設計された心臓組織の収縮性の計算分析

Engineered心臓組織（EHT）は、心不全の潜在的な療法であり、新しい心血管治療の機能的なin vitroアッセイの基礎です。自己組織化EHTは繊維形式で生成でき、これにより、収縮機能の評価が力トランスデューサーで便利になります。収縮関数は、EHTパフォーマンスの重要なパラメーターです。EHT力データの分析は、多くの場合手動で実行されます。ただし、このアプローチは時間がかかり、不完全で、主観的です。したがって、この研究の目的は、EHT力データを効率的かつ客観的に分析するために、コンピューターアルゴリズムを開発することでした。このアルゴリズムには、データフィルタリング、個々の収縮の検出と検証、インター/魅力的な分析、およびサンプル分析が組み込まれています。アルゴリズムは、ヒトのオペレーターと比較して、収縮の検出、検証、および大きさの測定において正確であることがわかりました。このアルゴリズムは、数百のデータ収集を処理するのに効率的であり、力の長さの曲線、力周波数関係を決定し、ピーク収縮力の生成などのさまざまな収縮パラメーターを比較することができました。このコンピューターアルゴリズムは、EHT収縮関数の客観的かつ効率的な評価の重要な補助であると結論付けています。

Engineered heart tissue (EHT) is a potential therapy for heart failure and the basis of functional in vitro assays of novel cardiovascular treatments. Self-organizing EHT can be generated in fiber form, which makes the assessment of contractile function convenient with a force transducer. Contractile function is a key parameter of EHT performance. Analysis of EHT force data is often performed manually; however, this approach is time consuming, incomplete and subjective. Therefore, the purpose of this study was to develop a computer algorithm to efficiently and objectively analyze EHT force data. This algorithm incorporates data filtering, individual contraction detection and validation, inter/intracontractile analysis and intersample analysis. We found the algorithm to be accurate in contraction detection, validation and magnitude measurement as compared to human operators. The algorithm was efficient in processing hundreds of data acquisitions and was able to determine force-length curves, force-frequency relationships and compare various contractile parameters such as peak systolic force generation. We conclude that this computer algorithm is a key adjunct to the objective and efficient assessment of EHT contractile function.