[go: up one dir, main page]

WO2025204133A1 - Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device - Google Patents

Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device

Info

Publication number
WO2025204133A1
WO2025204133A1 PCT/JP2025/003447 JP2025003447W WO2025204133A1 WO 2025204133 A1 WO2025204133 A1 WO 2025204133A1 JP 2025003447 W JP2025003447 W JP 2025003447W WO 2025204133 A1 WO2025204133 A1 WO 2025204133A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
waveform data
information processing
processing device
processor
control waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/003447
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
泰士 白石
幸二 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of WO2025204133A1 publication Critical patent/WO2025204133A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to an information processing device, an operating method for an information processing device, and an operating program for an information processing device.
  • a microelectrode array is an arrangement of multiple microelectrodes, and the microelectrode array is provided at the bottom of each well of a well plate.
  • a well plate with such a microelectrode array provided in each well is called an MEA plate.
  • a sheet of cardiomyocytes is formed at the bottom of each well in contact with the multiple microelectrodes.
  • Each microelectrode outputs waveform data representing the extracellular potential corresponding to the pulsation of the cardiomyocytes as a waveform indicating electrophysiological changes.
  • Toxicity evaluation of a drug candidate substance is performed using drug-treated waveform data obtained by administering the drug candidate substance and control waveform data that is compared with the drug-treated waveform data.
  • Control waveform data is, for example, pre-administration waveform data obtained from cardiomyocytes before administration of a drug candidate substance
  • drug-treated waveform data is, for example, post-administration waveform data obtained after administration of a drug candidate substance to the same cardiomyocytes.
  • control waveform data In order to use such drug-treated waveform data for toxicity assessment, the control waveform data must have an ideal waveform that indicates a normal beat. If the control waveform data is abnormal, it will be impossible to accurately detect changes caused by the drug candidate substance from the drug-treated waveform data. For this reason, the control waveform data is evaluated for suitability for use in toxicity assessment tests.
  • WO 2022/176310 describes a method that uses a clustering technique based on a machine learning model to assess eligibility.
  • One embodiment of the technology disclosed herein provides an information processing device, an operating method for the information processing device, and an operating program for the information processing device that can obtain judgment results that are closer to human visual sensory evaluation than conventional methods regarding the suitability of waveform data for use in toxicity evaluation tests.
  • the processor analyzes the morphology of the control waveform data in a manner that is independent of variations in both the time from depolarization to repolarization within a beat cycle and the amplitude corresponding to the repolarization.
  • a method that is not dependent on measurement-to-measurement variability is preferably one that normalizes for time and amplitude relative to the reference waveform data.
  • the processor excludes from the morphology analysis control waveform data in which at least one of the amplitudes corresponding to depolarization and repolarization does not satisfy a preset condition.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of an electrical function evaluation system 2 that measures the electrical activity of cells.
  • the electrical function evaluation system 2 shown in Figure 1 is composed of a cell culture device 10 and an information processing device 20.
  • the cell culture device 10 makes it possible to measure waveforms that indicate electrophysiological changes in cells (e.g., myocardial waveforms that indicate the pulsation of cardiomyocytes) while culturing the cells.
  • the cell culture device 10 also controls the culture environment (e.g., temperature, carbon dioxide concentration).
  • An MEA plate 30 is used for cell culture.
  • the cell culture device 10 is provided with a culture chamber 11 that houses the MEA plate 30.
  • the cell culture device 10 also has a sliding lid 12 for opening and closing the culture chamber 11.
  • the MEA plate 30 is attached to the culture chamber 11 with cells seeded on it.
  • the culture chamber 11 functions as an incubator, allowing cells to be cultured for long periods of time.
  • cardiomyocytes created from iPS cells are cultured using the cell culture device 10.
  • the cell culture device 10 also uses a multipoint measurement method to measure the extracellular potential representing the myocardial waveform of the cardiomyocytes seeded on the MEA plate 30, and outputs the waveform data obtained by the measurement to the information processing device 20.
  • the waveform data represents changes in the extracellular potential in response to the pulsation of the cardiomyocytes.
  • FIG 3 shows an example of a well 32.
  • the well 32 is a roughly cylindrical container with an opening 33 at the top. Cardiomyocytes are seeded so that they adhere to the bottom 34 of the well 32.
  • the well 32 is filled with a culture solution containing a medium.
  • a microelectrode array 40 (see Figure 4) is provided on the bottom 34 of the well 32; for example, the microelectrode array 40 is embedded in the bottom 34.
  • FIG. 5 shows an example of the hardware configuration of the electrical function evaluation system 2.
  • the cell culture device 10 has a culture chamber 11, a potential measurement circuit 50, and a communication I/F (interface) 51.
  • the potential measurement circuit 50 measures the extracellular potential of cardiomyocytes cultured on an MEA plate 30 housed in the cell culture device 10. Specifically, the potential measurement circuit 50 measures the extracellular potential via each electrode 41 of a microelectrode array 40 provided in each well 32. In other words, the potential measurement circuit 50 measures 16 myocardial waveforms for each well 32.
  • the information processing device 20 includes a processor 23, memory 24, input unit 22, display unit 21, communication I/F 25, and bus 26.
  • the processor 23 is a computer that realizes various functions by reading and processing programs 28 and various data stored in the memory 24.
  • the processor 23 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the memory 24 is a storage device that stores the program 28 and various data used by the processor 23 when executing processing.
  • the memory 24 includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), or storage.
  • the RAM is, for example, a volatile memory used as a work area for the processor 23.
  • the ROM is, for example, a non-volatile memory that holds the program 28 and various data.
  • the ROM is, for example, a flash memory.
  • the storage is, for example, a large-capacity storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), which stores the OS (Operating System), various data, etc.
  • the memory 24 may be configured as an external device connected to the information processing device 20.
  • the memory 24 also stores reference information 29 used by the processor 23 to analyze waveform data.
  • FIG. 6 shows an example of the functional configuration of the information processing device 20.
  • the information processing device 20 realizes various functions by having the processor 23 execute processing based on the program 28. These various functions may also be realized by hardware.
  • the program 28 is an example of an "operation program" according to the technology disclosed herein.
  • waveform data of myocardial waveforms that represent changes in action potential may also be used as "waveform data that represent electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes.”
  • waveform data that represent changes in action potential the action potential is measured using the patch clamp method or the like.
  • cardiomyocytes have corresponding ion channels that allow ions such as sodium ions (Na + ), calcium ions (Ca 2+ ), and potassium ions (K + ) to pass in and out of the cells.
  • ions such as sodium ions (Na + ), calcium ions (Ca 2+ ), and potassium ions (K + )
  • Na + sodium ions
  • Ca 2+ calcium ions
  • K + potassium ions
  • the intracellular potential is maintained at a negative level, while the extracellular potential is positive, resulting in a polarized state between the inside and outside of the cell.
  • the permeability of the sodium ion (Na + ) ion channel increases, allowing sodium ions (Na + ) to flow into the cell.
  • the intracellular potential shifts to a positive state. This marks the beginning of an excited state for cardiac muscle cells. This state is called depolarization, as it transitions in a direction that eliminates the potential difference between the polarized cell and its outside.
  • This change in potential increases the permeability of the calcium ion (Ca 2+ ) ion channel, allowing calcium ions (Ca 2+ ) to flow into the cell. This maintains a positive intracellular potential for a while. Subsequently, the permeability of the potassium ion (K + ) ion channel increases, allowing potassium ions (K + ) to flow out of the cell, returning the intracellular potential to a negative state. This results in polarization again inside and outside the cell. This is called repolarization. Repolarization terminates the excited state of cardiac muscle cells. Cardiomyocytes periodically repeat this excited state, which manifests as a pulsation.
  • the extracellular potential measured by the MEA plate 30 changes as shown in Figure 7 (B).
  • the extracellular potential maintains a reference potential of approximately "0.”
  • the extracellular potential shows a nearly vertical rise and fall. This is called the first peak P1.
  • the first peak P1 has peaks in both the positive and negative directions. After the first peak P1, the extracellular potential rises sharply to near the reference potential, and then, while the intracellular potential remains positive, the extracellular potential rises gradually while maintaining a potential near the reference potential. Then, when repolarization occurs in the cardiomyocytes, the extracellular potential shows relatively steep rises and falls.
  • the apex of this mountain-shaped waveform that is convex in the positive direction is called the second peak P2.
  • FPD is the extracellular potential duration (FPD: Field Potential Duration)
  • ISI is the interspike interval (ISI: Interspike Interval), which corresponds to the pulsation period.
  • A1 is the amplitude of the first peak P1
  • A2 is the amplitude of the second peak P2.
  • SA is the section from the first peak P1 to the second peak P2
  • SB is the section after the second peak P2.
  • SA1 to SA3 are sections obtained by further subdividing section SA.
  • SA1 is a section defined by the fixed time it takes for the extracellular potential from the first peak P1 to rise to near the reference potential of "0".
  • SA2 is the section from the end of section SA1 to the point where the extracellular potential begins to rise toward the second peak P2 near the base of the mountain-shaped waveform with the second peak P2 as its apex.
  • SA3 is the section from the end of section SA2 to the second peak P2.
  • the morphological characteristics of each of these sections such as the slope and shape of the waveform in section SA and the shape of the waveform in section SB, also vary depending on the various factors mentioned above.
  • Figure 8 shows waveform variation under the same measurement conditions.
  • Figure 8 shows multiple waveform data output from each electrode 41 of the microelectrode array 40 in one well 32. All waveform data represent pre-administration waveform data prior to administration of a drug candidate substance.
  • the pre-administration waveform data shown in Figure 8 are superimposed with the first peak P1 time aligned.
  • the pre-administration waveform data vary in the time of the second peak P2, resulting in variation in the FPD.
  • the ISI There is also variation in the ISI.
  • interval SA see Figure 7
  • interval SB see Figure 7
  • interval SA2 see Figure 7
  • interval SA3 see Figure 7
  • morphological characteristics In addition to quantitative characteristics such as time and amplitude, morphological characteristics also vary. For example, there is variation in the shape of the extracellular potential waveform in the section SA between the first peak P1 and the second peak P2, and in the section SB after the second peak P2.
  • Figure 9 shows an example of waveform data output from multiple electrodes 41 included in the microelectrode array 40.
  • Figure 9 shows waveform data corresponding to each of channels CH1 to CH16.
  • the multiple waveform data shown in Figure 8 is, for example, data obtained by superimposing the waveform data for each of channels CH1 to CH16 shown in Figure 9.
  • the waveforms shown in Figures 7(B) and 8 show the myocardial waveforms before the drug candidate substance is administered, but when the drug candidate substance is administered, the waveform changes depending on the toxicity of the drug candidate substance.
  • Figure 10 shows the change in waveform when a drug candidate substance is administered to cardiomyocytes.
  • Figure 10 shows pre-administration waveform data before administration and post-administration waveform data after administration superimposed with the time of the first peak P1 aligned.
  • the post-administration waveform data shows multiple post-administration waveform data with different concentrations of the drug candidate substance.
  • the post-administration waveform data shows four types of data when the concentration is changed to four levels: low concentration, medium concentration, high concentration, and ultra-high concentration. The concentrations correspond to the administered amount of the drug candidate substance.
  • the waveform data changes not only in quantitative characteristics such as the FPD (see Figure 7) and the amplitude A2 of the second peak P2 (see Figure 7) but also in morphological characteristics before and after administration of the drug candidate substance.
  • the first peak P1 and the second peak P2 appear at the same points before and after administration, but the slope and shape of the waveform in each section SA (see Figure 7) change before and after administration.
  • the quantitative and morphological characteristics of the waveform data also change depending on the concentration of the administered drug candidate substance. In the example shown in Figure 10, the higher the concentration of the drug candidate substance, the longer the FPD and the smaller the amplitude A2 of the second peak P2.
  • the slope and shape of the waveform in section SA between the first peak P1 and the second peak P2 also change.
  • the length of the FPD changes significantly, particularly at ultra-high drug candidate concentrations, and the slope and shape of the waveform in section SA also change significantly.
  • the analysis unit 61 performs the following normalization process on all pre-administration waveform data output from the MEA plate 30, and then analyzes the form of the normalized pre-administration waveform data to determine eligibility.
  • the analysis unit 61 which is an example of a processor, analyzes the morphology in a manner that is not dependent on the variability of both the time from depolarization to repolarization and the amplitude corresponding to repolarization for the control waveform data. This makes it possible to obtain assessment results that are closer to a human visual sensory evaluation than when focusing on variability in other areas.
  • This machine learning model is a model trained using training data consisting of pairs of control waveform data for training and corresponding ground truth data that indicate the eligibility determination result.
  • the analysis unit 61 may determine eligibility using any one of multiple methods, such as rule-based analysis, template matching, and machine learning, or a combination of multiple methods.
  • the processor 23 may have a function of displaying whether or not the wells 32 of the MEA plate 30 can be used for toxicity evaluation tests based on the determination result of the eligibility of the control waveform data (pre-administration waveform data, for example).
  • the suitability of the wells 32 for use in toxicity evaluation tests is referred to as "well eligibility" to distinguish it from the eligibility of the control waveform data.
  • FIGS. 19 to 21 are examples of a screen 81 that displays the well eligibility for each well 32 of the MEA plate 30.
  • the screen 81 displays the arrangement of the multiple wells 32 of the MEA plate 30.
  • the wells 32 are represented by round well icons 82.
  • a total of 24 well icons 82 are arranged in a matrix of 4 rows and 6 columns on the screen 81, corresponding to the number and arrangement of the wells 32 of the MEA plate 30.
  • MEA plate 30 shown in Figure 2 has a total of 48 wells 32 arranged in 6 rows and 8 columns, but for convenience, the screen 81 in Figures 19 to 21 is shown in a 4 row x 6 column format.
  • Reference columns are columns into which substances known to be positive (toxic) or negative (non-toxic) are administered. It is normal for abnormal waveforms indicating toxicity to appear in the post-administration waveform data output from each well 32 in the positive columns, while it is normal for abnormal waveforms to not appear in the post-administration waveform data of the negative columns. However, if the pre-administration waveform data of wells 32 in these reference columns is not qualified, abnormal waveforms may also appear in the negative columns, for example. Therefore, the well qualification of wells 32 in the reference columns is also determined based on the qualification of the pre-administration waveform data.
  • test subject columns are columns into which drug candidate substances with unknown toxicity, the subject of toxicity evaluation tests, are administered.
  • different drug candidate substances Compound 1 to Compound 4 are administered to each test subject column.
  • the toxicity of these test subject Compounds 1 to 4 is evaluated based on the post-administration waveform data output from the wells 32 of each column. In order for toxicity evaluation to be performed properly, it is necessary that the pre-administration waveform data output from each well 32 in the test subject columns is qualified, just like in the reference columns.
  • Each row has four wells 32, and well eligibility is determined for each well 32.
  • the well eligibility of an individual well 32 is determined to be eligible if there is eligible pre-administration waveform data for at least one of the 16 channels of electrodes 41 in that well 32.
  • the processor 23 also determines whether the toxicity evaluation test for each substance is successful based on the well eligibility determination results. In this example, because the administered substance differs for each column of the MEA plate 30, the success or failure of the toxicity evaluation test for each substance is presented as the success or failure of the toxicity evaluation test for each column. For example, if three of the four wells 32 in a column are well eligible, the toxicity evaluation test for that column is determined to be successful. If two or more wells 32 in a column are unqualified, the toxicity evaluation test for that column is determined to be unqualified.
  • the success or failure of the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is also determined. For example, if the toxicity evaluation test for at least one of the reference columns fails, the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be unsuccessful. For the test columns, if the toxicity evaluation test for even one column fails, the test is determined to be successful overall.
  • Figure 20 shows an example in which the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be successful
  • Figure 21 shows an example in which the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be unsuccessful.
  • FIG. 22(B) shows an example in which a result is determined to be "ineligible.”
  • waveform data up to high concentrations before and after administration show measured extracellular potential waveforms, but no change in potential is observed for waveform data at ultra-high concentrations. This is presumably due to, for example, cardiomyocytes being detached from the bottom 34 of the well 32.
  • the processor 23 may present standard waveform data having a standard form recognized as being suitable, in addition to the result of the qualification determination.
  • the standard waveform data is, for example, data showing an ideal waveform such as that shown in FIG. 7(B).
  • the standard waveform data may be actual measurement data selected from control waveform data acquired from actual cardiomyocytes, or may be data created by simulation or the like. By presenting such standard waveform data, the user can easily perform a sensory evaluation in which the morphological characteristics of the control waveform data are visually confirmed. This allows both the determination result of the processor 23 and a visual sensory evaluation to be performed.
  • standard waveform data having a standard form that is recognized as being suitable may be presented in addition to the normalized control waveform data.
  • the hardware structure of the processing units that perform various processes is the various processors shown below.
  • processors include CPUs, programmable logic devices (PLDs), dedicated electrical circuits, etc.
  • a CPU is a general-purpose processor that executes software (programs) and functions as various processing units.
  • a PLD is a processor such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) whose circuit configuration can be changed after manufacturing.
  • a dedicated electrical circuit is a processor with a circuit configuration designed specifically to perform specific processing, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • a single processing unit may be configured with one of these various processors, or may be configured with a combination of two or more processors of the same or different types (for example, multiple FPGAs, or a combination of a CPU and an FPGA). Multiple processing units may also be configured with a single processor. Examples of multiple processing units configured with a single processor include, first, a form in which one or more CPUs are combined with software to form a single processor, and this processor functions as multiple processing units. Second, a form in which a processor is used to realize the functions of an entire system including multiple processing units on a single IC chip, as typified by a system on chip (SoC). In this way, the various processing units are configured with a hardware structure using one or more of the various processors listed above.
  • SoC system on chip
  • the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor devices.
  • the conditions include a first condition that the absolute value of the amplitude corresponding to the depolarization is equal to or greater than a certain value, and a second condition that the amplitude corresponding to the repolarization is within a predetermined range. 5.
  • the analysis items for analyzing the morphology include items set for each section by dividing the pulsation cycle into multiple sections, 6. An information processing device according to any one of claims 1 to 5.
  • the items set for each section include items using multiple approximation curves of different degrees. 7.
  • the processor determines eligibility using at least one of rule-based, template matching, and machine learning; 8.
  • the control waveform data is waveform data acquired using an MEA plate having a plurality of electrodes on the bottom and a plurality of wells in which cardiomyocytes can be placed.
  • the processor has a function of indicating whether or not the well can be used for a toxicity evaluation test based on the determination of the eligibility of the control waveform data.
  • a method for operating an information processing device having a processor comprising: The processor Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance. The control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test; Present the results of the eligibility determination; A method for operating an information processing device.
  • Control waveform data which is waveform data showing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, and the control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in toxicity evaluation tests.
  • An operating program for an information processing device that causes a processor to execute processing including the steps of: [Additional Note 15] An information processing device including a processor, The processor Waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, wherein control waveform data used in a toxicity evaluation test for a drug candidate substance is normalized with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization; Presenting the control waveform data after normalization, Information processing device. [Additional Note 16] In addition to the normalized control waveform data, standard waveform data having a standard form that is recognized as eligible is presented. Item 16. An information processing device according to item 15.
  • An operating program for an information processing device having a processor Normalizing control waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, which is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate, with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization; Presenting the control waveform data after normalization;
  • An operating program for an information processing device that causes a processor to execute processing including the steps of:
  • the technology of the present disclosure can be appropriately combined with the various embodiments and/or modified examples described above. Furthermore, it is not limited to the above embodiments, and various configurations can be adopted as long as they do not deviate from the gist of the technology. Furthermore, the technology of the present disclosure extends not only to programs but also to storage media that non-temporarily store programs. Storage media are, for example, computer-readable non-temporary storage media such as USB (Universal Serial Bus) memory, flexible disks, and CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory). Programs may also be provided online via a network such as the Internet. The technology of the present disclosure also extends not only to programs but also to program products. Program products include all forms of products for providing programs. Like programs, program products may be provided stored on computer-readable non-temporary storage media, or they may be provided online.
  • USB Universal Serial Bus
  • CD-ROMs Compact Disc Read Only Memory

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

This information processing device comprises a processor. By analyzing, using a method independent of dispersion in measurements, the morphology of control waveform data that represents an electrical change corresponding to the pulsation of a cardiomyocyte and that is used for a toxicity evaluation test of a drug candidate substance, the processor determines eligibility of whether or not the control waveform data can be used for the toxicity evaluation test of the drug candidate substance, and presents the determination result of the eligibility.

