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bids

Compétence pour structurer, interroger, valider et convertir des données de neurosciences et biomédicales selon la norme BIDS (Brain Imaging Data Structure).

Qu'est-ce que bids ?

Cette compétence fournit un ensemble complet d'outils et de workflows pour travailler avec la norme BIDS, qui organise les données de neurosciences (IRM, électrophysiologie, comportementales) de manière standardisée. Elle permet de convertir des données DICOM vers BIDS avec HeuDiConv, dcm2bids ou BIDScoin, d'interroger des ensembles de données avec PyBIDS, de valider la conformité via le validateur BIDS (bids-validator-deno), et de manipuler les métadonnées JSON. La compétence couvre 12 workflows principaux, de la création de la structure de répertoires à la gestion des dérivés et des BIDS-Apps. Elle inclut des références détaillées sur le schéma BIDS, les propositions d'extension (BEPs) et les champs de métadonnées par modalité. Un dépannage pour les problèmes courants (validateur, synchronisation, SliceTiming) et les meilleures pratiques (validation précoce, héritage des métadonnées, défacement) sont également documentés.

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npx skills add https://github.com/K-Dense-AI/scientific-agent-skills/tree/main/skills/bids

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Documentation

Brain Imaging Data Structure (BIDS)

Présentation

La Brain Imaging Data Structure (BIDS) est une norme communautaire pour organiser et décrire les ensembles de données de recherche en neurosciences et biomédicales. Elle définit une convention de nommage de fichiers cohérente, une hiérarchie de répertoires et un schéma de métadonnées afin que les ensembles de données soient immédiatement compréhensibles par les humains et les logiciels. BIDS est régie par la spécification BIDS (actuellement v1.11.x) et maintenue par la communauté via l'organisation GitHub BIDS-Standard.

Bien que BIDS soit originaire de l'IRM, elle s'est considérablement étendue au-delà de la neuroimagerie. La spécification couvre désormais 11 modalités couvrant l'imagerie, l'électrophysiologie et les données comportementales :

  • Imagerie : IRM (structurelle, fonctionnelle, diffusion, cartes de champ, perfusion/ASL), TEP, microscopie
  • Électrophysiologie : EEG, MEG, iEEG (EEG intracrânien), EMG
  • Autres : NIRS (spectroscopie proche infrarouge), capture de mouvement, données comportementales (sans imagerie), spectroscopie RM

Les BEPs actifs étendent BIDS davantage — notamment BEP032 (électrophysiologie par microélectrodes) ajoutera la prise en charge des enregistrements extracellulaires, y compris les sondes Neuropixels, amenant BIDS à une méthodologie prévalente dans la recherche en neurosciences animales (voir aussi la compétence neuropixels-analysis).

L'adoption est obligatoire ou fortement encouragée par les grandes bases de données (OpenNeuro, DANDI), les principales revues (NeuroImage, Human Brain Mapping, Scientific Data) et les agences de financement (NIH, ERC).

L'écosystème Python pour BIDS est centré sur PyBIDS (pybids) pour interroger et indexer les ensembles de données BIDS, et le bids-validator (basé sur Deno, disponible sous forme de paquet PyPI bids-validator-deno ou via Deno directement) pour la vérification de conformité. La conversion à partir du DICOM se fait généralement avec HeuDiConv, dcm2bids ou BIDScoin.

Quand utiliser cette compétence

Appliquez cette compétence lorsque :

  • Vous organisez des données de neurosciences brutes (imagerie, électrophysiologie, comportementales) dans des structures de répertoires conformes à BIDS
  • Vous interrogez un ensemble de données BIDS existant pour trouver des fichiers spécifiques par sujet, session, tâche, passage ou modalité
  • Vous validez un ensemble de données par rapport à la spécification BIDS avant son partage ou sa soumission
  • Vous convertissez des données DICOM des scanners au format BIDS
  • Vous écrivez ou modifiez des fichiers de métadonnées JSON (sidecar)
  • Vous créez des dérivés conformes à BIDS (données prétraitées, résultats d'analyse)
  • Vous configurez un fichier dataset_description.json pour un nouvel ensemble de données
  • Vous travaillez avec les entités BIDS (sujet, session, tâche, acquisition, passage, etc.)
  • Vous configurez .bidsignore pour exclure des fichiers de la validation
  • Vous préparez des données pour un téléchargement vers OpenNeuro, DANDI ou d'autres dépôts compatibles BIDS

