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培養した心筋細胞の活動能力を測る位相限定相関法を活用した心筋細胞塊の伸縮運動の解析 
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| どんな研究 |
心筋細胞が収縮と拡張する際の力を推定し、その健全性を分析する研究です。本手法では、2本の支柱間で培養した細胞塊に一定周期の電気刺激を与え、動く様子を記録した動画から細胞塊の変位量を高精度に計測します。その結果から細胞で生じた力を推測します。 |
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| どこが凄い |
通常の物体追跡と異なり、生きている細胞は目印となる特徴が僅かなため、画像間での細胞の変位量の推定精度は従来技術で1 pixel程度しかなく、微小な動きを検出できません。本研究では位相限定相関法ベースの手法を導入し、従来技術の10倍以上の推定精度を実現しました。 |
| めざす未来 |
患者のiPS細胞を用いて生成した臓器組織の移植のほか、生成した組織で症状を再現し、病気の原因解明や治療方法の開発、投薬効果の検証ができる未来をめざします。本研究は、生成された臓器組織の健康状態や機能の定量的評価への貢献が期待されています。 |
[1] M. Hasegawa, K. Miki, T. Kawamura, I. Takei-Sasozaki, Y. Higashiyama, M.Tsuchida, K. Kashino, M. Taira, E. Ito, M. Takeda, H. Ishida, S. Higo, Y. Sakata, S. Miyagawa, “Gene correction and overexpression of TNNI3 improve impaired relaxation in engineered heart tissue model of pediatric restrictive cardiomyopathy,” Development Growth and Differentiation, pp.1-14, 2024.
[2] K. Takita, T. Aoki, Y. Sasaki, T. Higuchi, K. Kobayashi, “High-accuracy subpixel image registration based on phase-only correlation.” IEICE Trans. of Fundamentals, Vol. E86-A, no.8, 1925-1934, 2003.
[3] M. Tsuchida, M. Hasegawa, K. Miki, S. Miyagawa, K. Kashino, “Mechanical performance of engineered heart tissue can be measured with POC-based video analysis,” in Proc. The 46th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2024 (to appear).
土田 勝（Masaru Tsuchida）メディア情報研究部 生体情報処理研究グループ