Description

情報処理装置、情報処理装置の作動方法、および情報処理装置の作動プログラムInformation processing device, operating method for information processing device, and operating program for information processing device

 本開示の技術は、情報処理装置、情報処理装置の作動方法、および情報処理装置の作動プログラムに関する。 The technology disclosed herein relates to an information processing device, an operating method for an information processing device, and an operating program for an information processing device.

 創薬分野において、iPS(induced pluripotent stem)細胞から作製された心筋細胞を用いて毒性評価を行う手法として、微小電極アレイ(MEA:Micro Electrode Array)を用いた手法が開発されている(国際公開第2022/176310号参照)。微小電極アレイは、複数の微小電極を配列したものであり、微小電極アレイは、ウェルプレートの各ウェルの底部に設けられる。このような微小電極アレイが各ウェルに設けられたウェルプレートはMEAプレートと呼ばれる。そして、各ウェルの底部には、シート状の心筋細胞が、複数の微小電極と接触した状態で形成される。そして、各微小電極からは、電気生理学的変化を示す波形として、心筋細胞の拍動に応じた細胞外電位を表す波形データが出力される。薬剤候補物質の毒性評価は、薬剤候補物質を投与した薬剤処置済み波形データと、薬剤処置済み波形データと比較対照される対照波形データとを用いて行われる。対照波形データは、例えば、薬剤候補物質を投与する前の心筋細胞から取得される投与前波形データであり、薬剤処置済み波形データは、例えば、同じ心筋細胞に薬剤候補物質を投与した後に取得される投与後波形データである。 In the field of drug discovery, a method using microelectrode arrays (MEAs) has been developed as a method for evaluating toxicity using cardiomyocytes generated from iPS (induced pluripotent stem) cells (see International Publication No. WO 2022/176310). A microelectrode array is an arrangement of multiple microelectrodes, and the microelectrode array is provided at the bottom of each well of a well plate. A well plate with such a microelectrode array provided in each well is called an MEA plate. A sheet of cardiomyocytes is formed at the bottom of each well in contact with the multiple microelectrodes. Each microelectrode outputs waveform data representing the extracellular potential corresponding to the pulsation of the cardiomyocytes as a waveform indicating electrophysiological changes. Toxicity evaluation of a drug candidate substance is performed using drug-treated waveform data obtained by administering the drug candidate substance and control waveform data that is compared with the drug-treated waveform data. Control waveform data is, for example, pre-administration waveform data obtained from cardiomyocytes before administration of a drug candidate substance, and drug-treated waveform data is, for example, post-administration waveform data obtained after administration of a drug candidate substance to the same cardiomyocytes.

 このような薬剤処置済み波形データを毒性評価に使用するためには、対照波形データについては、正常な拍動を示す理想的な波形を持つ波形データであることが求められる。対照波形データが異常な場合は、薬剤処置済み波形データから薬剤候補物質に起因する変化を正確に検出することができないためである。そのため、対照波形データに対しては、毒性評価試験に使用可能か否かの適格性の判定が行われる。 In order to use such drug-treated waveform data for toxicity assessment, the control waveform data must have an ideal waveform that indicates a normal beat. If the control waveform data is abnormal, it will be impossible to accurately detect changes caused by the drug candidate substance from the drug-treated waveform data. For this reason, the control waveform data is evaluated for suitability for use in toxicity assessment tests.

 適格性の判定は、人の目視による官能評価によって行われているが、データ数が膨大になるため、機械化が要望されている。国際公開第2022/176310号には、適格性の判定に機械学習モデルによるクラスタリング手法を利用する方法が記載されている。 Eligibility assessment is currently carried out by human visual sensory evaluation, but due to the enormous amount of data involved, there is a demand for mechanization of this process. WO 2022/176310 describes a method that uses a clustering technique based on a machine learning model to assess eligibility.

 しかしながら、機械学習モデルを用いた方法では、人の目視による官能評価のポイントが適切に反映されない場合があった。 However, methods using machine learning models sometimes fail to properly reflect the key points of human visual sensory evaluation.

 本開示の技術に係る1つの実施形態は、毒性評価試験に使用する波形データの適格性について、従来と比べて、人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる情報処理装置、情報処理装置の作動方法、および情報処理装置の作動プログラムを提供する。 One embodiment of the technology disclosed herein provides an information processing device, an operating method for the information processing device, and an operating program for the information processing device that can obtain judgment results that are closer to human visual sensory evaluation than conventional methods regarding the suitability of waveform data for use in toxicity evaluation tests.

 上記目的を達成するために、本開示の情報処理装置は、プロセッサを備えた情報処理装置であって、プロセッサは、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、適格性の判定結果を提示する。 In order to achieve the above objective, the information processing device disclosed herein is an information processing device equipped with a processor, which analyzes the morphology of control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, using a method that is not dependent on variability between measurements, to determine whether the control waveform data is suitable for use in toxicity evaluation tests, and presents the results of the eligibility determination.

 プロセッサは、対照波形データについて、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅の両方のばらつきに依存しない方法で形態を解析することが好ましい。 Preferably, the processor analyzes the morphology of the control waveform data in a manner that is independent of variations in both the time from depolarization to repolarization within a beat cycle and the amplitude corresponding to the repolarization.

 測定ごとのばらつきに依存しない方法は、対照波形データに対して、時間と、振幅について正規化する方法であることが好ましい。 A method that is not dependent on measurement-to-measurement variability is preferably one that normalizes for time and amplitude relative to the reference waveform data.

 プロセッサは、脱分極に対応する振幅および再分極に対応する振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない対照波形データを、形態の解析対象から除外することが好ましい。 It is preferable that the processor excludes from the morphology analysis control waveform data in which at least one of the amplitudes corresponding to depolarization and repolarization does not satisfy a preset condition.

 条件は、脱分極に対応する振幅の絶対値が一定値以上という第1条件と、再分極に対応する振幅が予め設定された範囲内という第2条件とを含むことが好ましい。 The conditions preferably include a first condition that the absolute value of the amplitude corresponding to depolarization is equal to or greater than a certain value, and a second condition that the amplitude corresponding to repolarization is within a predetermined range.

 形態を解析するための解析項目は、拍動の周期を複数の区間に分け、区間毎に設定されている項目を含むことが好ましい。 It is preferable that the analysis items for analyzing the morphology include items set for each interval, with the pulsation cycle divided into multiple intervals.

 区間毎に設定されている項目には、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれることが好ましい。 It is preferable that the items set for each section include items that use multiple approximation curves of different degrees.

 プロセッサは、ルールベース、テンプレートマッチング、および機械学習の少なくとも一つを用いて適格性を判定することが好ましい。 Preferably, the processor determines eligibility using at least one of rule-based, template matching, and machine learning techniques.

 対照波形データは、底部に複数の電極が設けられ、心筋細胞を配置することが可能なウェルを複数有するMEAプレートを用いて取得された波形データであることが好ましい。 The control waveform data is preferably waveform data obtained using an MEA plate having multiple electrodes on the bottom and multiple wells in which cardiomyocytes can be placed.

 プロセッサは、対照波形データの適格性の判定に基づいて、ウェルが毒性評価試験に使用可能か否かを提示する機能を有することが好ましい。 The processor preferably has the ability to indicate whether or not a well can be used for toxicity evaluation testing based on a determination of the suitability of the control waveform data.

 プロセッサは、薬剤候補物質を心筋細胞に投与した後に取得した薬剤処置済み波形データを、ウェルが毒性評価試験に使用可能か否かの判定に利用することが好ましい。 The processor preferably uses the drug-treated waveform data acquired after administering the drug candidate substance to the cardiomyocytes to determine whether the well can be used for toxicity evaluation testing.

 判定結果に加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示することが好ましい。 In addition to the assessment results, it is preferable to present standard waveform data with a standard form that is recognized as being suitable.

 本開示の情報処理装置の作動方法は、プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、プロセッサは、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、適格性の判定結果を提示する。 The disclosed method for operating an information processing device is a method for operating an information processing device equipped with a processor, in which the processor analyzes the form of control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, to determine whether the control waveform data is suitable for use in toxicity evaluation tests and present the results of the eligibility determination.

 本開示の情報処理装置の作動プログラムは、プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定すること、適格性の判定結果を提示すること、を含む処理をプロセッサに実行させる。 The operating program for an information processing device disclosed herein is an operating program for an information processing device equipped with a processor, and causes the processor to execute processing including: determining the suitability of control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, by analyzing the form of the control waveform data, as to whether the control waveform data can be used in toxicity evaluation tests, and presenting the results of the suitability determination.

 本開示の情報処理装置は、プロセッサを備えた情報処理装置であって、プロセッサは、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行い、正規化後の対照波形データを提示する。 The information processing device disclosed herein is an information processing device equipped with a processor, which normalizes control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, in terms of the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to repolarization, and presents the normalized control waveform data.

 正規化後の対照波形データに加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示することが好ましい。 In addition to the normalized control waveform data, it is preferable to present standard waveform data with a standard form that is recognized as being qualified.

 本開示の情報処理装置の作動方法は、プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、プロセッサは、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行い、正規化後の対照波形データを提示する。 The disclosed method for operating an information processing device is a method for operating an information processing device equipped with a processor, in which the processor normalizes control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, for the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to repolarization, and presents the normalized control waveform data.

 本開示の情報処理装置の作動プログラムは、プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行うこと、正規化後の対照波形データを提示すること、を含む処理をプロセッサに実行させる情報処理装置の作動プログラム。 The operating program for an information processing device disclosed herein is an operating program for an information processing device equipped with a processor, and causes the processor to execute processing including normalizing control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, for the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to repolarization, and presenting the normalized control waveform data.

 本開示の技術によれば、毒性評価試験に使用する波形データの適格性について、従来と比べて、人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる。 The technology disclosed herein makes it possible to obtain judgment results on the suitability of waveform data for use in toxicity evaluation tests that are closer to human visual sensory evaluation than conventional methods.

電気的機能評価システムを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an electrical function evaluation system. MEAプレートの一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of an MEA plate. ウェルの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a well. 微小電極アレイの一例を示す図である。FIG. 1 shows an example of a microelectrode array. 電気的機能評価システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the electrical function evaluation system. 情報処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the information processing device. 心筋波形の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a myocardial waveform. 投与前波形データのばらつきを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the variability of pre-administration waveform data. 微小電極アレイから出力される波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of waveform data output from a microelectrode array. 薬剤候補物質の投与によって変化する波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of waveform data that changes upon administration of a drug candidate substance. EADが発生している波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of waveform data in which EAD occurs. DADが発生している波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of waveform data in which DAD occurs. 心停止が生じている波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of waveform data in which cardiac arrest occurs. 正規化後の投与前波形データの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of normalized pre-administration waveform data. 適格性判定の解析項目のリストである。This is a list of analysis items for eligibility determination. 形態解析の観点「1-3」に基づく解析項目の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of analysis items based on the morphological analysis viewpoint “1-3.” 適格性判定の処理手順の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a procedure for determining eligibility. 適格性判定の判定結果の表示形態の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a display form of the determination result of eligibility determination. 毒性評価試験が成立するか否かを提示する画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen that displays whether or not a toxicity evaluation test is successful. 毒性評価試験が成立する場合の画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen when a toxicity evaluation test is successful. 毒性評価試験が不成立の場合の画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen displayed when a toxicity evaluation test is not successful. 投与後波形データを毒性評価試験の成否の判定に使用する例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example in which post-administration waveform data is used to determine the success or failure of a toxicity evaluation test. 変形例3を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modified example 3. 変形例4を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a fourth modified example.

 以下、図面を参照して本開示の技術に係る実施形態を説明する。 Embodiments of the technology disclosed herein will be described below with reference to the drawings.

 図1は、細胞の電気的活動を測定する電気的機能評価システム2を模式的に示す。図1に示す電気的機能評価システム2は、細胞培養装置10と、情報処理装置20とにより構成されている。細胞培養装置10は、細胞を培養しながら、細胞の電気生理学的変化を示す波形(例えば、心筋細胞の拍動を示す心筋波形)を計測することを可能とする。また、細胞培養装置10は、培養環境(例えば、温度、二酸化炭素濃度)の制御を行う。 Figure 1 shows a schematic diagram of an electrical function evaluation system 2 that measures the electrical activity of cells. The electrical function evaluation system 2 shown in Figure 1 is composed of a cell culture device 10 and an information processing device 20. The cell culture device 10 makes it possible to measure waveforms that indicate electrophysiological changes in cells (e.g., myocardial waveforms that indicate the pulsation of cardiomyocytes) while culturing the cells. The cell culture device 10 also controls the culture environment (e.g., temperature, carbon dioxide concentration).

 細胞の培養にはMEAプレート30が用いられる。細胞培養装置10には、MEAプレート30を収容する培養チャンバ11が設けられている。また、細胞培養装置10には、培養チャンバ11を開閉するためのスライド式の蓋12が設けられている。MEAプレート30は、細胞が播種された状態で培養チャンバ11に装着される。培養チャンバ11は、インキュベータとして機能し、長期間に渡る細胞の培養を可能とする。 An MEA plate 30 is used for cell culture. The cell culture device 10 is provided with a culture chamber 11 that houses the MEA plate 30. The cell culture device 10 also has a sliding lid 12 for opening and closing the culture chamber 11. The MEA plate 30 is attached to the culture chamber 11 with cells seeded on it. The culture chamber 11 functions as an incubator, allowing cells to be cultured for long periods of time.

 本実施形態では、細胞として、iPS細胞から作製された心筋細胞を細胞培養装置10により培養する。また、細胞培養装置10は、MEAプレート30に播種された心筋細胞の心筋波形を表す細胞外電位を多点計測法により計測し、計測により得られた波形データを情報処理装置20に出力する。波形データは、心筋細胞の拍動に応じた細胞外電位の変化を表す波形データである。 In this embodiment, cardiomyocytes created from iPS cells are cultured using the cell culture device 10. The cell culture device 10 also uses a multipoint measurement method to measure the extracellular potential representing the myocardial waveform of the cardiomyocytes seeded on the MEA plate 30, and outputs the waveform data obtained by the measurement to the information processing device 20. The waveform data represents changes in the extracellular potential in response to the pulsation of the cardiomyocytes.

 情報処理装置20は、パーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータにより構成されている。情報処理装置20には、細胞培養装置10から入力された波形データを解析するためのソフトウェアがインストールされている。情報処理装置20は、表示部21及び入力部22を有する。表示部21は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等のディスプレイ装置である。入力部22は、キーボード、タッチパッド、マウス等の入力装置である。情報処理装置20は、細胞培養装置10と有線又は無線により接続されている。表示部21及び入力部22は、情報処理装置20に接続される外部機器として構成されていてもよい。 The information processing device 20 is configured as a general-purpose computer such as a personal computer. Software for analyzing waveform data input from the cell culture device 10 is installed in the information processing device 20. The information processing device 20 has a display unit 21 and an input unit 22. The display unit 21 is a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display. The input unit 22 is an input device such as a keyboard, touchpad, or mouse. The information processing device 20 is connected to the cell culture device 10 via a wired or wireless connection. The display unit 21 and input unit 22 may be configured as external devices connected to the information processing device 20.