Installation

# Bibliothèque principale d'interrogation BIDS
uv pip install pybids

# Valideur BIDS (basé sur Deno, installé via le wrapper PyPI)
uv pip install bids-validator-deno
# Alternative : installer directement via Deno
# deno install -g -A npm:bids-validator

# Convertisseurs DICOM vers BIDS (installer selon les besoins)
uv pip install heudiconv       # HeuDiConv - conversion DICOM basée sur des heuristiques
uv pip install dcm2bids        # dcm2bids - conversion basée sur un fichier de configuration
# BIDScoin : uv pip install bidscoin

# Outils utiles complémentaires
uv pip install nibabel          # Entrées/sorties de fichiers NIfTI/neuroimagerie
uv pip install pydicom          # Lecture de fichiers DICOM (utilisé par les convertisseurs)

Workflows principaux

Douze zones de workflow, chacune avec du code détaillé, sont documentées dans références/core_workflows.md :

  1. Structure de répertoires BIDS — la disposition requise et l'emplacement de chaque modalité.
  2. dataset_description.json — les champs obligatoires et comment le générer.
  3. Interrogation avec PyBIDS — BIDSLayout, filtres d'entités, métadonnées sidecar avec héritage automatique, et construction de chemins à partir d'entités.
  4. Validation — bids-validator via le wrapper PyPI (recommandé), via Deno directement, le validateur Node hérité, et utilisation de .bidsignore pour exclure des fichiers.
  5. Entités et nommage des fichiers — l'ordre des entités et la grammaire de nommage.
  6. Conversion DICOM vers BIDS — HeuDiConv (y compris le chemin clé en main ReproIn et la séquence reconnaissance → heuristique → conversion) et dcm2bids (basé sur un fichier de configuration).
  7. Fichiers sidecar de métadonnées — champs JSON obligatoires et recommandés par modalité.
  8. Fichiers d'événements — synchronisation des événements de la tâche IRMf et conventions de colonnes.
  9. Fichier participants — participants.tsv et son dictionnaire de données.
  10. Dérivés — la disposition des dérivés et son dataset_description.json.
  11. PyBIDS avancé — mise en cache de l'index, inclusion des dérivés, régresseurs de confusion, et sortie DataFrame.
  12. BIDS-Apps — le modèle d'invocation standard, et fMRIPrep, MRIQC, et QSIPrep.

Validez tôt et souvent : PyBIDS valide la structure lorsqu'il indexe un ensemble de données, donc un échec d'indexation signifie généralement un problème de nommage ou de métadonnées plutôt qu'un bug de code.

Documents de référence

Cette compétence comprend une documentation de référence détaillée :

  • bids_schema.json : Schéma BIDS lisible par machine (provenant de https://bids-specification.readthedocs.io/en/stable/schema.json). C'est la source faisant autorité pour les définitions d'entités, les règles d'ordre, les modèles de noms de fichiers, les suffixes autorisés par type de données et les exigences de champs de métadonnées. Les schémas spécifiques aux BEP sont disponibles sur https://github.com/bids-standard/bids-schema/tree/main/BEPs.
  • beps.yml : Liste actuelle de toutes les propositions d'extension BIDS avec titres, responsables, statut et liens (provenant du bids-website)
  • bids_specification.md : Résumé lisible par humain du tableau des entités, de la référence des types de données, des règles de structure de répertoires, des espaces de modèles et du journal des modifications de la spécification
  • metadata_fields.md : Champs obligatoires et recommandés des fichiers sidecar JSON pour chaque modalité BIDS (anat, func, dwi, fmap, eeg, meg, pet, etc.)
  • conversion_tools.md : Workflows détaillés pour HeuDiConv, dcm2bids et BIDScoin, y compris des exemples d'heuristiques/configuration et de dépannage

Mettre à jour le schéma et les BEPs avec : python scripts/update_schema.py

Problèmes courants et solutions

1. Le validateur signale « Ce n'est pas un ensemble de données BIDS »

Cause : Fichier dataset_description.json manquant à la racine. Solution : Créez le fichier avec au minimum {"Name": "...", "BIDSVersion": "1.10.0"}.

