as an open-source online platform for biomedical image segmentation. Nature Communications, 4 November 2020. DOI 10.1038/s41467-020-19303-w
Tutorials:
Hier geht es zum Biomedisa YouTube Kanal.
Über das HITS
Das Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitgründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als private, gemeinnützige Forschungseinrichtung ins Leben gerufen. Das HITS betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Dabei werden große, komplexe Datenmengen verarbeitet, strukturiert und analysiert und computergestützte Methoden und Software entwickelt. Die Forschungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Die HITS Stiftung, eine Tochter der Klaus Tschira Stiftung, stellt die Grundfinanzierung der HITS gGmbH auf Dauer sicher. Die Mittel dafür erhält sie von der Klaus Tschira Stiftung. Gesellschafter des HITS sind neben der HITS Stiftung die Universität Heidelberg und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das HITS arbeitet außerdem mit weiteren Universitäten und Forschungsinstituten sowie mit industriellen Partnern zusammen. Die wichtigsten externen Mittelgeber sind das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Europäische Union.
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