 情報処理装置20は、入力された波形データを解析し、解析結果をユーザに提示する機能を有する。解析結果は、薬剤候補物質の毒性評価に用いられる。薬剤候補物質とは、薬剤の開発過程において生成される薬剤の候補となる化合物などの物質をいう。薬剤候補物質を投与した薬剤処置済み波形データと、薬剤処置済み波形データと比較対照される対照波形データとを用いて、不整脈のリスクなど、薬剤候補物質が心筋細胞に与える影響である心毒性を評価することができる。情報処理装置20は、波形データに現れる不整脈等のリスク等を表す特徴を解析結果として提示することが可能である。 The information processing device 20 has the function of analyzing the input waveform data and presenting the analysis results to the user. The analysis results are used to evaluate the toxicity of drug candidate substances. Drug candidate substances are substances such as compounds that are drug candidates created during the drug development process. Drug-treated waveform data in which the drug candidate substance is administered and control waveform data that is compared with the drug-treated waveform data can be used to evaluate the cardiotoxicity, which is the effect that the drug candidate substance has on cardiomyocytes, such as the risk of arrhythmia. The information processing device 20 can present features that appear in the waveform data and indicate the risk of arrhythmia, etc., as analysis results.

 対照波形データは、例えば、薬剤候補物質を投与する前の心筋細胞から取得される投与前波形データであり、薬剤処置済み波形データは、例えば、同じ心筋細胞に薬剤候補物質を投与した後に取得される投与後波形データである。また、薬剤候補物質を未投与の心筋細胞の陰性対照群と、薬剤候補物質を投与した心筋細胞の薬剤投与群を用意し、対照波形データとして陰性対照群から取得した波形データを用い、薬剤処置済み波形データとして薬剤投与群から取得した波形データを用いてもよい。以下において、薬剤処置済み波形データとして投与後波形データを、対照波形データとして投与前波形データを例に説明する。 Control waveform data is, for example, pre-administration waveform data obtained from cardiomyocytes before the administration of a drug candidate substance, and drug-treated waveform data is, for example, post-administration waveform data obtained after the drug candidate substance is administered to the same cardiomyocytes. Alternatively, a negative control group of cardiomyocytes not administered the drug candidate substance and a drug-administered group of cardiomyocytes administered the drug candidate substance may be prepared, and waveform data obtained from the negative control group may be used as control waveform data, and waveform data obtained from the drug-administered group may be used as drug-treated waveform data. In the following, an example will be explained using post-administration waveform data as drug-treated waveform data and pre-administration waveform data as control waveform data.

 図2は、MEAプレート30の一例を示す。MEAプレート30は、基板31上に複数の培養ウェル(以下、単にウェルという。)32が配列されたマルチウェルプレートである。図2に示すMEAプレート30は、48個のウェル32を有する。なお、MEAプレート30に設けられたウェル32の数は、48個に限定されず、24個、96個等であってもよい。 Figure 2 shows an example of an MEA plate 30. The MEA plate 30 is a multi-well plate in which multiple culture wells (hereinafter simply referred to as wells) 32 are arranged on a substrate 31. The MEA plate 30 shown in Figure 2 has 48 wells 32. Note that the number of wells 32 provided on the MEA plate 30 is not limited to 48, and may be 24, 96, etc.

 図3は、ウェル32の一例を示す。ウェル32は、上部が開口33された略円筒形状の容器である。心筋細胞は、ウェル32の底部34に付着するように播種される。また、ウェル32は、培地を含む培養液により満たされる。ウェル32の底部34には、微小電極アレイ40(図4参照)が設けられており、一例として、微小電極アレイ40は底部34内に埋め込まれている。 Figure 3 shows an example of a well 32. The well 32 is a roughly cylindrical container with an opening 33 at the top. Cardiomyocytes are seeded so that they adhere to the bottom 34 of the well 32. The well 32 is filled with a culture solution containing a medium. A microelectrode array 40 (see Figure 4) is provided on the bottom 34 of the well 32; for example, the microelectrode array 40 is embedded in the bottom 34.

 図4は、微小電極アレイ40の一例を示す。微小電極アレイ40は、複数の電極41を有する。図4に示す例では、微小電極アレイ40は、4×4に正方配列された16個の微小電極(以下、単に電極という。)41を有する。電極41は、ウェル32の底部34に露出しており、播種された心筋細胞に接触する。電極41の各々は、配線42を介して後述する電位測定回路50に接続されている。以下では、電極41をチャンネルCHと表記することがある。また、16個の電極41を、チャンネルCH1~CH16と表記することにより区別する。 Figure 4 shows an example of a microelectrode array 40. The microelectrode array 40 has a plurality of electrodes 41. In the example shown in Figure 4, the microelectrode array 40 has 16 microelectrodes (hereinafter simply referred to as electrodes) 41 arranged in a 4x4 square. The electrodes 41 are exposed at the bottom 34 of the well 32 and come into contact with the seeded cardiomyocytes. Each of the electrodes 41 is connected to a potential measurement circuit 50 (described below) via wiring 42. Below, the electrodes 41 may be referred to as channels CH. The 16 electrodes 41 are also distinguished by being referred to as channels CH1 to CH16.

 図5は、電気的機能評価システム2のハードウェア構成の一例を示す。細胞培養装置10は、培養チャンバ11、電位測定回路50、及び通信I/F(interface)51を有する。電位測定回路50は、細胞培養装置10に収容されたMEAプレート30で培養されている心筋細胞の細胞外電位を測定する。具体的には、電位測定回路50は、ウェル32の各々に設けられた微小電極アレイ40の各電極41を介して細胞外電位を測定する。すなわち、電位測定回路50により、ウェル32ごとに16個の心筋波形が測定される。 Figure 5 shows an example of the hardware configuration of the electrical function evaluation system 2. The cell culture device 10 has a culture chamber 11, a potential measurement circuit 50, and a communication I/F (interface) 51. The potential measurement circuit 50 measures the extracellular potential of cardiomyocytes cultured on an MEA plate 30 housed in the cell culture device 10. Specifically, the potential measurement circuit 50 measures the extracellular potential via each electrode 41 of a microelectrode array 40 provided in each well 32. In other words, the potential measurement circuit 50 measures 16 myocardial waveforms for each well 32.

 電位測定回路50は、計測した心筋波形を、通信I/F51を介して、波形データとして情報処理装置20へ送信する。MEAプレート30に形成されたウェル32の数が48個で、かつ1つのウェル32に設けられた微小電極アレイ40の数が16個である場合には、768個の波形データが電位測定回路50から情報処理装置20へ送信される。各波形データの計測時間は、一例として数分間であり、心筋波形の拍動が数十拍分含まれる長さである。さらに、波形データは、薬剤候補物質の投与前、及び投与後などのタイミングで送信される。後述するように、薬剤候補物質の濃度を変化させながら波形データは計測されるので、投与後波形データとしては、異なる濃度の投与後波形データがそれぞれ送信される。 The potential measurement circuit 50 transmits the measured myocardial waveform as waveform data to the information processing device 20 via the communication I/F 51. If the number of wells 32 formed in the MEA plate 30 is 48 and the number of microelectrode arrays 40 provided in each well 32 is 16, 768 pieces of waveform data are transmitted from the potential measurement circuit 50 to the information processing device 20. The measurement time for each waveform data is, for example, several minutes, which is a length that includes several tens of beats of the myocardial waveform. Furthermore, the waveform data is transmitted at timings such as before and after administration of the drug candidate substance. As will be described later, the waveform data is measured while changing the concentration of the drug candidate substance, and therefore, post-administration waveform data for different concentrations is transmitted as post-administration waveform data.

 情報処理装置20は、プロセッサ23、メモリ24、入力部22、表示部21、通信I/F25、及びバス26等を有する。プロセッサ23は、メモリ24に格納されたプログラム28及び各種データを読み出して処理を実行することにより、各種の機能を実現するコンピュータである。プロセッサ23は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。 The information processing device 20 includes a processor 23, memory 24, input unit 22, display unit 21, communication I/F 25, and bus 26. The processor 23 is a computer that realizes various functions by reading and processing programs 28 and various data stored in the memory 24. The processor 23 is, for example, a CPU (Central Processing Unit).

 メモリ24は、プロセッサ23が処理を実行する際のプログラム28及び各種データを格納する記憶装置である。メモリ24は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、又はストレージ等を含む。RAMは、例えば、プロセッサ23のワークエリア等として用いられる揮発性メモリである。ROMは、例えば、プログラム28及び各種データを保持する不揮発性メモリである。ROMは、例えば、フラッシュメモリである。ストレージは、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、又はSSD(Solid State Drive)等の大容量の記憶装置であり、OS(Operating System)、各種データ等を記憶する。なお、メモリ24は、情報処理装置20に接続される外部機器として構成されていてもよい。また、メモリ24には、プロセッサ23が波形データの解析に用いる参照情報29なども記憶されている。 The memory 24 is a storage device that stores the program 28 and various data used by the processor 23 when executing processing. The memory 24 includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), or storage. The RAM is, for example, a volatile memory used as a work area for the processor 23. The ROM is, for example, a non-volatile memory that holds the program 28 and various data. The ROM is, for example, a flash memory. The storage is, for example, a large-capacity storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), which stores the OS (Operating System), various data, etc. The memory 24 may be configured as an external device connected to the information processing device 20. The memory 24 also stores reference information 29 used by the processor 23 to analyze waveform data.

 図6は、情報処理装置20の機能構成の一例を示す。情報処理装置20は、プロセッサ23がプログラム28に基づいて処理を実行することにより、各種の機能を実現する。これらの各種機能は、ハードウェアによって実現されたものであってもよい。なお、プログラム28は、本開示の技術に係る「作動プログラム」の一例である。 FIG. 6 shows an example of the functional configuration of the information processing device 20. The information processing device 20 realizes various functions by having the processor 23 execute processing based on the program 28. These various functions may also be realized by hardware. Note that the program 28 is an example of an "operation program" according to the technology disclosed herein.

 プロセッサ23には、データ取得部60、解析部61、及び出力部62として機能する。データ取得部60は、細胞培養装置10から送信される波形データを取得する取得処理を行う。細胞培養装置10から送信される波形データには、上述のとおり、投与前波形データと、投与後波形データとが含まれる。解析部61は、取得した波形データに対して解析処理を実行する。解析処理の詳細については後述する。 The processor 23 functions as a data acquisition unit 60, an analysis unit 61, and an output unit 62. The data acquisition unit 60 performs an acquisition process to acquire waveform data transmitted from the cell culture device 10. As described above, the waveform data transmitted from the cell culture device 10 includes pre-administration waveform data and post-administration waveform data. The analysis unit 61 performs an analysis process on the acquired waveform data. Details of the analysis process will be described later.

 出力部62は、解析部61の解析結果を表示部21に出力する出力処理を行う。出力処理によって解析結果がユーザに提示される。出力処理は、本開示の技術に係る「提示」を実現する処理の一例である。なお、本例では、出力処理について、情報処理装置20の表示部21に出力する例を示しているが、情報処理装置20とは別の表示装置に解析結果を出力してもよいし、ネットワークを介して解析結果を、別の端末に送信してもよい。解析結果の提示は、こうした出力処理によっても実現される。 The output unit 62 performs output processing to output the analysis results of the analysis unit 61 to the display unit 21. The analysis results are presented to the user through the output processing. The output processing is an example of processing that realizes "presentation" according to the technology of the present disclosure. Note that in this example, the output processing shows an example of outputting to the display unit 21 of the information processing device 20, but the analysis results may also be output to a display device other than the information processing device 20, or the analysis results may be transmitted to another terminal via a network. Presentation of the analysis results can also be realized through such output processing.

 図7は、心筋波形の一例を示す。図7(A)は、心筋細胞の細胞内の活動電位を表す心筋波形を示し、図7(B)は、MEAプレート30を用いて計測される心筋細胞の細胞外電位の変化を表す心筋波形を示す。情報処理装置20が取得する波形データは、図7(B)の心筋波形の波形データである。図7(B)に示す細胞外電位の変化を表す心筋波形の波形データは、本開示の技術に係る「心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データ」の一例である。以下において、細胞外電位の変化を表す波形データを例に説明する。 FIG. 7 shows an example of a myocardial waveform. FIG. 7(A) shows a myocardial waveform representing the intracellular action potential of myocardial cells, and FIG. 7(B) shows a myocardial waveform representing changes in the extracellular potential of myocardial cells measured using the MEA plate 30. The waveform data acquired by the information processing device 20 is the waveform data of the myocardial waveform in FIG. 7(B). The waveform data of the myocardial waveform representing changes in the extracellular potential shown in FIG. 7(B) is an example of "waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of myocardial cells" according to the technology of the present disclosure. The following explanation takes waveform data representing changes in the extracellular potential as an example.

 なお、「心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データ」としては、活動電位の変化を表す心筋波形の波形データを用いてもよい。活動電位の変化を表す波形データを使用する場合は、活動電位をパッチクランプ法などで測定する。 In addition, waveform data of myocardial waveforms that represent changes in action potential may also be used as "waveform data that represent electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes." When using waveform data that represent changes in action potential, the action potential is measured using the patch clamp method or the like.

 心筋細胞は、周知のとおり、ナトリウムイオン(Na)、カルシウムイオン(Ca2+)、及びカリウムイオン(K)などの各イオンを細胞の内外に通過させるそれぞれに対応するイオンチャンネルを有している。そして、細胞膜が刺激を受けるとイオンチャンネルの透過性が変化し、イオンチャンネルを介してイオンの流入と流出が生じる。これにより、心筋細胞に収縮と拡張が引き起こされる。収縮と拡張は周期的に生じ、これが拍動となる。心筋細胞内の活動電位は、この拍動に応じて、図7(A)に示すように変化する。 As is well known, cardiomyocytes have corresponding ion channels that allow ions such as sodium ions (Na + ), calcium ions (Ca 2+ ), and potassium ions (K + ) to pass in and out of the cells. When the cell membrane is stimulated, the permeability of the ion channels changes, allowing ions to flow in and out through the ion channels. This causes contraction and expansion of the cardiomyocytes. Contraction and expansion occur periodically, resulting in pulsation. The action potential within the cardiomyocytes changes in response to this pulsation, as shown in Figure 7(A).

 具体的には、心筋細胞は、細胞膜が興奮していない状態では、細胞内の電位をマイナスに保っており、細胞外の電位はプラスになっているため、細胞内外で分極した状態になっている。細胞膜が刺激を受けると、ナトリウムイオン(Na)のイオンチャンネルの透過性が増大し、ナトリウムイオン(Na)が細胞内に流入する。プラスイオンが細胞内に流入するため、細胞内の電位はプラスに移行する。これが心筋細胞の興奮状態の始まりとなる。この状態は、分極した細胞内外の電位差が解消される方向に遷移するため、脱分極と呼ばれる。この電位の変化によりカルシウムイオン(Ca2+)のイオンチャンネルの透過性が増大し、カルシウムイオン(Ca2+)が細胞内に流入する。これにより、しばらくの間、細胞内の電位がプラスの状態が持続する。その後、カリウムイオン(K)のイオンチャンネルの透過性が増大し、カリウムイオン(K)が細胞外へ流出することで細胞内の電位はマイナスに戻る。これにより再び細胞の内外で分極が生じる。これが再分極と呼ばれる。再分極により心筋細胞の興奮状態が終了する。心筋細胞は、このような興奮状態を周期的に繰り返し、これが拍動として現れる。 Specifically, when the cell membrane of a cardiac muscle cell is not excited, the intracellular potential is maintained at a negative level, while the extracellular potential is positive, resulting in a polarized state between the inside and outside of the cell. When the cell membrane is stimulated, the permeability of the sodium ion (Na + ) ion channel increases, allowing sodium ions (Na + ) to flow into the cell. As positive ions flow into the cell, the intracellular potential shifts to a positive state. This marks the beginning of an excited state for cardiac muscle cells. This state is called depolarization, as it transitions in a direction that eliminates the potential difference between the polarized cell and its outside. This change in potential increases the permeability of the calcium ion (Ca 2+ ) ion channel, allowing calcium ions (Ca 2+ ) to flow into the cell. This maintains a positive intracellular potential for a while. Subsequently, the permeability of the potassium ion (K + ) ion channel increases, allowing potassium ions (K + ) to flow out of the cell, returning the intracellular potential to a negative state. This results in polarization again inside and outside the cell. This is called repolarization. Repolarization terminates the excited state of cardiac muscle cells. Cardiomyocytes periodically repeat this excited state, which manifests as a pulsation.

 このような拍動に対応して、MEAプレート30によって計測される細胞外電位は、図7(B)に示すように変化する。まず、心筋細胞に活動電位が生じていない状態では、細胞外電位は、ほぼ「0」の基準電位を保っている。心筋細胞に脱分極が生じると、細胞外電位は、ほぼ垂直な立ち上がりと立下がりを示す。これが第1ピークP1と呼ばれる。第1ピークP1はプラス方向とマイナス方向の両方にピークを持つ。第1ピークP1の後、細胞外電位は基準電位付近まで急激に上昇し、その後、細胞内の電位がプラスの状態にある間は、細胞外電位は、緩やかに上昇しつつ基準電位付近の電位を保つ。そして、心筋細胞に再分極が生じると、細胞外電位は比較的急峻な立ち上がりと立下がりとを示す。このプラス方向に凸な山形の波形の頂点が第2ピークP2と呼ばれる。 In response to this pulsation, the extracellular potential measured by the MEA plate 30 changes as shown in Figure 7 (B). First, when no action potential is generated in the cardiomyocytes, the extracellular potential maintains a reference potential of approximately "0." When depolarization occurs in the cardiomyocytes, the extracellular potential shows a nearly vertical rise and fall. This is called the first peak P1. The first peak P1 has peaks in both the positive and negative directions. After the first peak P1, the extracellular potential rises sharply to near the reference potential, and then, while the intracellular potential remains positive, the extracellular potential rises gradually while maintaining a potential near the reference potential. Then, when repolarization occurs in the cardiomyocytes, the extracellular potential shows relatively steep rises and falls. The apex of this mountain-shaped waveform that is convex in the positive direction is called the second peak P2.