2. Avertissement de sujets incohérents

Cause : Tous les sujets n'ont pas le même ensemble de fichiers (certains ont des sessions, des passages, etc. manquants). Solution : Ceci est un avertissement, pas une erreur. Utilisez --ignoreSubjectConsistency si c'est intentionnel. Documentez les données manquantes dans participants.tsv ou un scans.tsv.

3. SliceTiming manquant

Cause : dcm2niix n'a pas pu extraire la synchronisation des coupes des en-têtes DICOM. Solution : Déterminez l'ordre des coupes à partir du protocole d'acquisition et ajoutez-le manuellement au fichier sidecar JSON. Les motifs courants : ascendant, descendant, entrelacé (impair d'abord ou pair d'abord).

4. Confusion sur la direction de codage de phase

Cause : Les étiquettes d'axe (i/j/k vs x/y/z vs LR/AP/SI) sont déroutantes. Solution : Dans BIDS, utilisez les axes d'image NIfTI : i=premier axe, j=deuxième, k=troisième. - signifie direction négative. Pour les acquisitions axiales standard : j est généralement antérieur-postérieur. Vérifiez avec le protocole d'acquisition.

5. PyBIDS est lent sur les grands ensembles de données

Cause : Indexation complète du système de fichiers à chaque appel BIDSLayout(). Solution : Utilisez database_path pour mettre en cache l'index dans un fichier SQLite :

layout = BIDSLayout("/data", database_path="/data/.pybids_cache.db")

6. Dérivés non trouvés par PyBIDS

Cause : Le répertoire des dérivés ne contient pas son propre dataset_description.json. Solution : Chaque répertoire de dérivés doit avoir dataset_description.json avec "DatasetType": "derivative".

7. La synchronisation des fichiers d'événements est incorrecte

Cause : Les temps onset sont relatifs à la mauvaise référence (par exemple, heure de déclenchement vs premier volume). Solution : Les débuts doivent être en secondes par rapport au premier volume de l'acquisition de ce passage. Tenez compte des scans factices s'ils ont été supprimés.

8. Les fichiers TSV échouent à la validation

Cause : Problèmes d'encodage ou de délimiteur (espaces au lieu de tabulations, caractères BOM, fins de ligne Windows). Solution : Assurez-vous d'avoir des valeurs séparées par des tabulations avec un encodage UTF-8 et des fins de ligne Unix (\n). Utilisez n/a (pas NA, NaN ou vide) pour les valeurs manquantes.

Meilleures pratiques

  1. Validez tôt et souvent - Exécutez le validateur BIDS après chaque conversion ou modification. Corrigez les erreurs avant qu'elles ne se multiplient.

  2. Utilisez l'héritage des métadonnées - Placez les métadonnées partagées (par exemple, TaskName, paramètres du scanner) dans des fichiers sidecar de niveau supérieur plutôt que de les dupliquer dans le répertoire de chaque sujet.

  3. Conservez les données sources - Stockez les données DICOM (ou autres données brutes) d'origine sous sourcedata/ afin que les conversions soient reproductibles. Ajoutez sourcedata/ à .bidsignore.

  4. Utilisez une dénomination cohérente dès le départ - Définissez votre schéma de dénomination BIDS avant la collecte des données. Utilisez la convention de dénomination ReproIn pour les protocoles d'acquisition afin de permettre une conversion automatique.

  5. Documentez votre ensemble de données - Rédigez un README complet décrivant la conception de l'étude, les paramètres d'acquisition, les problèmes connus et tout écart par rapport à BIDS.

