scvi-tools
О программе
scvi-tools — это основанный на PyTorch фреймворк Python для продвинутого вероятностного моделирования данных одноклеточной омики. Используйте его для задач, требующих глубоких генеративных моделей, таких как вероятностная коррекция партий (scVI), анализ дифференциальной экспрессии с учётом неопределённости или интеграция мультимодальных данных (TOTALVI, MultiVI). Он предназначен для сложных анализов, включающих эффекты партий или мультимодальные наборы данных, в то время как стандартные пайплайны лучше обслуживаются такими инструментами, как scanpy.
Быстрая установка
Claude Code
Рекомендуетсяnpx skills add K-Dense-AI/claude-scientific-skills -a claude-code/plugin add https://github.com/K-Dense-AI/claude-scientific-skillsgit clone https://github.com/K-Dense-AI/claude-scientific-skills.git ~/.claude/skills/scvi-toolsСкопируйте и вставьте эту команду в Claude Code для установки этого навыка
Документация
scvi-tools
Overview
scvi-tools is a comprehensive Python framework for probabilistic models in single-cell genomics. Built on PyTorch and PyTorch Lightning, it provides deep generative models using variational inference for analyzing diverse single-cell data modalities.
When to Use This Skill
Use this skill when:
- Analyzing single-cell RNA-seq data (dimensionality reduction, batch correction, integration)
- Working with single-cell ATAC-seq or chromatin accessibility data
- Integrating multimodal data (CITE-seq, multiome, paired/unpaired datasets)
- Analyzing spatial transcriptomics data (deconvolution, spatial mapping)
- Performing differential expression analysis on single-cell data
- Conducting cell type annotation or transfer learning tasks
- Working with specialized single-cell modalities (methylation, cytometry, RNA velocity)
- Building custom probabilistic models for single-cell analysis
Core Capabilities
scvi-tools provides models organized by data modality:
1. Single-Cell RNA-seq Analysis
Core models for expression analysis, batch correction, and integration. See references/models-scrna-seq.md for:
- scVI: Unsupervised dimensionality reduction and batch correction
- scANVI: Semi-supervised cell type annotation and integration
- AUTOZI: Zero-inflation detection and modeling
- VeloVI: RNA velocity analysis
- contrastiveVI: Perturbation effect isolation
2. Chromatin Accessibility (ATAC-seq)
Models for analyzing single-cell chromatin data. See references/models-atac-seq.md for:
- PeakVI: Peak-based ATAC-seq analysis and integration
- PoissonVI: Quantitative fragment count modeling
- scBasset: Deep learning approach with motif analysis
3. Multimodal & Multi-omics Integration
Joint analysis of multiple data types. See references/models-multimodal.md for:
- totalVI: CITE-seq protein and RNA joint modeling
- MultiVI: Paired and unpaired multi-omic integration
- MrVI: Multi-resolution cross-sample analysis
4. Spatial Transcriptomics
Spatially-resolved transcriptomics analysis. See references/models-spatial.md for:
- DestVI: Multi-resolution spatial deconvolution
- Stereoscope: Cell type deconvolution
- Tangram: Spatial mapping and integration
- scVIVA: Cell-environment relationship analysis
5. Specialized Modalities
Additional specialized analysis tools. See references/models-specialized.md for:
- MethylVI/MethylANVI: Single-cell methylation analysis
- CytoVI: Flow/mass cytometry batch correction
- Solo: Doublet detection
- CellAssign: Marker-based cell type annotation
Typical Workflow
All scvi-tools models follow a consistent API pattern:
# 1. Load and preprocess data (AnnData format)
import scvi
import scanpy as sc
adata = scvi.data.heart_cell_atlas_subsampled()
sc.pp.filter_genes(adata, min_counts=3)
sc.pp.highly_variable_genes(adata, n_top_genes=1200)
# 2. Register data with model (specify layers, covariates)
scvi.model.SCVI.setup_anndata(
adata,
layer="counts", # Use raw counts, not log-normalized
batch_key="batch",
categorical_covariate_keys=["donor"],
continuous_covariate_keys=["percent_mito"]
)
# 3. Create and train model
model = scvi.model.SCVI(adata)
model.train()
# 4. Extract latent representations and normalized values
latent = model.get_latent_representation()
normalized = model.get_normalized_expression(library_size=1e4)
# 5. Store in AnnData for downstream analysis
adata.obsm["X_scVI"] = latent
adata.layers["scvi_normalized"] = normalized
# 6. Downstream analysis with scanpy
sc.pp.neighbors(adata, use_rep="X_scVI")
sc.tl.umap(adata)
sc.tl.leiden(adata)
Key Design Principles:
- Raw counts required: Models expect unnormalized count data for optimal performance
- Unified API: Consistent interface across all models (setup → train → extract)
- AnnData-centric: Seamless integration with the scanpy ecosystem
- GPU acceleration: Automatic utilization of available GPUs
- Batch correction: Handle technical variation through covariate registration
Common Analysis Tasks
Differential Expression
Probabilistic DE analysis using the learned generative models:
de_results = model.differential_expression(
groupby="cell_type",
group1="TypeA",
group2="TypeB",
mode="change", # Use composite hypothesis testing
delta=0.25 # Minimum effect size threshold
)
See references/differential-expression.md for detailed methodology and interpretation.