 図7(B)において、FPDは、細胞外電位持続時間(FPD:Field Potential Duration)であり、ISIは、拍動間隔(ISI:Interspike Interval)であり、拍動の周期に対応する。A1は、第1ピークP1の振幅であり、A2は、第2ピークP2の振幅である。これらの値は、同じ測定条件であっても、心筋細胞の状態、又は測定時の種々の要因に応じてばらつきが生じる。 In Figure 7 (B), FPD is the extracellular potential duration (FPD: Field Potential Duration), and ISI is the interspike interval (ISI: Interspike Interval), which corresponds to the pulsation period. A1 is the amplitude of the first peak P1, and A2 is the amplitude of the second peak P2. These values will vary depending on the state of the cardiomyocytes or various factors at the time of measurement, even under the same measurement conditions.

 さらに、図7(B)において、SAは、第1ピークP1から第2ピークP2までの区間であり、SBは、第2ピークP2以降の区間である。SA1~SA3は、区間SAをさらに細分化した区間である。SA1は、第1ピークP1からの細胞外電位が「0」の基準電位付近まで立ち上がるまでの一定時間で規定される区間である。SA2は、区間SA1の終端から、第2ピークP2を頂点とする山形の波形の裾野付近において第2ピークP2に向かって細胞外電位が立ち上がりを開始するまでの区間である。SA3は、区間SA2の終端から第2ピークP2までの区間である。これらの各区間の形態的な特徴、例えば、区間SAにおける波形の傾きと形状、並びに区間SBにおける波形の形状についても、上記の種々の要因に応じてばらつきが生じる。 Furthermore, in Figure 7 (B), SA is the section from the first peak P1 to the second peak P2, and SB is the section after the second peak P2. SA1 to SA3 are sections obtained by further subdividing section SA. SA1 is a section defined by the fixed time it takes for the extracellular potential from the first peak P1 to rise to near the reference potential of "0". SA2 is the section from the end of section SA1 to the point where the extracellular potential begins to rise toward the second peak P2 near the base of the mountain-shaped waveform with the second peak P2 as its apex. SA3 is the section from the end of section SA2 to the second peak P2. The morphological characteristics of each of these sections, such as the slope and shape of the waveform in section SA and the shape of the waveform in section SB, also vary depending on the various factors mentioned above.

 図8は、測定条件が同じ場合における波形のばらつきを示す図である。図8は、1つのウェル32の微小電極アレイ40の各電極41から出力される複数の波形データであり、各波形データは、すべて薬剤候補物質を投与する前の投与前波形データを示している。図8に示す各投与前波形データは、第1ピークP1の時刻を揃えて重ね合わされている。図8に示すとおり、各投与前波形データは、第2ピークP2の時刻がばらついている結果、FPDにばらつきが生じている。ISIにもばらつきが生じている。そのため、区間SA(図7参照)及び区間SB(図7参照)の時間に加えて、区間SAを細分化した区間SA2(図7参照)及区間SA3(図7参照)の時間もばらつく。また、第2ピークP2の振幅A2についてもばらつきが生じている。なお、区間SA1(図7参照)については、第1ピークP1からの一定時間で規定されるため、ばらつきは生じない。 Figure 8 shows waveform variation under the same measurement conditions. Figure 8 shows multiple waveform data output from each electrode 41 of the microelectrode array 40 in one well 32. All waveform data represent pre-administration waveform data prior to administration of a drug candidate substance. The pre-administration waveform data shown in Figure 8 are superimposed with the first peak P1 time aligned. As shown in Figure 8, the pre-administration waveform data vary in the time of the second peak P2, resulting in variation in the FPD. There is also variation in the ISI. As a result, in addition to the duration of interval SA (see Figure 7) and interval SB (see Figure 7), there is also variation in the duration of interval SA2 (see Figure 7) and interval SA3 (see Figure 7), which are subdivisions of interval SA. There is also variation in the amplitude A2 of the second peak P2. Note that there is no variation in interval SA1 (see Figure 7), as it is defined by a fixed time from the first peak P1.

 また、このような時間及び振幅といった定量的な特徴に加えて、形態的な特徴にもばらつきが生じる。例えば、第1ピークP1と第2ピークP2までの区間SAにおける細胞外電位の波形の形状、及び第2ピークP2以降の区間SBの細胞外電位の波形の形状にもばらつきが生じている。 In addition to quantitative characteristics such as time and amplitude, morphological characteristics also vary. For example, there is variation in the shape of the extracellular potential waveform in the section SA between the first peak P1 and the second peak P2, and in the section SB after the second peak P2.

 図9は、微小電極アレイ40に含まれる複数の電極41から出力される波形データの一例を示す。図9には、チャンネルCH1~CH16のそれぞれに対応する波形データが示されている。図8に示した複数の波形データは、例えば、図9に示す各チャンネルCH1~CH16のそれぞれの波形データを重ね合わせたデータである。 Figure 9 shows an example of waveform data output from multiple electrodes 41 included in the microelectrode array 40. Figure 9 shows waveform data corresponding to each of channels CH1 to CH16. The multiple waveform data shown in Figure 8 is, for example, data obtained by superimposing the waveform data for each of channels CH1 to CH16 shown in Figure 9.

 また、図7(B)及び図8に示す波形は、薬剤候補物質を投与する前の心筋波形を示しているが、薬剤候補物質を投与した場合は、薬剤候補物質の毒性に応じて波形に変化が生じる。 Furthermore, the waveforms shown in Figures 7(B) and 8 show the myocardial waveforms before the drug candidate substance is administered, but when the drug candidate substance is administered, the waveform changes depending on the toxicity of the drug candidate substance.

 図10は、心筋細胞に薬剤候補物質を投与した場合の波形の変化を示す。図10は、投与前の投与前波形データと、投与後の投与後波形データとを、第1ピークP1の時刻を揃えて重ね合わせたデータである。投与後波形データについては、薬剤候補物質の濃度が異なる複数の投与後波形データを示している。投与後波形データは、低濃度、中濃度、高濃度、及び超高濃度の4段階に濃度を変化させた場合の4種類のデータを示している。濃度は、薬剤候補物質の投与量に対応する。 Figure 10 shows the change in waveform when a drug candidate substance is administered to cardiomyocytes. Figure 10 shows pre-administration waveform data before administration and post-administration waveform data after administration superimposed with the time of the first peak P1 aligned. The post-administration waveform data shows multiple post-administration waveform data with different concentrations of the drug candidate substance. The post-administration waveform data shows four types of data when the concentration is changed to four levels: low concentration, medium concentration, high concentration, and ultra-high concentration. The concentrations correspond to the administered amount of the drug candidate substance.

 図10に示すように、波形データは、薬剤候補物質の投与前後において、FPD(図7参照)及び第2ピークP2の振幅A2(図7参照)といった定量的な特徴に加えて、形態的な特徴も変化する。例えば、図10に示す例では、投与前後において、第1ピークP1と第2ピークP2が出現する点は同一であるが、それぞれの区間SA(図7参照)の波形の形状は、投与前後では、傾き及び形状が変化している。また、波形データは、薬剤候補物質を投与する濃度によっても、定量的な特徴と形態的な特徴が変化する。図10に示す例では、薬剤候補物質の濃度が高いほどFPDは長くなり、第2ピークP2の振幅A2は小さくなっている。それに伴って第1ピークP1と第2ピークP2の間の区間SAにおける波形の傾き及び形状も変化している。図10の例では、特に、薬剤候補物質の濃度が超高濃度において、FPDの長さが大きく変化し、また、区間SAの波形の傾き及び形状の変化も大きい。傾向としては、濃度が高いほど、第2ピークP2の先鋭度が低下し、第2ピークP2を頂点とする山形の波形が緩やかな形状になっている。 As shown in Figure 10, the waveform data changes not only in quantitative characteristics such as the FPD (see Figure 7) and the amplitude A2 of the second peak P2 (see Figure 7) but also in morphological characteristics before and after administration of the drug candidate substance. For example, in the example shown in Figure 10, the first peak P1 and the second peak P2 appear at the same points before and after administration, but the slope and shape of the waveform in each section SA (see Figure 7) change before and after administration. Furthermore, the quantitative and morphological characteristics of the waveform data also change depending on the concentration of the administered drug candidate substance. In the example shown in Figure 10, the higher the concentration of the drug candidate substance, the longer the FPD and the smaller the amplitude A2 of the second peak P2. Accordingly, the slope and shape of the waveform in section SA between the first peak P1 and the second peak P2 also change. In the example of Figure 10, the length of the FPD changes significantly, particularly at ultra-high drug candidate concentrations, and the slope and shape of the waveform in section SA also change significantly. As a general rule, the higher the concentration, the less sharp the second peak P2 becomes, and the mountain-shaped waveform with the second peak P2 at its apex becomes gentler.

 薬剤候補物質の毒性評価は、図10に示すような、投与前波形データと、濃度が異なる複数の投与後波形データとを解析し、解析結果を比較することにより行われる。例えば、FPD(図7参照)は、心電図におけるQT間隔(Q波の始まりからT波の終わりまでの時間)に相当するため、薬剤候補物質の投与によって生じる不整脈のリスクを表す指標として用いられる。QT間隔の延長は、不整脈を引き起こす可能性を示す。ユーザは、FPDに基づいて、薬剤候補物質の心臓に対する毒性である心毒性の毒性評価を行うことができる。また、心毒性の評価項目としては、FPD以外にも、EAD(Early After Depolarization)、DAD(Delayed After Depolarization)及び心停止などがある。 The toxicity assessment of a drug candidate substance is performed by analyzing pre-administration waveform data and multiple post-administration waveform data at different concentrations, as shown in Figure 10, and comparing the analysis results. For example, the FPD (see Figure 7) corresponds to the QT interval (the time from the start of the Q wave to the end of the T wave) in an electrocardiogram, and is therefore used as an indicator of the risk of arrhythmia caused by the administration of a drug candidate substance. A prolonged QT interval indicates the possibility of causing arrhythmia. Based on the FPD, users can assess the cardiotoxicity of a drug candidate substance, which is its toxicity to the heart. In addition to FPD, other cardiotoxicity assessment items include EAD (Early After Depolarization), DAD (Delayed After Depolarization), and cardiac arrest.

 図11に示すように、EADは、第2ピークP2の前に脱分極が発生する現象であり、図12に示すように、DADは、第2ピークP2の後に脱分極が発生する現象である。EAD及びDADのどちらも、細胞外電位の波形データにおいては、マイナス方向にピークを持つ異常波形として現れる。また、図13(A)に示すように、心停止の場合は、細胞外電位の波形データにおいて拍動時のピークなどのシグナルが見られない状態となる。図13(A)は、拍動が完全に停止している場合を示しており、典型的な心停止の例である。図13(A)に加えて、例えば、図13(B)に示すように、若干の拍動を示す振幅はあるものの、ピークなどのシグナルが見られない状態を心停止と評価してもよい。図13(A)に加えて図13(B)の両方を心停止と評価する場合は、次の2つの特徴に基づいて心停止と判定する。1つ目の特徴(図13(B)における特徴1)は、第1ピークP1においてマイナス方向への落ち込みが少なく、絶対値が一定値THC以下となることである。2つ目の特徴(図13(B)における特徴2)は、第2ピークP2が確認できないことである。こうした特徴に基づいて異常波形を判定することにより、図13(A)に加えて、図13(B)も心停止として評価することができる。 As shown in Figure 11, EAD is a phenomenon in which depolarization occurs before the second peak P2, and as shown in Figure 12, DAD is a phenomenon in which depolarization occurs after the second peak P2. Both EAD and DAD appear as abnormal waveforms with negative peaks in the extracellular potential waveform data. Furthermore, as shown in Figure 13(A), in the case of cardiac arrest, signals such as peaks at the time of pulsation are not observed in the extracellular potential waveform data. Figure 13(A) shows a case in which pulsation has completely stopped, and is a typical example of cardiac arrest. In addition to Figure 13(A), a state in which there is some amplitude indicating pulsation but no signals such as peaks are observed may also be evaluated as cardiac arrest, as shown in Figure 13(B). When evaluating both Figure 13(A) and Figure 13(B) as cardiac arrest, cardiac arrest is determined based on the following two features. The first feature (Feature 1 in Figure 13(B)) is that the first peak P1 does not drop much in the negative direction and the absolute value is below a certain value THC. The second feature (feature 2 in Figure 13(B)) is that the second peak P2 cannot be confirmed. By determining the abnormal waveform based on these features, it is possible to evaluate Figure 13(B) as cardiac arrest in addition to Figure 13(A).

 このような毒性評価を行うためには、毒性評価の対象となる波形データが、毒性評価試験に使用可能な適格性を備えている必要がある。適格性は、対照波形データ(本例では投与前波形データ)が、薬剤候補物質の毒性を評価するために比較対照される波形データとして有するべき性状をいう。図10に示したとおり、薬剤候補物質の投与によって波形データは変化するが、その変化を適切に評価するためには、比較対照される投与前波形データ(対照波形データの一例)が理想波形に近い波形であることが求められる。 In order to conduct such toxicity assessments, the waveform data that is the subject of the toxicity assessment must be suitable for use in toxicity assessment tests. Suitability refers to the properties that control waveform data (in this example, pre-administration waveform data) must possess as waveform data that is compared to assess the toxicity of a drug candidate. As shown in Figure 10, waveform data changes upon administration of a drug candidate, but in order to properly assess this change, the pre-administration waveform data that is compared (an example of control waveform data) must be a waveform that is close to the ideal waveform.

 そこで、解析部61は、MEAプレート30から出力されるすべての投与前波形データについて、以下のような正規化処理を行った後に、正規化後の投与前波形データの形態を解析することにより、適格性を判定する。 Therefore, the analysis unit 61 performs the following normalization process on all pre-administration waveform data output from the MEA plate 30, and then analyzes the form of the normalized pre-administration waveform data to determine eligibility.

 正規化処理は、第1ピークP1から第2ピークP2までの時間と、第2ピークP2の振幅A2とについて行われる。第1ピークP1から第2ピークP2までの時間は、区間SA(図7参照)の時間に相当する。区間SAの時間は、上述のFPDの時間でもある。区間SAの時間についての正規化は、各投与前波形データの区間SAの時間を一定値に揃える処理である。各投与前波形データの第2ピークP2の振幅A2についても、一定値に揃えることで正規化される。 Normalization processing is performed on the time from the first peak P1 to the second peak P2 and the amplitude A2 of the second peak P2. The time from the first peak P1 to the second peak P2 corresponds to the time of section SA (see Figure 7). The time of section SA is also the time of the FPD described above. Normalization of the time of section SA is a process of aligning the time of section SA of each pre-administration waveform data to a constant value. The amplitude A2 of the second peak P2 of each pre-administration waveform data is also normalized by aligning it to a constant value.

 ここで、このような正規化処理を行い、正規化後の投与前波形データの形態を解析することは、本開示の技術に係る「対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅の両方のばらつきに依存しない方法で形態を解析する」ことの一例である。 Here, performing this normalization process and analyzing the morphology of the normalized pre-administration waveform data is an example of "analyzing the morphology of control waveform data in a manner that is independent of variations in both the time from depolarization to repolarization in the pulsatile cycle and the amplitude corresponding to repolarization" according to the technology disclosed herein.

 また、上述のとおり、第1ピークP1は心筋細胞の脱分極に対応し、第2ピークP2は心筋細胞の再分極に対応し、第1ピークP1から第2ピークP2までの時間は、心拍の拍動の周期における脱分極から再分極までの時間に対応する。本例では、対照波形データの一例である投与前波形データとして、図7(B)に示したように、第1ピークP1と第2ピークP2が現れる細胞外電位の変化を表す波形データを用いている。上述のとおり、投与前波形データとしては、図7(A)に示すような活動電位の変化を表す波形データを用いてもよい。その場合は、解析部61は、パッチクランプ法などで測定した活動電位の変化を表す波形データから脱分極および再分極のタイミングを検出し、脱分極から再分極までの時間を評価する。その上で、解析部61は、活動電位の変化を表す波形データに対して、振幅と時間について正規化を行う。 As mentioned above, the first peak P1 corresponds to the depolarization of cardiomyocytes, the second peak P2 corresponds to the repolarization of cardiomyocytes, and the time from the first peak P1 to the second peak P2 corresponds to the time from depolarization to repolarization in a cardiac cycle. In this example, waveform data representing changes in the extracellular potential at which the first peak P1 and the second peak P2 appear, as shown in Figure 7(B), is used as pre-administration waveform data, which is an example of control waveform data. As mentioned above, waveform data representing changes in the action potential, as shown in Figure 7(A), may also be used as pre-administration waveform data. In this case, the analysis unit 61 detects the timing of depolarization and repolarization from waveform data representing changes in the action potential measured using patch clamping or the like, and evaluates the time from depolarization to repolarization. The analysis unit 61 then normalizes the amplitude and time of the waveform data representing changes in the action potential.

 図14は、図8に示した区間SA(図7参照)の時間及び振幅A2(図7参照)などがばらついている複数の投与前波形データに対して正規化処理を実行し、正規化後の複数の投与前波形データを重ね合わせた状態を示している。複数の投与前波形データが重ね合わせられているため、振幅方向に広がりを持った状態で示されている。図14の例では、正規化処理によって区間SAの時間は一定値TNに揃えられている。一定値TNは、一例として、0.4秒である。また、第2ピークP2の振幅A2は、一定値ANに揃えられている。一定値ANは、一例として1mVである。また、図14に示す曲線Lavは、重ね合わされた複数の投与前波形データの平均値を示しており、図14において曲線Lavは多少視認しづらいが、振幅方向にばらついている複数の投与前波形データの中央付近を通っている。 FIG. 14 shows the state in which normalization processing is performed on multiple pre-administration waveform data shown in FIG. 8, which have variations in the time and amplitude A2 (see FIG. 7) of section SA. The normalized pre-administration waveform data are superimposed. Because multiple pre-administration waveform data are superimposed, they are shown with a spread in the amplitude direction. In the example of FIG. 14, the normalization processing has been performed to set the time of section SA to a constant value TN. As an example, the constant value TN is 0.4 seconds. Furthermore, the amplitude A2 of the second peak P2 is set to a constant value AN. As an example, the constant value AN is 1 mV. Furthermore, the curve Lav shown in FIG. 14 represents the average value of the multiple superimposed pre-administration waveform data. Although the curve Lav is somewhat difficult to see in FIG. 14, it passes through the center of the multiple pre-administration waveform data that vary in the amplitude direction.