  6. Utilisez scans.tsv pour les métadonnées au niveau du passage - Enregistrez les heures d'acquisition par passage et les notes de qualité :

    filename	aq_time	quality
    func/sub-01_task-rest_bold.nii.gz	2025-01-15T10:30:00	good
    
  7. Versionnez votre ensemble de données - Utilisez CHANGES pour documenter les modifications de l'ensemble de données. Envisagez DataLad pour un contrôle de version complet des grands ensembles de données.

  8. Défacez les images anatomiques - Supprimez les traits du visage des images T1w/T2w avant le partage (par exemple, en utilisant pydeface, mri_deface ou afni_refacer). Stockez les versions défigurées comme données principales ou utilisez des fichiers _defacemask.

  9. Utilisez des URI BIDS pour la provenance - Dans les dérivés, référencez les fichiers sources à l'aide d'URI BIDS : bids::sub-01/anat/sub-01_T1w.nii.gz.

  10. Privilégiez les outils communautaires - Utilisez les BIDS-Apps établis (fMRIPrep, MRIQC, QSIPrep) plutôt que des pipelines personnalisés lorsque c'est possible. Ils gèrent correctement les E/S BIDS et produisent des dérivés conformes à BIDS.

  11. Étudiez bids-examples - Le dépôt bids-examples est la collection canonique d'ensembles de données BIDS prototypiques couvrant différentes modalités et cas d'utilisation (IRM, IRMf, IRD, EEG, MEG, iEEG, TEP, ASL, génétique, dérivés, etc.). Utilisez-le comme référence lors de la structuration de votre propre ensemble de données, comme données de test pour les outils BIDS, ou pour comprendre comment une modalité spécifique doit être organisée. Chaque exemple passe le validateur BIDS.

Propositions d'extension BIDS (BEP)

Les BEP sont des propositions communautaires visant à étendre BIDS à de nouvelles modalités, dérivés ou métadonnées. La liste complète avec le statut, les responsables et les liens se trouve dans references/beps.yml (récupéré du bids-website). Les aperçus de schéma spécifiques aux BEP sont rendus sur https://github.com/bids-standard/bids-schema/tree/main/BEPs.

BEP actuels (au moment de la mise à jour du schéma) :

BEPTitreContenuStatut
004Imagerie pondérée en susceptibilitébrutRecherche d'un nouveau responsable
011Dérivés de prétraitement structureldérivéA une PR (#518)
012Dérivés de prétraitement fonctionneldérivéA une PR (#519), schéma implémenté
014Transformations affines et déformations de champs non linéairesdérivéDéveloppement du format X5
016Dérivés d'imagerie pondérée en diffusiondérivéA une PR (#2211)
017Schéma générique de données de connectivité BIDSdérivéEn développement
021Dérivés électrophysiologiques courantsdérivéEn développement
023Dérivés de prétraitement TEPdérivéEn développement
024TomodensitométriebrutRecherche de contributeurs
026Enregistrements par microélectrodesbrutRecherche d'un nouveau responsable
028ProvenancemétadonnéesA une PR (#2099)
032Électrophysiologie par microélectrodesbrutA une PR (#2307), aperçu disponible — couvre les sondes Neuropixels et autres sondes extracellulaires ; concerne la compétence neuropixels-analysis
033Imagerie pondérée en diffusion avancéebrutRecherche de contributeurs
034Modélisation computationnelledérivéA une PR (#967)
035Méga-analyses avec dérivés non conformesdérivéEn développement
036Directives pour les données phénotypiquesbrutRévision communautaire
037Stimulation cérébrale non invasivebrutEn développement
039Réseaux basés sur la réduction de dimensionnalitébrutEn développement
040Échographie fonctionnellebrutEn développement
041Dérivés de modèles statistiquesdérivéCollecte de commentaires
043Mappage de termes BIDSmétadonnéesCollecte de commentaires
044StimulibrutA une PR (#2022), révision communautaire
045Enregistrements physiologiques périphériquesbrutA une PR (#2267)
046Tractographie de diffusiondérivéEn développement
047Enregistrements audio/vidéo pour expériences comportementalesbrutA une PR (#2231)

Normes connexes :