Model Persistence
Save and load trained models:
# Save model
model.save("./model_directory", overwrite=True)
# Load model
model = scvi.model.SCVI.load("./model_directory", adata=adata)
Batch Correction and Integration
Integrate datasets across batches or studies:
# Register batch information
scvi.model.SCVI.setup_anndata(adata, batch_key="study")
# Model automatically learns batch-corrected representations
model = scvi.model.SCVI(adata)
model.train()
latent = model.get_latent_representation() # Batch-corrected
Theoretical Foundations
scvi-tools is built on:
- Variational inference: Approximate posterior distributions for scalable Bayesian inference
- Deep generative models: VAE architectures that learn complex data distributions
- Amortized inference: Shared neural networks for efficient learning across cells
- Probabilistic modeling: Principled uncertainty quantification and statistical testing
See references/theoretical-foundations.md for detailed background on the mathematical framework.
Additional Resources
- Workflows:
references/workflows.mdcontains common workflows, best practices, hyperparameter tuning, and GPU optimization - Model References: Detailed documentation for each model category in the
references/directory - Official Documentation: https://docs.scvi-tools.org/en/stable/
- Tutorials: https://docs.scvi-tools.org/en/stable/tutorials/index.html
- API Reference: https://docs.scvi-tools.org/en/stable/api/index.html
Installation
uv pip install scvi-tools
# For GPU support
uv pip install scvi-tools[cuda]
Best Practices
- Use raw counts: Always provide unnormalized count data to models
- Filter genes: Remove low-count genes before analysis (e.g.,
min_counts=3) - Register covariates: Include known technical factors (batch, donor, etc.) in
setup_anndata - Feature selection: Use highly variable genes for improved performance
- Model saving: Always save trained models to avoid retraining
- GPU usage: Enable GPU acceleration for large datasets (
accelerator="gpu") - Scanpy integration: Store outputs in AnnData objects for downstream analysis
GitHub репозиторий
Frequently asked questions
What is the scvi-tools skill?
scvi-tools is a Claude Skill by K-Dense-AI. Skills package instructions and resources that Claude loads on demand, so Claude can perform scvi-tools-related tasks without extra prompting.
How do I install scvi-tools?
Use the install commands on this page: add scvi-tools to Claude Code as a plugin, or clone its repository into your skills directory, then restart Claude so it picks up the skill.
What category does scvi-tools belong to?
scvi-tools is in the Meta category, tagged ai and data.
Is scvi-tools free to use?
Yes. scvi-tools is listed on AIMCP and free to install. It runs inside Claude, so no separate service account is required to use the skill itself.
Похожие навыки
Этот навык предоставляет проверенную в продакшене настройку для Content Collections — TypeScript-ориентированного инструмента, который преобразует файлы Markdown/MDX в типобезопасные коллекции данных с валидацией Zod. Используйте его при создании блогов, сайтов документации или контентных приложений на Vite + React для обеспечения типобезопасности и автоматической проверки содержимого. Он охватывает всё: от настройки плагина Vite и компиляции MDX до оптимизации развертывания и валидации схем.
Этот навык позволяет разработчикам создавать приложения на платформе прогнозных рынков Polymarket, включая интеграцию с API для торговли и получения рыночных данных. Он также обеспечивает потоковую передачу данных в реальном времени через WebSocket для отслеживания текущих сделок и рыночной активности. Используйте его для реализации торговых стратегий или создания инструментов, обрабатывающих обновления рынка в реальном времени.
Этот навык помогает разработчикам создавать плагины OpenCode, которые подключаются к более чем 25 типам событий, таким как команды, файлы и операции LSP. Он предоставляет структуру плагина, спецификации API событий и шаблоны реализации для модулей на JavaScript/TypeScript. Используйте его, когда вам нужно перехватывать, отслеживать или расширять жизненный цикл ассистента OpenCode AI с помощью пользовательской событийно-ориентированной логики.
SGLang — это высокопроизводительный фреймворк для обслуживания больших языковых моделей (LLM), специализирующийся на быстрой структурированной генерации JSON, regex и рабочих процессов агентов с использованием кэширования префиксов RadixAttention. Он обеспечивает значительно более высокую скорость вывода, особенно для задач с повторяющимися префиксами, что делает его идеальным для сложных структурированных результатов и многократных диалогов. Выбирайте SGLang вместо альтернатив, таких как vLLM, когда вам требуется ограниченное декодирование или вы создаете приложения с интенсивным совместным использованием префиксов.