 このような正規化処理を施すことにより、各投与前波形データのそれぞれの時間及び振幅といった定量的な特徴が捨象されるため、各投与前波形データの形態的な特徴を際立たせることができる。従来は、このような適格性判定は人の目視による官能評価で行われていたが、人の目視による官能評価においては、時間及び振幅といった定量的な特徴よりも、波形の微妙な形状の違いなどの形態的な特徴が注目される。こうした正規化処理を行うことで、解析部61による形態の解析を、人の目視による官能評価に近づけることができる。 By performing this normalization process, quantitative features such as the time and amplitude of each piece of pre-administration waveform data are ignored, allowing the morphological features of each piece of pre-administration waveform data to stand out. Conventionally, this type of eligibility determination has been carried out by human visual sensory evaluation, but in human visual sensory evaluation, attention is focused on morphological features such as subtle differences in the shape of the waveform rather than quantitative features such as time and amplitude. By performing this normalization process, the morphological analysis by the analysis unit 61 can be made closer to a human visual sensory evaluation.

 図15は、適格性の判定における評価観点の一例である。図15に示す例では、評価観点は、前処理における評価観点と、形態解析における評価観点とが含まれている。このような評価観点に基づく解析項目が、参照情報29に含まれている。 FIG. 15 shows an example of evaluation criteria for determining eligibility. In the example shown in FIG. 15, the evaluation criteria include those for preprocessing and those for morphological analysis. Analysis items based on these evaluation criteria are included in reference information 29.

 前処理における評価観点は、一例として「0-1」~「0-3」までの3つの観点がある。観点「0-1」は、「第1ピークP1のプラスとマイナスのそれぞれの振幅の絶対値が一定値以上である」という条件である。観点「0-2」は、「第2ピークP2の振幅A2が一定の範囲内である」という条件である。観点「0-3」は、「区間SAの平均値と第2ピークP2の振幅A2の比率が一定の範囲内である」という条件である。 As an example, there are three evaluation criteria for preprocessing: "0-1" to "0-3." Qualification criteria "0-1" stipulates that "the absolute values of the positive and negative amplitudes of the first peak P1 are equal to or greater than a certain value." Qualification criteria "0-2" stipulates that "the amplitude A2 of the second peak P2 is within a certain range." Qualification criteria "0-3" stipulates that "the ratio of the average value of section SA to the amplitude A2 of the second peak P2 is within a certain range."

 解析部61は、これらの観点「0-1」~「0-3」の条件に基づいて投与前波形データを解析し、条件を満たさない投与前波形データを、形態の解析対象から除外する。すなわち、解析部61は、第1ピークP1の振幅A1および第2ピークP2の振幅A2の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない投与前波形データを、形態の解析対象から除外する処理を実行する。このような前処理を行うことで、適格性判定の処理時間を短縮することができる。 The analysis unit 61 analyzes the pre-administration waveform data based on the conditions of these viewpoints "0-1" to "0-3" and excludes pre-administration waveform data that does not satisfy the conditions from the morphology analysis target. In other words, the analysis unit 61 executes processing to exclude pre-administration waveform data in which at least one of the amplitudes A1 of the first peak P1 and the amplitude A2 of the second peak P2 does not satisfy a preset condition from the morphology analysis target. By performing such pre-processing, the processing time for eligibility determination can be shortened.

 また、観点「0-1」~「0-3」までの3つの観点は、本開示の技術に係る「脱分極に対応する振幅および再分極に対応する振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件」の一例である。また、観点「0-1」の条件は、本開示の技術に係る「脱分極に対応する振幅の絶対値が一定値以上という第1条件」の一例であり、観点「0-2」の条件は、本開示の技術に係る「再分極に対応する振幅が予め設定された範囲内という第2条件」の一例である。 Furthermore, the three aspects "0-1" to "0-3" are examples of "conditions in which at least one of the amplitudes corresponding to depolarization and the amplitude corresponding to repolarization is preset" according to the technology of the present disclosure. Furthermore, the condition of aspect "0-1" is an example of "a first condition in which the absolute value of the amplitude corresponding to depolarization is equal to or greater than a certain value" according to the technology of the present disclosure, and the condition of aspect "0-2" is an example of "a second condition in which the amplitude corresponding to repolarization is within a preset range" according to the technology of the present disclosure.

 また、図15に示すように、形態解析における評価観点としては、一例として観点「1-1」~「1-3」の3つがある。観点「1-1」は、「区間SA3の振幅の最大値など、それぞれの区間単独の評価指標が一定の基準内にあること」というものである。観点「1-2」は、「区間SA2と区間SA3の振幅平均の比率など、それぞれの区間同士の値を比較し、その差が一定の基準内にあること。」というものである。観点「1-3」は、「区間SA2の傾き、直進性、及びうねりなど、それぞれの区間の形状を評価する指標が一定の基準内にあること。傾き又は直進性は例えば直線近似を用いて評価する。うねりは、2次又は3次の近似曲線を用いて評価する。」というものである。 Furthermore, as shown in Figure 15, there are three example evaluation perspectives for morphological analysis: perspectives "1-1" to "1-3." Perspective "1-1" is that "the evaluation index for each individual section, such as the maximum amplitude of section SA3, must be within a certain standard." Perspective "1-2" is that "the values for each section, such as the ratio of the average amplitudes of sections SA2 and SA3, must be compared and the difference must be within a certain standard." Perspective "1-3" is that "the indices for evaluating the shape of each section, such as the slope, straightness, and waviness of section SA2, must be within a certain standard. The slope or straightness is evaluated using, for example, linear approximation. The waviness is evaluated using a quadratic or cubic approximation curve."

 より具体的には、これらの評価観点に基づいて詳細な解析項目が設定される。解析項目には、判定の基準となる閾値及び数値範囲などが含まれる。 More specifically, detailed analysis items are set based on these evaluation criteria. Analysis items include thresholds and numerical ranges that serve as criteria for judgment.

 図15に一例として示すように、形態を解析するための解析項目は、区間SA2と区間SA3というように、拍動の周囲を複数の区間に分け、区間毎に設定されている項目を含んでいる。このように区間毎に項目を設定することで、区間に分けない場合と比較して解析処理を簡単にすることができる。 As shown as an example in Figure 15, the analysis items for analyzing the morphology include items set for each section, with the area around the beat divided into multiple sections, such as section SA2 and section SA3. By setting items for each section in this way, the analysis process can be simplified compared to when the sections are not divided.

 また、区間毎に設定されている形態の解析項目には、観点「1-3」のように、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれている。図16に一例として示すように、区間SA2の投与前波形データのうねりは、区間SA2においては波形のうねりが少ない方が理想波形に近い。具体的な基準としては、一例として、区間SA2の波形の三次近似誤差に対する二次近似誤差の比率が一定値以下という基準が用いられる。図16に一例として示すように、まず、区間SA2において、投与前波形データの二次近似曲線と三次近似曲線が導出される。そして、投与前波形データと二次近似曲線との誤差が二次近似誤差として算出され、投与前波形データと三次近似曲線との誤差が三次近似誤差として算出される。そして、三次近似誤差に対する二次近似誤差の比率が一定値以下か否かが判定される。 Furthermore, the analysis items configured for each section include items using multiple approximation curves of different orders, as in viewpoint "1-3." As shown as an example in Figure 16, the less undulation there is in the pre-administration waveform data for section SA2, the closer it is to the ideal waveform. As a specific criterion, for example, the ratio of the quadratic approximation error to the cubic approximation error of the waveform for section SA2 is equal to or less than a certain value. As shown as an example in Figure 16, first, a quadratic approximation curve and a cubic approximation curve of the pre-administration waveform data are derived for section SA2. Then, the error between the pre-administration waveform data and the quadratic approximation curve is calculated as the quadratic approximation error, and the error between the pre-administration waveform data and the cubic approximation curve is calculated as the cubic approximation error. Then, it is determined whether the ratio of the quadratic approximation error to the cubic approximation error is equal to or less than a certain value.

 うねりの他、直進性を評価する場合も、このような次数が異なる複数の近似曲線を用いてもよい。このように、区間毎に設定されている形態の解析項目に、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれているため、これらを使用しない場合と比較して、より詳細な形態の解析が可能となる。 In addition to waviness, multiple approximation curves of different orders can also be used when evaluating straightness. In this way, the shape analysis items set for each section include items using multiple approximation curves of different orders, making it possible to analyze the shape in more detail than if these were not used.

 なお、これらの適格性判定の解析項目に用いられる閾値等の具体的な値は、実験又はシミュレーションで求めた値でもよいし、あるいは、電気生理学的な知見から定めてもよい。また、理想波形をもとに機械学習モデルを用いて定めてもよい。 The specific values, such as thresholds, used for the analysis items in these eligibility assessments may be values obtained through experiments or simulations, or may be determined based on electrophysiological knowledge. They may also be determined using a machine learning model based on ideal waveforms.

 上記構成による作用について、図17に示すフローチャートを用いて説明する。まず、情報処理装置20は、細胞培養装置10から、MEAプレート30を用いて計測された、薬剤候補物質の投与前の投与前波形データを取得する。適格性判定は、一例として、MEAプレート30のすべてのウェル32から出力される16チャンネル分(図9参照)の投与前波形データに対して、チャンネル単位で行われる。 The operation of the above configuration will be explained using the flowchart shown in Figure 17. First, the information processing device 20 acquires pre-administration waveform data from the cell culture device 10, measured using the MEA plate 30, prior to administration of the drug candidate substance. As an example, eligibility determination is performed on a channel-by-channel basis for the pre-administration waveform data for 16 channels (see Figure 9) output from all wells 32 of the MEA plate 30.

 適格性判定においては、まず、解析部61は、ステップS1000の正規化を実行する。ステップS1000において、解析部61は、投与前波形データに対して、第1ピークP1から第2ピークP2までの時間と、第2ピークP2の振幅A2について正規化を行う。1つのチャンネルから出力される投与前波形データの計測時間は、数分間であり、取得される投与前波形データには数十拍分のデータが含まれる。解析部61は、これら数十拍分の投与前波形データを1~2拍分ずつに分割して、分割したデータの時間と振幅について正規化を行う。これにより、図14に示したような正規化後の複数の投与前波形データがチャンネル毎に生成される。 In determining eligibility, first, the analysis unit 61 performs normalization in step S1000. In step S1000, the analysis unit 61 normalizes the pre-administration waveform data with respect to the time from the first peak P1 to the second peak P2 and the amplitude A2 of the second peak P2. The measurement time for the pre-administration waveform data output from one channel is several minutes, and the acquired pre-administration waveform data includes data for several tens of beats. The analysis unit 61 divides these several tens of beats of pre-administration waveform data into groups of one to two beats, and normalizes the time and amplitude of the divided data. As a result, multiple normalized pre-administration waveform data such as those shown in Figure 14 are generated for each channel.

 ステップS2000において、解析部61は、正規化後の投与前波形データの形態を解析する。形態の解析は、図15に示した複数の評価観点に基づく形態の解析項目について行われる。この場合において、解析部61は、形態の解析項目に先立って前処理の各観点「0-1」~「0-3」についての解析を実行する。そして、解析部61は、前処理の各観点「0-1」~「0-3」の条件を満足しない投与前波形データについては、形態の解析対象から除外する。このような前処理を行うことで、適格性判定の処理時間を短縮することができる。 In step S2000, the analysis unit 61 analyzes the morphology of the normalized pre-administration waveform data. The morphology analysis is performed for morphology analysis items based on the multiple evaluation perspectives shown in Figure 15. In this case, the analysis unit 61 performs analysis for each of the pre-processing perspectives "0-1" to "0-3" prior to the morphology analysis items. The analysis unit 61 then excludes from the morphology analysis any pre-administration waveform data that does not satisfy the conditions of each of the pre-processing perspectives "0-1" to "0-3." By performing such pre-processing, the processing time for eligibility determination can be shortened.

 解析部61は、前処理を行った後、前処理の条件を満足する投与前波形データについて、形態の解析項目に基づいて判定を行う。解析部61は、図15に示した観点「1-1」~「1-3」に基づく解析項目に規定されている基準に合致するかを判定する。上述したとおり、解析項目は、拍動の周期を複数の区間に分け、区間毎に設定されている項目を含んでいる。また、区間毎に設定されている項目には、図16に示したように、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれる。 After performing preprocessing, the analysis unit 61 judges the pre-administration waveform data that satisfies the preprocessing conditions based on the morphology analysis items. The analysis unit 61 determines whether the data meets the criteria specified in the analysis items based on viewpoints "1-1" to "1-3" shown in Figure 15. As described above, the analysis items divide the pulsation cycle into multiple intervals and include items set for each interval. Furthermore, the items set for each interval include items that use multiple approximation curves of different orders, as shown in Figure 16.

 解析部61は、このような形態の解析を行うことにより、投与前波形データについてチャンネル単位で適格性を判定する。すなわち、1つのウェル32については、16チャンネル分の投与前波形データについて適格性を判定し、これをMEAプレート30のすべてのウェル32の投与前波形データについて行う。投与前波形データが適格性を有すると判定された場合は、その投与前波形データを出力するチャンネルも適格性を有すると判定される。適格性を有すると判定されるチャンネルは、例えば、毒性評価に使用可能なゴールデンチャンネルとして選択される。 By performing this type of analysis, the analysis unit 61 determines the eligibility of the pre-administration waveform data on a channel-by-channel basis. That is, for one well 32, the eligibility is determined for the pre-administration waveform data of 16 channels, and this is done for the pre-administration waveform data of all wells 32 on the MEA plate 30. If the pre-administration waveform data is determined to be eligible, the channel that outputs that pre-administration waveform data is also determined to be eligible. A channel determined to be eligible is selected, for example, as a golden channel that can be used for toxicity evaluation.

 ステップS3000において、解析部61は、このような適格性の判定結果をディスプレイ20に出力することにより、ユーザに提示する。図18に示す画面71は、適格性判定結果を表示する画面の一例である。画面71においては、1つのウェル32の16チャンネル分の波形が並べて表示されている。そして、適格性を有すると判定されたチャンネルについては、一例として太枠72が表示されることにより、「適格性無し」と判定されたチャンネルと識別可能に表示される。もちろん、太枠72は「適格性有り」を示す指標の一例であり、指標の表示態様としては、太枠72以外でもよい。指標の表示態様としては、例えば、丸印を付したり、「適格性有り」という文字を挿入するといった態様でもよい。あるいは、「適格性無し」のチャンネルを非表示にして、「適格性有り」のチャンネルだけ表示されるようにしてもよい。 In step S3000, the analysis unit 61 presents the eligibility determination results to the user by outputting them to the display 20. Screen 71 shown in FIG. 18 is an example of a screen displaying the eligibility determination results. Screen 71 displays waveforms for 16 channels of one well 32 side by side. Channels determined to be eligible are displayed with a bold frame 72, for example, to distinguish them from channels determined to be "unqualified." Of course, the bold frame 72 is an example of an indicator indicating "eligibility," and the indicator may be displayed in a manner other than the bold frame 72. The indicator may be displayed in a manner such as by adding a circle or by inserting the word "eligible." Alternatively, "unqualified" channels may be hidden and only "eligible" channels may be displayed.

 さらに、例えば、ウェル32内の複数のチャンネルのうち、1つでも適格性が有れば、そのウェル32も適格性を有すると判定される。適格性を有すると判定されたウェル32は、毒性評価に使用可能と判定される。 Furthermore, for example, if even one of the multiple channels within a well 32 is qualified, that well 32 is also determined to be qualified. A well 32 determined to be qualified is determined to be usable for toxicity evaluation.

 適格性判定が終了した後、MEAプレート30の各ウェル32には、薬剤候補物質が投与される。細胞培養装置10で投与後波形データが計測される。情報処理装置20は、投与後波形データに対して毒性評価の評価項目に応じた解析を行う。この解析においては、例えば、図7に示したFPDの計測、図11~図13に示した、EAD、DAD及び心停止の特徴を表す異常波形の有無といった解析が行われる。こうした解析結果が提示され、解析結果に基づいてユーザは薬剤候補物質の毒性を最終的に評価する。 After the eligibility assessment is complete, the drug candidate substance is administered to each well 32 of the MEA plate 30. Post-administration waveform data is measured by the cell culture device 10. The information processing device 20 analyzes the post-administration waveform data according to the evaluation items of the toxicity assessment. This analysis includes, for example, FPD measurement as shown in Figure 7 and the presence or absence of abnormal waveforms characteristic of EAD, DAD, and cardiac arrest as shown in Figures 11 to 13. The results of these analyses are presented, and the user makes a final evaluation of the toxicity of the drug candidate substance based on the analysis results.

 以上説明したとおり、情報処理装置20のプロセッサ23は、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、適格性の判定結果を提示する。上記例においては、投与前波形データが、対照波形データの一例であり、投与前波形データに対する正規化は、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析する手法の一例である。これにより、従来と比べて、毒性評価試験に使用する波形データの適格性について、従来と比べて、人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる。 As explained above, the processor 23 of the information processing device 20 determines the suitability of control waveform data, which is waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, by analyzing the morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, and presents the eligibility determination result. In the above example, pre-administration waveform data is an example of control waveform data, and normalization of pre-administration waveform data is an example of a method for analyzing morphology using a method that is not dependent on variability between measurements. This makes it possible to obtain a determination result regarding the suitability of waveform data for use in toxicity evaluation tests that is closer to a visual sensory evaluation by a human than in the past.