  • BIDS-Stats Models : Spécification JSON pour définir les analyses de neuroimagerie basées sur GLM
  • BIDS-Derivatives (BEP003) : Norme pour les sorties prétraitées/d'analyse (partiellement fusionnée dans la spécification)

Écosystème d'outils connexes

OutilObjectif
fMRIPrepPrétraitement IRMf (produit des dérivés BIDS)
MRIQCContrôle qualité IRM (produit des dérivés BIDS)
QSIPrepPrétraitement IRM de diffusion
TemplateFlowModèles et atlas de neuroimagerie avec dénomination de type BIDS
FitlinsImplémentation de BIDS Stats Models
DataLadContrôle de version pour les grands ensembles de données, s'intègre à BIDS
OpenNeuroDépôt gratuit d'ensembles de données BIDS
DANDIArchive de données neurophysiologiques (utilise BIDS pour certaines modalités)
HeuDiConvDICOM vers BIDS avec des fichiers heuristiques Python
dcm2bidsDICOM vers BIDS avec configuration JSON
BIDScoinDICOM vers BIDS avec interface graphique et configuration YAML
nwb2bidsConvertir des fichiers NWB (Neurodata Without Borders) en BIDS
CuBIDSCuration et harmonisation d'ensembles de données BIDS
bids2tableIndexation tabulaire efficace des ensembles de données BIDS
bids-examplesCollection canonique d'ensembles de données BIDS prototypiques pour toutes les modalités

Documentation

  • **BIDS S

…

[tronqué pour la traduction]

Individual skills in this repo

This repo contains 20 individual skills — each has its own dedicated page.

adaptyv

How to use the Adaptyv Bio Foundry API and Python SDK for protein experiment design, submission, and results retrieval. Use this skill whenever the user mentions Adaptyv, Foundry API, protein binding assays, protein screening experiments, BLI/SPR assays, thermostability assays, or wants to submit protein sequences for experimental characterization. Also trigger when code imports `adaptyv`, `adaptyv_sdk`, or `FoundryClient`, or references `foundry-api-public.adaptyvbio.com`.

aeon

This skill should be used for time series machine learning tasks including classification, regression, clustering, forecasting, anomaly detection, segmentation, and similarity search. Use when working with temporal data, sequential patterns, or time-indexed observations requiring specialized algorithms beyond standard ML approaches. Particularly suited for univariate and multivariate time series analysis with scikit-learn compatible APIs.

alphagenome

Look up precomputed AlphaGenome Atlas effects for any GRCh38 single-nucleotide variant (AVI score with Phred and 18 SHAP feature attributions, plus raw and quantile scores for RNA-seq, DNase, ATAC, ChIP-TF, ChIP-histone, CAGE, PRO-cap, splicing, polyadenylation and contact-map tracks), score variants or scan windows on demand with the AlphaGenome model for human and mouse (variant scoring, in silico mutagenesis, REF-versus-ALT track prediction), and build Atlas website deep links. Use when the user mentions AlphaGenome, AlphaGenome Atlas, AVI or AlphaGenome Variant Impact, DeepMind variant effect prediction, or wants to prioritise or mechanistically interpret non-coding, regulatory, splicing, enhancer, promoter, or chromatin-accessibility effects of SNVs from a VCF, credible set, or region. Research use only; not a clinical tool.

analytical-method-validation

Plan, execute, and document validation, verification, and transfer of analytical procedures under the governing framework - ICH Q2(R2) and Q14, USP <1220>/<1225>/<1226>, ICH M10 bioanalytical, CLSI EP, or ISO/IEC 17025. Use for HPLC, LC-MS/MS, GC, CE, ICP-MS, dissolution, qNMR, qPCR, NIR, and ligand binding or cell-based assays whenever the question is whether a procedure is fit for its intended purpose. Triggers include

anndata

Data structure for annotated matrices in single-cell analysis. Use when working with .h5ad files or integrating with the scverse ecosystem. This is the data format skill—for analysis workflows use scanpy; for probabilistic models use scvi-tools; for population-scale queries use cellxgene-census.

arbor

Autonomously improve a real artifact (code, training recipe, agent harness, data pipeline, prompt) against an objective and an evaluator, using Hypothesis Tree Refinement (HTR) from the Arbor paper. Use this whenever someone wants to iteratively optimize something over many experiments without overfitting — e.g.