 より詳細には次のとおりである。上述したとおり、投与前波形データの適格性判定を人が目視によって行う場合は、振幅と時間といった波形の定量的な特徴よりも、波形の形態的な特徴が注目される。本開示の技術によれば、一例として、定量的な特徴について正規化を行うことにより、測定ごとのばらつきに依存しない方法を採用する。正規化後の投与前波形データにおいては形態的な特徴が際立つため、解析部61による機械的な解析を行う場合でも形態的な特徴の把握がしやすい。例えば、国際公開第2022/176310号に記載されているように、従来においても、適格性判定について、機械学習モデルを用いて機械的な処理を行う技術はあった。しかしながら、従来の機械学習モデルを用いた技術では、波形データの正規化が考慮されていない。すなわち、従来の機械学習モデルを用いた技術では、測定ごとのばらつきに依存しない方法が採用されていない。そのため、定量的な特徴と形態的な特徴とが区別されずに特徴量が抽出されてしまう可能性があり、定量的な特徴に引きずられて形態的な特徴が判定結果に適切に反映されない場合があった。形態的な特徴は人の目視による官能評価のポイントとなる。本開示の技術によれば、形態的な特徴に基づく適格性判定を行うことができるため、従来と比べて、人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる。 More details are as follows. As described above, when a person visually assesses the eligibility of pre-administration waveform data, attention is focused on the morphological features of the waveform rather than quantitative features such as amplitude and time. According to the technology disclosed herein, as an example, a method is adopted that is not dependent on measurement-to-measurement variability by normalizing the quantitative features. Because morphological features stand out in the normalized pre-administration waveform data, the morphological features are easy to grasp even when mechanical analysis is performed by the analysis unit 61. For example, as described in International Publication No. 2022/176310, there have been conventional techniques for mechanically processing eligibility assessments using machine learning models. However, conventional techniques using machine learning models do not take into account the normalization of waveform data. In other words, conventional techniques using machine learning models do not employ methods that are independent of measurement-to-measurement variability. As a result, there is a possibility that feature values may be extracted without distinguishing between quantitative and morphological features, and the morphological features may not be appropriately reflected in the assessment results due to being influenced by the quantitative features. Morphological features are key points in sensory evaluation by humans visually. The technology disclosed herein makes it possible to determine eligibility based on morphological characteristics, thereby obtaining evaluation results that are closer to human visual sensory evaluation than conventional methods.

 また、プロセッサ23は、対照波形データ(一例として投与前波形データ)に対して、拍動の周期における脱分極(一例として第1ピークP1)から再分極(一例として第2ピークP2)までの時間と、再分極(一例として第2ピークP2)の振幅A2の両方のばらつきに依存しない方法で形態を解析する。そのため、他の部分のばらつきに着目する場合と比較して、より人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる。 In addition, processor 23 analyzes the morphology of control waveform data (pre-administration waveform data, for example) using a method that is independent of variations in both the time from depolarization (first peak P1, for example) to repolarization (second peak P2, for example) in the pulsation cycle and the amplitude A2 of repolarization (second peak P2, for example). Therefore, compared to when focusing on variations in other parts, it is possible to obtain assessment results that are closer to human visual sensory evaluation.

 具体的には次のとおりである。まず、正規化の対象は、波形データの横軸に相当する時間と縦軸に相当する振幅である。そして、縦軸の時間については、拍動の周期における第1ピークP1から第2ピークP2までの時間(脱分極から再分極までの時間の一例)を対象としている。この時間は、上述した区間SAに相当する。図15に示したとおり、形態の解析項目には、区間SAの形態的な特徴が多く含まれる。このような形態の解析項目は、人が着目するポイントを反映した項目であるので、区間SAの解析項目が多いということは、それだけ、人が着目するポイントがこの区間SAに多いということを意味している。本開示の技術によれば正規化の対象の1つが区間SAの時間となっているため、区間SAの時間を正規化の対象として用いない場合と比較して、人の目視による判定結果により近づけることができる。 Specifically, it is as follows. First, the objects of normalization are the time corresponding to the horizontal axis of the waveform data and the amplitude corresponding to the vertical axis. Then, for the time on the vertical axis, the time from the first peak P1 to the second peak P2 in the beat cycle (an example of the time from depolarization to repolarization) is the object. This time corresponds to the aforementioned section SA. As shown in Figure 15, the morphological analysis items include many of the morphological characteristics of section SA. These morphological analysis items are items that reflect the points that people focus on, so the greater the number of analysis items in section SA, the greater the number of points that people focus on in this section SA. According to the technology disclosed herein, the time in section SA is one of the objects of normalization, and therefore it is possible to more closely approximate the results of a visual assessment by a human, compared to when the time in section SA is not used as a normalization target.

 また、横軸の振幅については、第2ピークP2の振幅A2を対象としている。上述のとおり、第1ピークP1から第2ピークP2までの区間SAの形態が解析対象としては重要なため、区間SAの形態的な特徴を比較するためには、第1ピークP1と第2ピークP2のいずれかの振幅で正規化することが考えられる。本開示の技術では、相対的に振幅が小さい第2ピークP2の振幅A2を正規化の対象とすることで、第1ピークP1の振幅A1を正規化の対象とする場合と比較して、区間SAの振幅方向の変化を適切に抽出することができる。 Furthermore, the amplitude on the horizontal axis is the amplitude A2 of the second peak P2. As mentioned above, the shape of the section SA from the first peak P1 to the second peak P2 is an important subject of analysis, and therefore, in order to compare the morphological characteristics of section SA, it is conceivable to normalize using the amplitude of either the first peak P1 or the second peak P2. With the technology disclosed herein, by normalizing using the amplitude A2 of the second peak P2, which has a relatively small amplitude, it is possible to more appropriately extract changes in the amplitude direction of section SA compared to when the amplitude A1 of the first peak P1 is normalized.

 このように、上記実施形態では、プロセッサの一例である解析部61は、一例として、対照波形データに対して、脱分極から再分極までの時間と再分極に対応する振幅の両方について正規化を行うことにより、両者のばらつきに依存しない方法で形態を解析する。これにより、他の部分のばらつきに着目する場合と比較して、より人の目視による官能評価に近い判定結果を得ることができる。 In this way, in the above embodiment, the analysis unit 61, which is an example of a processor, analyzes the morphology in a manner that is not dependent on the variability of both the time from depolarization to repolarization and the amplitude corresponding to repolarization for the control waveform data. This makes it possible to obtain assessment results that are closer to a human visual sensory evaluation than when focusing on variability in other areas.

 また、上記実施形態で示したとおり、測定ごとのばらつきに依存しない方法は、一例として、対照波形データを正規化する方法である。正規化を利用することにより、正規化以外の方法を利用する場合と比べて、処理を比較的簡単にすることができる。 Furthermore, as shown in the above embodiment, one example of a method that is not dependent on variations between measurements is to normalize the control waveform data. By using normalization, processing can be made relatively simple compared to using methods other than normalization.

 なお、測定ごとのばらつきに依存しない方法としては、正規化以外では、例えば、次の方法がある。対照波形データの形態解析の際に、形態解析の評価値について振幅と時間の差に応じた調整を行うという方法である。解析部61は、このような調整後の評価値で形態解析を行って、適格性を判定する。すなわち、正規化は、対照波形データを整形するというプロセスが含まれるのに対して、形態解析の評価値を調整する方法は、対照波形データの整形を行わず、数値上の処理として正規化に相当する処理を行う方法である。 In addition to normalization, there is another method that is not dependent on variations between measurements: when performing morphological analysis of the control waveform data, the evaluation value of the morphological analysis is adjusted according to the difference in amplitude and time. The analysis unit 61 performs morphological analysis using the adjusted evaluation value and determines eligibility. In other words, while normalization involves the process of shaping the control waveform data, the method of adjusting the evaluation value of the morphological analysis is a method that does not involve shaping the control waveform data, but instead performs a numerical process equivalent to normalization.

 また、一例として適格性判定の前処理として示したように、プロセッサの一例である解析部61は、脱分極に対応する振幅および再分極に対応する振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない対照波形データを、形態の解析対象から除外する。一例として、解析部61は、第1ピークP1の振幅A1および第2ピークP2の振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない投与前波形データを、形態の解析対象から除外する。このような前処理を行うことで、明らかに適格性を有しない波形データを除外することができるため、適格性判定の処理時間を短縮することができる。また、条件を満足するかの判定を振幅に着目して行っているため、解析対象から除外すべき対象を簡単に識別することができる。 Furthermore, as shown as an example of pre-processing for eligibility determination, the analysis unit 61, which is an example of a processor, excludes from the morphology analysis target control waveform data in which at least one of the amplitudes corresponding to depolarization and repolarization does not satisfy a preset condition. As an example, the analysis unit 61 excludes from the morphology analysis target pre-administration waveform data in which at least one of the amplitude A1 of the first peak P1 and the amplitude of the second peak P2 does not satisfy a preset condition. By performing such pre-processing, waveform data that is clearly ineligible can be excluded, thereby shortening the processing time for eligibility determination. Furthermore, because the determination of whether the conditions are satisfied is performed with a focus on amplitude, it is possible to easily identify targets that should be excluded from the analysis target.

 さらに、解析対象とする条件として、脱分極に対応する振幅の絶対値が一定値以上という第1条件と、再分極に対応する振幅が予め設定された範囲内という第2条件とを含む。一例として、第1条件は、第1ピークP1の振幅A1の絶対値が一定値以上という条件であり、第2条件は、第2ピークP2の振幅が予め設定された範囲内という第2条件である。第1条件と第2条件は、適格性を有する波形データが振幅に関して最低限有するべき基本的性質の1つである。このような第1条件と第2条件を用いることで、形態の解析対象の適切な絞り込みが可能になる。 Furthermore, the conditions for determining an object to be analyzed include a first condition that the absolute value of the amplitude corresponding to depolarization is equal to or greater than a certain value, and a second condition that the amplitude corresponding to repolarization is within a preset range. As an example, the first condition is that the absolute value of the amplitude A1 of the first peak P1 is equal to or greater than a certain value, and the second condition is that the amplitude of the second peak P2 is within a preset range. The first and second conditions are one of the basic properties that qualifying waveform data must have at a minimum in terms of amplitude. By using these first and second conditions, it is possible to appropriately narrow down the objects to be analyzed for morphology.

 なお、上記実施形態において、適格性判定の前処理を、正規化後の波形データに対して行っている例で示しているが、前処理については正規化前の対照波形データ(一例として投与前波形データ)に対して行ってもよい。こうすることで、より上流側で不適切な波形データを除外することができる。 In the above embodiment, the preprocessing for determining eligibility is performed on normalized waveform data, but preprocessing may also be performed on control waveform data before normalization (pre-administration waveform data, for example). This makes it possible to exclude inappropriate waveform data further upstream.

 また、形態を解析するための解析項目は、心筋細胞の拍動の周期を複数の区間(例えば、図14に示した区間SA、区間SB、区間SA1および区間SA2など)に分け、区間毎に設定されている項目を含んでいる。解析項目は区間毎に設定されている項目を含むため、区間に分けない場合と比較して、解析処理を簡単にすることができる。 Furthermore, the analysis items for analyzing morphology include items set for each interval that divides the pulsation cycle of cardiomyocytes into multiple intervals (for example, interval SA, interval SB, interval SA1, and interval SA2 shown in Figure 14). Because the analysis items include items set for each interval, the analysis process can be simplified compared to when the intervals are not divided.

 また、区間毎に設定されている項目には、一例として項目「1-3」、「1-4」及び「1-7」として示したように、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれる。次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれているため、これらを使用しない場合と比較して、より詳細な形態の解析が可能となり、適格性の判定結果を人の目視による官能評価に近づけることができる。 Furthermore, the items set for each section include items that use multiple approximation curves of different orders, as shown as examples in items "1-3," "1-4," and "1-7." Because the items include items that use multiple approximation curves of different orders, more detailed morphology analysis is possible compared to when these are not used, and the eligibility assessment results can be closer to a visual sensory evaluation by a human.

 また、プロセッサの一例である解析部61は、ルールベース、テンプレートマッチング、および機械学習の少なくとも一つを用いて適格性を判定する。ルールベースとは、図15に示した評価観点のように、閾値および数値範囲等の条件を設定し、対照波形データが設定した条件を満足するか否かを判定することにより形態を解析する手法である。テンプレートマッチングは、テンプレートとなる標準的な波形データと対照波形データとを比較して、例えば評価観点に基づく解析項目毎の類似度を導出することにより、類似度を評価値として、形態を解析する手法である。機械学習は、例えば、対照波形データを入力として、適格性を出力する機械学習モデルを用いて適格性を判定する手法である。この機械学習モデルは、訓練用の対照波形データとそれに対応する適格性の判定結果を示す正解データとの組で構成される教師データを用いて学習したモデルである。解析部61は、このようなルールベース、テンプレートマッチングおよび機械学習といった複数種類の手法のいずれか、または複数の手法の組み合わせを用いて適格性を判定してもよい。 The analysis unit 61, which is an example of a processor, determines eligibility using at least one of rule-based, template matching, and machine learning methods. Rule-based analysis is a method of analyzing morphology by setting conditions such as thresholds and numerical ranges, as in the evaluation criteria shown in FIG. 15, and determining whether the control waveform data satisfies the set conditions. Template matching is a method of analyzing morphology by comparing standard waveform data that serves as a template with the control waveform data, deriving a similarity for each analysis item based on the evaluation criteria, and using the similarity as an evaluation value. Machine learning is a method of determining eligibility using, for example, a machine learning model that inputs control waveform data and outputs eligibility. This machine learning model is a model trained using training data consisting of pairs of control waveform data for training and corresponding ground truth data that indicate the eligibility determination result. The analysis unit 61 may determine eligibility using any one of multiple methods, such as rule-based analysis, template matching, and machine learning, or a combination of multiple methods.

 また、対照波形データ(一例として投与前波形データ)は、底部34に複数の電極41が設けられ、心筋細胞を配置することが可能なウェル32を複数有するMEAプレート30を用いて取得された波形データである。そのため、本開示の技術は、MEAプレート30の複数のウェル32の適格性判定に有効である。 Furthermore, the control waveform data (pre-administration waveform data, for example) is waveform data acquired using an MEA plate 30 having multiple electrodes 41 on the bottom 34 and multiple wells 32 in which cardiomyocytes can be placed. Therefore, the technology disclosed herein is effective for determining the eligibility of multiple wells 32 of an MEA plate 30.

 「変形例1」
 プロセッサ23は、対照波形データ(一例として投与前波形データ)の適格性の判定結果に基づいて、MEAプレート30のウェル32が毒性評価試験に使用可能か否かを提示する機能を有していてもよい。ここで、ウェル32が毒性評価試験に使用可能な適性を、対照波形データの適格性と区別するために、ウェル適格性とよぶ。図19~図21に示す例は、MEAプレート30のウェル32毎にウェル適格性を提示する画面81の例である。まず、図19に示すように、画面81には、MEAプレート30の複数のウェル32の配列状態が示される。画面81においてウェル32の表示は丸印のウェルアイコン82で示される。画面81には、MEAプレート30のウェル32の数及び配列状態に対応して、4行×6列で合計24個のウェルアイコン82がマトリックス状に配列されている。
"Variation 1"
The processor 23 may have a function of displaying whether or not the wells 32 of the MEA plate 30 can be used for toxicity evaluation tests based on the determination result of the eligibility of the control waveform data (pre-administration waveform data, for example). Here, the suitability of the wells 32 for use in toxicity evaluation tests is referred to as "well eligibility" to distinguish it from the eligibility of the control waveform data. The examples shown in FIGS. 19 to 21 are examples of a screen 81 that displays the well eligibility for each well 32 of the MEA plate 30. First, as shown in FIG. 19 , the screen 81 displays the arrangement of the multiple wells 32 of the MEA plate 30. On the screen 81, the wells 32 are represented by round well icons 82. A total of 24 well icons 82 are arranged in a matrix of 4 rows and 6 columns on the screen 81, corresponding to the number and arrangement of the wells 32 of the MEA plate 30.

 なお、図2に示すMEAプレート30は、6行×8列で合計48個のウェル32を有しているが、図19~図21においては、便宜上、画面81は、4行×6列の態様で示している。 Note that the MEA plate 30 shown in Figure 2 has a total of 48 wells 32 arranged in 6 rows and 8 columns, but for convenience, the screen 81 in Figures 19 to 21 is shown in a 4 row x 6 column format.

 MEAプレート30の各列の使用方法は、一例として、1列目と2列目が参照用として使用され、3列目~6列目が試験対象用として使用される。参照用の列とは、陽性(毒性有り)または陰性(毒性無し)であることが既知の物質が投与される列である。陽性の列の各ウェル32から出力される投与後波形データにおいては毒性を示す異常波形が出現することが正常であり、対して、陰性の列の投与後波形データにおいては異常波形が出現しないことが正常である。しかし、これらの参照用の列において、ウェル32の投与前波形データが適格性を有しない場合は、例えば陰性の列でも異常波形が出現してしまうといったことが起こる。そのため、参照用の列のウェル32についても、投与前波形データの適格性に基づいてウェル適格性が判定される。 As an example of how each column of the MEA plate 30 is used, columns 1 and 2 are used as references, and columns 3 to 6 are used as test subjects. Reference columns are columns into which substances known to be positive (toxic) or negative (non-toxic) are administered. It is normal for abnormal waveforms indicating toxicity to appear in the post-administration waveform data output from each well 32 in the positive columns, while it is normal for abnormal waveforms to not appear in the post-administration waveform data of the negative columns. However, if the pre-administration waveform data of wells 32 in these reference columns is not qualified, abnormal waveforms may also appear in the negative columns, for example. Therefore, the well qualification of wells 32 in the reference columns is also determined based on the qualification of the pre-administration waveform data.

 試験対象用の列は、毒性評価試験の対象となる毒性が未知の薬剤候補物質が投与される列である。図19の例では、試験対象用の各列に、それぞれ異なる薬剤候補物質である化合物1~化合物4が投与される。これらの試験対象の化合物1~化合物4については、それぞれの列のウェル32から出力される投与後波形データに基づいて毒性が評価される。毒性評価が適正に行われる前提としては、試験対象用の列においても、参照用の列と同様に、各ウェル32が出力する投与前波形データが適格性を有していることが必要である。 The test subject columns are columns into which drug candidate substances with unknown toxicity, the subject of toxicity evaluation tests, are administered. In the example of Figure 19, different drug candidate substances, Compound 1 to Compound 4, are administered to each test subject column. The toxicity of these test subject Compounds 1 to 4 is evaluated based on the post-administration waveform data output from the wells 32 of each column. In order for toxicity evaluation to be performed properly, it is necessary that the pre-administration waveform data output from each well 32 in the test subject columns is qualified, just like in the reference columns.

 各列は、4つのウェル32を有しており、それぞれのウェル32についてウェル適格性が判定される。本例においては、個々のウェル32のウェル適格性は、各ウェル32の16チャンネルの電極41のうち、1つでも適格性を有する投与前波形データがある場合に、適格性を有すると判定される。 Each row has four wells 32, and well eligibility is determined for each well 32. In this example, the well eligibility of an individual well 32 is determined to be eligible if there is eligible pre-administration waveform data for at least one of the 16 channels of electrodes 41 in that well 32.

 また、プロセッサ23は、ウェル適格性の判定結果に基づいて、物質毎の毒性評価試験が成立するか否かを判定する。本例においては、投与される物質はMEAプレート30の列毎に異なるため、物質毎の毒性評価試験の成否は、列毎の毒性評価試験の成否として提示される。各列の判定は、一例として、1列内の4つのウェル32のうち3つのウェル32がウェル適格性を有する場合にその列の毒性評価試験は成立すると判定され、また、1列内で2つ以上のウェル32が不適格の場合は、その列の毒性評価試験は不成立と判定される。これは、例えば、1つの物質の毒性評価試験が成立するか否かの判定については、当該物質に使用したウェル32のうち、「ウェル適格性有り」と判定されるウェル32の数が、「適格性無し」と判定されるウェル32の数を上回っていないと、毒性評価試験の信頼性が確保されないという理由による。 The processor 23 also determines whether the toxicity evaluation test for each substance is successful based on the well eligibility determination results. In this example, because the administered substance differs for each column of the MEA plate 30, the success or failure of the toxicity evaluation test for each substance is presented as the success or failure of the toxicity evaluation test for each column. For example, if three of the four wells 32 in a column are well eligible, the toxicity evaluation test for that column is determined to be successful. If two or more wells 32 in a column are unqualified, the toxicity evaluation test for that column is determined to be unqualified. This is because, for example, when determining whether the toxicity evaluation test for a single substance is successful, the reliability of the toxicity evaluation test cannot be ensured unless the number of wells 32 determined to be "well eligible" out of the wells 32 used for that substance is greater than the number of wells 32 determined to be "unqualified."

 さらに、本例では、MEAプレート30全体の毒性評価試験の成否についても判定が行われる。MEAプレート30全体の毒性評価試験の成否は、一例として、参照用の列の少なくとも1つについて毒性評価試験が不成立の場合は、MEAプレート30全体の毒性評価試験が不成立と判定される。試験対象の列については、毒性評価試験が不成立の列が1つでもあれば、全体としては成立と判定される。 Furthermore, in this example, the success or failure of the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is also determined. For example, if the toxicity evaluation test for at least one of the reference columns fails, the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be unsuccessful. For the test columns, if the toxicity evaluation test for even one column fails, the test is determined to be successful overall.

 図20及び図21を用いて具体的に説明する。まず、図20はMEAプレート30全体の毒性評価試験が成立と判定される例であり、図21はMEAプレート30全体の毒性評価試験が不成立と判定される例である。 This will be explained in detail using Figures 20 and 21. First, Figure 20 shows an example in which the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be successful, and Figure 21 shows an example in which the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be unsuccessful.

 図20においては、4列目のB行に対応するウェル32と、6列目のB行とC行のそれぞれに対応するウェル32の合計3つのウェル32が「ウェル適格性無し」と判定されている。「ウェル適格性無し」と判定された場合は、該当するウェルアイコン82が、ハッチングで示すように他のウェルアイコン82と識別可能に表示されている。なお、表示態様としては、ウェルアイコン82の色を変えてもよいし、ウェル適格性が無いことを示すマーク及び文字情報などの指標を表示してもよい。また、ウェル適格性が有る場合にウェルアイコン82にその旨の表示を行ってもよい。 In Figure 20, a total of three wells 32 have been determined to be "unqualified wells", namely the well 32 corresponding to row B in the fourth column, and the wells 32 corresponding to rows B and C in the sixth column. When a well is determined to be "unqualified well", the corresponding well icon 82 is displayed so that it can be distinguished from the other well icons 82, as indicated by hatching. As a display format, the color of the well icon 82 may be changed, or an indicator such as a mark or text information indicating that the well is unqualified may be displayed. Furthermore, if the well is qualified, the well icon 82 may indicate this.

 そして、6列目は2つのウェル32について「ウェル適格性無し」と判定されているため、6列目の化合物4の毒性評価試験は不成立と判定される。一方、4列目は「ウェル適格性無し」と判定されたウェル32が1つだけなので、4列目については毒性評価試験が成立と判定されている。毒性評価試験が成立した列には、一例として、太枠83が表示される。一方、毒性評価試験が不成立の列には太枠83が表示されない。これにより、毒性評価試験の列毎の成否が識別可能に表示される。 In the sixth column, two wells 32 are judged to be "unsuitable wells," so the toxicity evaluation test for compound 4 in the sixth column is judged to be unsuccessful. On the other hand, in the fourth column, only one well 32 is judged to be "unsuitable wells," so the toxicity evaluation test for the fourth column is judged to be successful. As an example, a bold frame 83 is displayed in columns where the toxicity evaluation test is successful. On the other hand, a bold frame 83 is not displayed in columns where the toxicity evaluation test is unsuccessful. This allows the success or failure of each column of the toxicity evaluation test to be displayed in an identifiable manner.

 また、図20の例では、参照用の列の毒性評価試験は成立しており、試験対象用の列にも毒性評価試験が成立した列が存在する。そのため、MEAプレート30全体として毒性評価試験は成立すると判定される。そのことを示すために、画面81の外枠が太枠84で表示される。もちろん表示態様は一例であり、太枠84以外の他の表示態様でもよい。さらに、画面81には、試験成立という表示もされる。 Furthermore, in the example of Figure 20, the toxicity evaluation test for the reference column is successful, and there is also a column for the test subject that has passed the toxicity evaluation test. Therefore, it is determined that the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is successful. To indicate this, the outer frame of the screen 81 is displayed with a bold frame 84. Of course, this display format is just one example, and other display formats besides the bold frame 84 may also be used. Furthermore, the screen 81 also displays that the test was successful.

 図21の例では、1列目のA行とB行のそれぞれに対応するウェル32と、2列目のC行に対応するウェル32と、4列目のB行に対応するウェル32と、6列目のB行とC行のそれぞれに対応するウェル32の合計6つのウェル32が「ウェル適格性無し」と判定されている。1列目と6列目は、「ウェル適格性無し」と判定されたウェル32が2つ有るため、各列の毒性評価試験は不成立と判定される。そのため、1列目と6列目には太枠83は表示されない。 In the example of Figure 21, a total of six wells 32 have been determined to be "unqualified wells", including the wells 32 corresponding to rows A and B in the first column, the well 32 corresponding to row C in the second column, the well 32 corresponding to row B in the fourth column, and the wells 32 corresponding to rows B and C in the sixth column. Since there are two wells 32 determined to be "unqualified wells" in the first and sixth columns, the toxicity evaluation test for each column is determined to be unsuccessful. Therefore, the thick frame 83 is not displayed in the first and sixth columns.

 さらに、図21の例では、参照用の列である1列目の毒性評価試験が不成立であるため、MEAプレート30全体として、毒性評価試験は不成立と判定される。そのため、図21の例では、画面81に太枠84は表示されない。さらに、画面81には、試験不成立という表示もされる。 Furthermore, in the example of Figure 21, the toxicity evaluation test for the first column, which is the reference column, is not successful, so the toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30 is determined to be unsuccessful. Therefore, in the example of Figure 21, the thick frame 84 is not displayed on the screen 81. Furthermore, the screen 81 also displays "test failed."

 このように、プロセッサ23は、対照波形データの適格性に基づいて、ウェル32が毒性評価試験に使用可能か否かを提示する機能を有するので、ユーザは、ウェル32毎のウェル適格性を簡単に把握することができる。また、複数のウェル32によって構成される列の毒性評価試験の成否、及びMEAプレート30全体の毒性評価試験の成否についても、ウェル適格性に基づいて簡単に提示することが可能となる。 In this way, the processor 23 has the function of indicating whether or not a well 32 can be used for toxicity evaluation testing based on the eligibility of the control waveform data, allowing the user to easily grasp the well eligibility of each well 32. It is also possible to easily indicate the success or failure of a toxicity evaluation test for a row made up of multiple wells 32, and the success or failure of a toxicity evaluation test for the entire MEA plate 30, based on well eligibility.

 「変形例2」
 上記変形例1は、対照波形データ(一例として投与前波形データ)の適格性の判定のみに基づいて、ウェル適格性の判定を行う例であるが、薬剤処置済み波形データ(一例として投与後波形データ)を、ウェル適格性、すなわちウェル32が毒性評価試験に使用可能か否かの判定に利用してもよい。図22は、図10と同様に、投与前波形データと、投与後波形データとを対照可能に表示した例である。投与後波形データについても、図10と同様に、薬剤候補物質の濃度が異なる複数の波形データが含まれている。図22(A)は、「適格性有り」と判定される例であり、図22(B)は、「適格性無し」と判定される例である。図22(B)に示す例では、投与前と投与後の高濃度までの波形データについては、細胞外電位の波形が計測されているが、超高濃度の波形データについては、電位の変化が無い状態である。これは、例えば、心筋細胞がウェル32の底部34から剥離されていることが原因と推測される。
"Variation 2"
While the first modification example is an example in which well eligibility is determined solely based on the determination of the eligibility of control waveform data (e.g., pre-administration waveform data), drug-treated waveform data (e.g., post-administration waveform data) may also be used to determine well eligibility, i.e., whether or not the well 32 can be used for toxicity evaluation testing. Similar to FIG. 10 , FIG. 22 shows an example in which pre-administration waveform data and post-administration waveform data are displayed for comparison. Similarly to FIG. 10 , the post-administration waveform data also includes multiple waveform data with different concentrations of the drug candidate substance. FIG. 22(A) shows an example in which a result is determined to be "eligible," while FIG. 22(B) shows an example in which a result is determined to be "ineligible." In the example shown in FIG. 22(B), waveform data up to high concentrations before and after administration show measured extracellular potential waveforms, but no change in potential is observed for waveform data at ultra-high concentrations. This is presumably due to, for example, cardiomyocytes being detached from the bottom 34 of the well 32.

 このような場合は、超高濃度の波形データについては、投与後波形データを取得できておらず、薬剤候補物質を超高濃度にした場合の毒性については評価することができないことになる。このような場合は、当該ウェル32については「ウェル適格性無し」と判定してもよい。 In such cases, post-administration waveform data cannot be obtained for the ultra-high concentration waveform data, and the toxicity of the drug candidate substance at ultra-high concentrations cannot be evaluated. In such cases, the well 32 in question may be determined to be "unsuitable as a well."

 すなわち、変形例2は、ウェル32が毒性評価試験に使用可能か否かの判定に、対照波形データに加えて、薬剤処置済み波形データも利用する。毒性評価試験は最終的には薬剤処置済み波形データに基づいて行われるため、変形例2のように、薬剤処置済み波形データの状態を確認することで、ウェル適格性の判定をより適切に行うことができる。 In other words, in variant 2, in addition to the control waveform data, the drug-treated waveform data is also used to determine whether or not the well 32 can be used for toxicity evaluation testing. Since the toxicity evaluation testing is ultimately performed based on the drug-treated waveform data, by checking the state of the drug-treated waveform data, as in variant 2, the well's suitability can be more appropriately determined.

 なお、ウェル適格性については、対照波形データを利用せずに、薬剤処置済み波形データのみに基づいて判定してもよい。 In addition, well eligibility may be determined based solely on drug-treated waveform data, without using control waveform data.

 「変形例3」
 また、図23に示す変形例3のように、プロセッサ23は、ステップS3000において、適格性の判定結果に加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示してもよい。標準波形データは、例えば、図7(B)に示すような理想的な波形を示すデータである。標準波形データは、実際の心筋細胞から取得した対照波形データの中から選別された実測データでもよいし、シミュレーションなどで作成されたデータでもよい。このような標準波形データを提示することにより、ユーザは対照波形データの形態特徴を目視によっても確認する官能評価を行いやすい。これにより、プロセッサ23の判定結果と目視による官能評価の両方を行うことができる。
"Variation 3"
Furthermore, as shown in Modification 3 in FIG. 23 , in step S3000, the processor 23 may present standard waveform data having a standard form recognized as being suitable, in addition to the result of the qualification determination. The standard waveform data is, for example, data showing an ideal waveform such as that shown in FIG. 7(B). The standard waveform data may be actual measurement data selected from control waveform data acquired from actual cardiomyocytes, or may be data created by simulation or the like. By presenting such standard waveform data, the user can easily perform a sensory evaluation in which the morphological characteristics of the control waveform data are visually confirmed. This allows both the determination result of the processor 23 and a visual sensory evaluation to be performed.

 「変形例4」
 また、図24に示す変形例4のように、プロセッサ23は、心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データ(一例として投与前波形データ)に対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行い、正規化後の対照波形データを提示するのみでもよい。すなわち、図24に示す変形例4では、図17及び図23で示した例と異なり、プロセッサ23は、対照波形データの形態の解析を行わず、適格性の判定も行わない。正規化後の対照波形データを提示するのみである。これによれば、ユーザが投与後波形データのような薬剤処置済み波形データの目視による官能評価を支援することができる。
"Variation 4"
Alternatively, as shown in Variation 4 in FIG. 24 , the processor 23 may simply normalize the control waveform data (e.g., pre-administration waveform data) representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes and used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization, and present the normalized control waveform data. That is, in Variation 4 in FIG. 24 , unlike the examples shown in FIGS. 17 and 23 , the processor 23 does not analyze the form of the control waveform data or determine its eligibility. The normalized control waveform data is simply presented. This allows the user to visually evaluate the drug-treated waveform data, such as post-administration waveform data.

 また、変形例4においても、図23に示す変形例3のように、正規化後の対照波形データに加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示してもよい。 Furthermore, in variant 4, as in variant 3 shown in Figure 23, standard waveform data having a standard form that is recognized as being suitable may be presented in addition to the normalized control waveform data.

 上記実施形態において、例えば、データ取得部60、解析部61、及び出力部62といった各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。 In the above embodiment, the hardware structure of the processing units that perform various processes, such as the data acquisition unit 60, analysis unit 61, and output unit 62, is the various processors shown below.

 各種のプロセッサには、CPU、プログラマブルロジックデバイス(PLD:Programmable Logic Device)、専用電気回路等が含まれる。CPUは、周知のとおりソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。PLDは、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。 Various types of processors include CPUs, programmable logic devices (PLDs), dedicated electrical circuits, etc. As is well known, a CPU is a general-purpose processor that executes software (programs) and functions as various processing units. A PLD is a processor such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) whose circuit configuration can be changed after manufacturing. A dedicated electrical circuit is a processor with a circuit configuration designed specifically to perform specific processing, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

 1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合せ(例えば、複数のFPGAおよび、CPUとFPGAの組み合わせなど)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(SoC:System On Chip)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのICチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。 A single processing unit may be configured with one of these various processors, or may be configured with a combination of two or more processors of the same or different types (for example, multiple FPGAs, or a combination of a CPU and an FPGA). Multiple processing units may also be configured with a single processor. Examples of multiple processing units configured with a single processor include, first, a form in which one or more CPUs are combined with software to form a single processor, and this processor functions as multiple processing units. Second, a form in which a processor is used to realize the functions of an entire system including multiple processing units on a single IC chip, as typified by a system on chip (SoC). In this way, the various processing units are configured with a hardware structure using one or more of the various processors listed above.

 さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。 Furthermore, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor devices.