arboreto

Infer gene regulatory networks (GRNs) from gene expression data using scalable algorithms (GRNBoost2, GENIE3). Use when analyzing transcriptomics data (bulk RNA-seq, single-cell RNA-seq) to identify transcription factor-target gene relationships and regulatory interactions. Supports distributed computation for large-scale datasets.

astropy

Core Python library for astronomy and astrophysics workflows that need Astropy APIs, including units/quantities, coordinates, FITS I/O, tables, time systems, WCS, and cosmology. Use when implementing or debugging astronomical data analysis code with Astropy.

autoskill

Observe the user

benchling-integration

Benchling Python SDK and REST API integration for registry entities, inventory, ELN entries, workflows, Benchling Apps, and Data Warehouse queries. Use when automating lab data with benchling-sdk or the v2 API.

bgpt-paper-search

Search scientific papers and retrieve structured experimental data extracted from full-text studies via the BGPT MCP server. Returns 25+ fields per paper including methods, results, sample sizes, quality scores, and conclusions. Use for literature reviews, evidence synthesis, and finding experimental details not available in abstracts alone.

biopython

Comprehensive molecular biology toolkit. Use for sequence manipulation, file parsing (FASTA/GenBank/PDB), phylogenetics, and programmatic NCBI/PubMed access (Bio.Entrez). Best for batch processing, custom bioinformatics pipelines, BLAST automation. For quick lookups use gget; for multi-service integration use bioservices.

bioservices

Unified Python interface to 40+ bioinformatics services. Use when querying multiple databases (UniProt, KEGG, ChEMBL, Reactome) in a single workflow with consistent API. Best for cross-database analysis, ID mapping across services. For quick single-database lookups use gget; for sequence/file manipulation use biopython.

bulk-rnaseq

End-to-end bulk RNA-seq orchestrator — takes raw FASTQ reads through QC and trimming (FastQC, fastp/Trim Galore), alignment and quantification (STAR, Salmon, featureCounts), assembles a gene-level counts matrix, then hands off to differential expression (pydeseq2), pathway/GSEA enrichment (pathway-enrichment), and publication figures (scientific-visualization). Use whenever the user has bulk RNA-seq reads or quant output and wants a complete, reproducible differential-expression workflow — e.g.

cellxgene-census

Query the CZ CELLxGENE Census programmatically for versioned public single-cell and spatial transcriptomics data. Use when you need population-scale cell metadata, gene expression slices, Census summary counts, source H5AD URIs/downloads, embeddings, spatial Census data, or reference atlas comparisons across organisms, tissues, diseases, assays, and cell types. For analyzing your own local single-cell data use scanpy, anndata, or scvi-tools.

cirq

Google quantum computing framework. Use when targeting Google Quantum AI hardware, designing noise-aware circuits, or running quantum characterization experiments. Best for Google hardware, noise modeling, and low-level circuit design. For IBM hardware use qiskit; for quantum ML with autodiff use pennylane; for physics simulations use qutip.

citation-management

Comprehensive citation management for academic research. Search OpenAlex, PubMed, and Google Scholar for papers, extract accurate metadata, validate citations, and generate properly formatted BibTeX entries. This skill should be used when you need to find papers, verify citation information, convert DOIs to BibTeX, or ensure reference accuracy in scientific writing.

clinical-decision-support

Prepare and validate research-only clinical decision-support evaluation, evidence-profile, cohort, survival, biomarker/model, privacy, and governance artifacts. Use for aggregate or synthetic research documentation and traceability—not patient care or live clinical operation.

clinical-reports

Create safety-bounded draft structures and run local deterministic checks for clinical case, diagnostic, trial, safety, and aggregate research reports. Use only with synthetic, de-identified, or aggregate inputs and verified source-fact manifests; every output requires qualified review.

cobrapy

Constraint-based metabolic modeling (COBRA). FBA, FVA, gene knockouts, flux sampling, SBML models, for systems biology and metabolic engineering analysis.

Skills associés