 上記説明によって以下の技術を把握することができる。
 [付記項1]
 プロセッサを備えた情報処理装置であって、
 プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、
 適格性の判定結果を提示する、
 情報処理装置。
 [付記項2]
 プロセッサは、対照波形データについて、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅の両方のばらつきに依存しない方法で形態を解析する、
 付記項1に記載の情報処理装置。
 [付記項3]
 測定ごとのばらつきに依存しない方法は、対照波形データに対して、時間と、振幅について正規化する方法である、
 付記項2に記載の情報処理装置。
 [付記項4]
 プロセッサは、脱分極に対応する振幅および再分極に対応する振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない対照波形データを、形態の解析対象から除外する、
 付記項2または付記項3のうちのいずれか1項に記載の情報処理装置。
 [付記項5]
 条件は、脱分極に対応する振幅の絶対値が一定値以上という第1条件と、再分極に対応する振幅が予め設定された範囲内という第2条件とを含む、
 付記項4に記載の情報処理装置。
 [付記項6]
 形態を解析するための解析項目は、拍動の周期を複数の区間に分け、区間毎に設定されている項目を含む、
 付記項1~付記項5のうちのいずれか1項に記載の情報処理装置。
 [付記項7]
 区間毎に設定されている項目には、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれる、
 付記項6に記載の情報処理装置。
 [付記項8]
 プロセッサは、ルールベース、テンプレートマッチング、および機械学習の少なくとも一つを用いて適格性を判定する、
 付記項1~付記項7のうちのいずれか1項に記載の情報処理装置。
 [付記項9]
 対照波形データは、底部に複数の電極が設けられ、心筋細胞を配置することが可能なウェルを複数有するMEAプレートを用いて取得された波形データである、
 付記項1~付記項8のうちのいずれか1項に記載の情報処理装置。
 [付記項10]
 プロセッサは、対照波形データの適格性の判定に基づいて、ウェルが毒性評価試験に使用可能か否かを提示する機能を有する、
 付記項9に記載の情報処理装置。
 [付記項11]
 プロセッサは、
 薬剤候補物質を心筋細胞に投与した後に取得した薬剤処置済み波形データを、ウェルが毒性評価試験に使用可能か否かの判定に利用する、
 付記項10に記載の情報処理装置。
 [付記項12]
 前記判定結果に加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示する、
 付記項1~付記項11のうちのいずれか1項に記載の情報処理装置。
 [付記項13]
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、
 プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、
 適格性の判定結果を提示する、
 情報処理装置の作動方法。
 [付記項14]
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、対照波形データが毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定すること、
 適格性の判定結果を提示すること、
 を含む処理をプロセッサに実行させる情報処理装置の作動プログラム。
 [付記項15]
 プロセッサを備えた情報処理装置であって、
 プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行い、
 正規化後の対照波形データを提示する、
 情報処理装置。
 [付記項16]
 正規化後の対照波形データに加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示する、
 付記項15に記載の情報処理装置。
 [付記項17]
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、
 プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行い、
 正規化後の対照波形データを提示する、
 情報処理装置の作動方法。
 [付記項18]
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、再分極に対応する振幅について正規化を行うこと、
 正規化後の対照波形データを提示すること、
 を含む処理をプロセッサに実行させる情報処理装置の作動プログラム。
The above explanation allows one to understand the following techniques.
[Additional note 1]
An information processing device including a processor,
The processor
Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance. The control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test;
Present the results of the eligibility determination;
Information processing device.
[Additional note 2]
The processor analyzes the morphology of the control waveform data in a manner that is independent of variations in both the time from depolarization to repolarization in a beat cycle and the amplitude corresponding to the repolarization.
Item 1. An information processing device according to item 1.
[Additional note 3]
A method that is independent of measurement-to-measurement variability is to normalize the data in time and amplitude to the reference waveform data.
3. The information processing device according to claim 2.
[Additional note 4]
The processor excludes control waveform data in which at least one of the amplitudes corresponding to depolarization and the amplitude corresponding to repolarization does not satisfy a preset condition from the analysis of the morphology.
Item 3. The information processing device according to any one of items 2 and 3.
[Additional note 5]
The conditions include a first condition that the absolute value of the amplitude corresponding to the depolarization is equal to or greater than a certain value, and a second condition that the amplitude corresponding to the repolarization is within a predetermined range.
5. The information processing device according to claim 4.
[Additional note 6]
The analysis items for analyzing the morphology include items set for each section by dividing the pulsation cycle into multiple sections,
6. An information processing device according to any one of claims 1 to 5.
[Additional note 7]
The items set for each section include items using multiple approximation curves of different degrees.
7. The information processing device according to claim 6.
[Additional Note 8]
the processor determines eligibility using at least one of rule-based, template matching, and machine learning;
8. An information processing device according to any one of claims 1 to 7.
[Additional Note 9]
The control waveform data is waveform data acquired using an MEA plate having a plurality of electrodes on the bottom and a plurality of wells in which cardiomyocytes can be placed.
9. The information processing device according to any one of claims 1 to 8.
[Additional Note 10]
The processor has a function of indicating whether or not the well can be used for a toxicity evaluation test based on the determination of the eligibility of the control waveform data.
10. The information processing device according to claim 9.
[Additional Note 11]
The processor
and using the drug-treated waveform data obtained after administering the drug candidate substance to the cardiomyocytes to determine whether the well can be used for toxicity evaluation tests.
Item 11. An information processing device according to item 10.
[Additional Note 12]
In addition to the judgment result, standard waveform data having a standard form that is recognized as being suitable is presented.
12. The information processing device according to any one of claims 1 to 11.
[Additional Note 13]
A method for operating an information processing device having a processor, comprising:
The processor
Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance. The control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test;
Present the results of the eligibility determination;
A method for operating an information processing device.
[Additional Note 14]
An operating program for an information processing device having a processor,
Control waveform data, which is waveform data showing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in toxicity evaluation tests of drug candidate substances, and the control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in toxicity evaluation tests.
Present the results of the eligibility determination;
An operating program for an information processing device that causes a processor to execute processing including the steps of:
[Additional Note 15]
An information processing device including a processor,
The processor
Waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, wherein control waveform data used in a toxicity evaluation test for a drug candidate substance is normalized with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
Presenting the control waveform data after normalization,
Information processing device.
[Additional Note 16]
In addition to the normalized control waveform data, standard waveform data having a standard form that is recognized as eligible is presented.
Item 16. An information processing device according to item 15.
[Additional Note 17]
A method for operating an information processing device having a processor, comprising:
The processor
Waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, wherein control waveform data used in a toxicity evaluation test for a drug candidate substance is normalized with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
Presenting the control waveform data after normalization,
A method for operating an information processing device.
[Additional Note 18]
An operating program for an information processing device having a processor,
Normalizing control waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, which is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate, with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
Presenting the control waveform data after normalization;
An operating program for an information processing device that causes a processor to execute processing including the steps of:

 本開示の技術は、上述の種々の実施形態および/または種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。記憶媒体は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等のコンピュータで読み取り可能な非一時的記憶媒体である。また、プログラムは、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。また、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラム製品にもおよぶ。プログラム製品とは、プログラムを提供するためのあらゆる態様の製品を含む。プログラム製品は、プログラムと同様に、コンピュータで読み取り可能な非一時的記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、オンラインで提供されてもよい。 The technology of the present disclosure can be appropriately combined with the various embodiments and/or modified examples described above. Furthermore, it is not limited to the above embodiments, and various configurations can be adopted as long as they do not deviate from the gist of the technology. Furthermore, the technology of the present disclosure extends not only to programs but also to storage media that non-temporarily store programs. Storage media are, for example, computer-readable non-temporary storage media such as USB (Universal Serial Bus) memory, flexible disks, and CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory). Programs may also be provided online via a network such as the Internet. The technology of the present disclosure also extends not only to programs but also to program products. Program products include all forms of products for providing programs. Like programs, program products may be provided stored on computer-readable non-temporary storage media, or they may be provided online.

 以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。 The above-described written content and illustrations are a detailed explanation of the parts related to the technology of the present disclosure and are merely an example of the technology of the present disclosure. For example, the above explanation of the configuration, functions, actions, and effects is an explanation of an example of the configuration, functions, actions, and effects of the parts related to the technology of the present disclosure. Therefore, it goes without saying that unnecessary parts may be deleted, new elements may be added, or substitutions may be made to the above-described written content and illustrations, as long as they do not deviate from the spirit of the technology of the present disclosure. Furthermore, in order to avoid confusion and to facilitate understanding of the parts related to the technology of the present disclosure, the above-described written content and illustrations omit explanations of common technical knowledge that do not require particular explanation to enable the implementation of the technology of the present disclosure.

 2024年3月27日に出願された日本国特許出願2024-051832号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。 The disclosure of Japanese Patent Application No. 2024-051832, filed on March 27, 2024, is incorporated herein by reference in its entirety. In addition, all documents, patent applications, and technical standards described herein are incorporated herein by reference to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard was specifically and individually indicated to be incorporated by reference.

Claims (18)

 プロセッサを備えた情報処理装置であって、
 前記プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、前記対照波形データが前記毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、
 前記適格性の判定結果を提示する、
 情報処理装置。
An information processing device including a processor,
The processor:
Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance, and the control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test;
presenting the results of the eligibility determination;
Information processing device.
 前記プロセッサは、前記対照波形データについて、前記拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、前記再分極に対応する振幅の両方のばらつきに依存しない方法で形態を解析する、
 請求項1に記載の情報処理装置。
The processor analyzes the morphology of the control waveform data in a manner that is independent of variations in both the time from depolarization to repolarization in the cycle of the beat and the amplitude corresponding to the repolarization.
The information processing device according to claim 1 .
 測定ごとのばらつきに依存しない方法は、前記対照波形データに対して、前記時間と、前記振幅について正規化する方法である、
 請求項2に記載の情報処理装置。
A method that is independent of measurement-to-measurement variability is a method that normalizes the time and amplitude to the reference waveform data.
The information processing device according to claim 2 .
 前記プロセッサは、前記脱分極に対応する振幅および前記再分極に対応する振幅の少なくとも一方の振幅が予め設定された条件を満たさない前記対照波形データを、前記形態の解析対象から除外する、
 請求項2に記載の情報処理装置。
The processor excludes the control waveform data in which at least one of the amplitude corresponding to the depolarization and the amplitude corresponding to the repolarization does not satisfy a preset condition from the analysis target of the morphology.
The information processing device according to claim 2 .
 前記条件は、前記脱分極に対応する振幅の絶対値が一定値以上という第1条件と、前記再分極に対応する振幅が予め設定された範囲内という第2条件とを含む、
 請求項4に記載の情報処理装置。
The conditions include a first condition that the absolute value of the amplitude corresponding to the depolarization is equal to or greater than a certain value, and a second condition that the amplitude corresponding to the repolarization is within a predetermined range.
The information processing device according to claim 4 .
 前記形態を解析するための解析項目は、前記拍動の周期を複数の区間に分け、区間毎に設定されている項目を含む、
 請求項1に記載の情報処理装置。
The analysis items for analyzing the morphology include items set for each of the intervals obtained by dividing the pulsation cycle into a plurality of intervals.
The information processing device according to claim 1 .
 前記区間毎に設定されている項目には、次数が異なる複数の近似曲線を用いた項目が含まれる、
 請求項6に記載の情報処理装置。
The items set for each section include items using a plurality of approximation curves of different degrees.
The information processing device according to claim 6 .
 前記プロセッサは、ルールベース、テンプレートマッチング、および機械学習の少なくとも一つを用いて前記適格性を判定する、
 請求項1に記載の情報処理装置。
the processor determines the eligibility using at least one of a rule-based approach, template matching, and machine learning.
The information processing device according to claim 1 .
 前記対照波形データは、底部に複数の電極が設けられ、前記心筋細胞を配置することが可能なウェルを複数有するMEAプレートを用いて取得された波形データである、
 請求項1に記載の情報処理装置。
The control waveform data is waveform data acquired using an MEA plate having a plurality of electrodes on the bottom and a plurality of wells in which the cardiomyocytes can be placed.
The information processing device according to claim 1 .
 前記プロセッサは、前記対照波形データの前記適格性の判定に基づいて、前記ウェルが前記毒性評価試験に使用可能か否かを提示する機能を有する、
 請求項9に記載の情報処理装置。
The processor has a function of indicating whether or not the well can be used for the toxicity evaluation test based on the determination of the eligibility of the control waveform data.
The information processing device according to claim 9 .
 前記プロセッサは、
 前記薬剤候補物質を前記心筋細胞に投与した後に取得した薬剤処置済み波形データを、前記ウェルが毒性評価試験に使用可能か否かの判定に利用する、
 請求項10に記載の情報処理装置。
The processor:
and using the drug-treated waveform data obtained after administering the drug candidate substance to the cardiomyocytes to determine whether the well can be used for a toxicity evaluation test.
The information processing device according to claim 10.
 前記判定結果に加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示する、
 請求項1に記載の情報処理装置。
In addition to the judgment result, standard waveform data having a standard form that is recognized as being suitable is presented.
The information processing device according to claim 1 .
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、
 前記プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、前記対照波形データが前記毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定し、
 前記適格性の判定結果を提示する、
 情報処理装置の作動方法。
A method for operating an information processing device having a processor, comprising:
The processor:
Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance, and the control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test;
presenting the results of the eligibility determination;
A method for operating an information processing device.
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データについて、測定ごとのばらつきに依存しない方法で形態を解析することにより、前記対照波形データが前記毒性評価試験に使用可能か否かの適格性を判定すること、
 前記適格性の判定結果を提示すること、
 を含む処理をプロセッサに実行させる情報処理装置の作動プログラム。
An operating program for an information processing device having a processor,
Control waveform data, which is waveform data representing electrical changes according to the pulsation of cardiomyocytes, is used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance, and the control waveform data is analyzed for its morphology using a method that is not dependent on variability between measurements, thereby determining whether the control waveform data is suitable for use in the toxicity evaluation test;
Presenting the results of said eligibility determination;
An operating program for an information processing device that causes a processor to execute processing including the steps of:
 プロセッサを備えた情報処理装置であって、
 前記プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、前記拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、前記再分極に対応する振幅について正規化を行い、
 正規化後の前記対照波形データを提示する、
 情報処理装置。
An information processing device including a processor,
The processor:
Waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, wherein control waveform data used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance is normalized with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
presenting the control waveform data after normalization;
Information processing device.
 正規化後の前記対照波形データに加えて、適格性が認められる標準的な形態を有する標準波形データを提示する、
 請求項15に記載の情報処理装置。
In addition to the control waveform data after normalization, standard waveform data having a standard form that is recognized as acceptable is presented.
The information processing device according to claim 15.
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動方法であって、
 前記プロセッサは、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、前記拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、前記再分極に対応する振幅について正規化を行い、
 正規化後の前記対照波形データを提示する、
 情報処理装置の作動方法。
A method for operating an information processing device having a processor, comprising:
The processor:
Waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, wherein control waveform data used in a toxicity evaluation test of a drug candidate substance is normalized with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
presenting the control waveform data after normalization;
A method for operating an information processing device.
 プロセッサを備えた情報処理装置の作動プログラムであって、
 心筋細胞の拍動に応じた電気的変化を表す波形データであって、薬剤候補物質の毒性評価試験に使用する対照波形データに対して、前記拍動の周期における脱分極から再分極までの時間と、前記再分極に対応する振幅について正規化を行うこと、
 正規化後の前記対照波形データを提示すること、
 を含む処理を前記プロセッサに実行させる情報処理装置の作動プログラム。
An operating program for an information processing device having a processor,
Normalizing control waveform data representing electrical changes in response to the pulsation of cardiomyocytes, the control waveform data being used in a toxicity evaluation test of a drug candidate, with respect to the time from depolarization to repolarization in the pulsation cycle and the amplitude corresponding to the repolarization;
presenting said control waveform data after normalization;
An operating program for an information processing device that causes the processor to execute processing including the steps of:
PCT/JP2025/003447 2024-03-27 2025-02-03 Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device Pending WO2025204133A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024-051832 2024-03-27
JP2024051832 2024-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025204133A1 true WO2025204133A1 (en) 2025-10-02

Family

ID=97216074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2025/003447 Pending WO2025204133A1 (en) 2024-03-27 2025-02-03 Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025204133A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05324876A (en) * 1992-05-23 1993-12-10 Topcon Corp Waveform evaluation device using neural network
WO2019131806A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 株式会社マイオリッジ Method for testing drug responsiveness of cardiomyocytes
WO2022176310A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-25 富士フイルム株式会社 Information processing device, information processing method, program, and drug evaluation method
WO2023195493A1 (en) * 2022-04-06 2023-10-12 富士フイルム株式会社 Assessment system, information processing device, and information processing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05324876A (en) * 1992-05-23 1993-12-10 Topcon Corp Waveform evaluation device using neural network
WO2019131806A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 株式会社マイオリッジ Method for testing drug responsiveness of cardiomyocytes
WO2022176310A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-25 富士フイルム株式会社 Information processing device, information processing method, program, and drug evaluation method
WO2023195493A1 (en) * 2022-04-06 2023-10-12 富士フイルム株式会社 Assessment system, information processing device, and information processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12411128B2 (en) Methods and apparatuses for prediction of mechanism of activity of compounds
Lancaster et al. Improved prediction of drug‐induced Torsades de Pointes through simulations of dynamics and machine learning algorithms
CN107301315B (en) Intelligent checks method and device for medical specimen detection
JP5542285B2 (en) Method for analyzing compounds
CN103221826A (en) Method of determining risk of arrythmia
US20230360807A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, program, and drug evaluation method
CN105078481B (en) A kind of nanosecond feedback data collection and statistical analysis technique
Bartram et al. Parallel reconstruction of the excitatory and inhibitory inputs received by single neurons reveals the synaptic basis of recurrent spiking
KR20040002417A (en) Significant signal extracting method, recording medium, and program
EP4488359A1 (en) Assessment system, information processing device, and information processing method
WO2025204133A1 (en) Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device
CN116453656A (en) Psychological health assessment early warning system and psychological health assessment early warning method
Dranias et al. Stimulus information stored in lasting active and hidden network states is destroyed by network bursts
JP6825770B2 (en) Machine learning equipment, classification equipment and methods and programs
Chong et al. Targeted spatial sampling using GOANNA improves detection of visual field progression
CN115394456B (en) Drug efficacy evaluation method based on single cell dynamic mechanical properties
JP6798905B2 (en) Abnormal index calculation device, abnormal index calculation method and abnormal index calculation program
Alsammani et al. Estimation of circular statistics in the presence of measurement bias
Jimison et al. A neural informatics approach to cognitive assessment and monitoring
CN117594223A (en) A method for processing human biological detection data information
WO2025204132A1 (en) Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device
WO2025204134A1 (en) Information processing device, operation method for information processing device, and operation program for information processing device
Pizá et al. Discriminability measures and time–frequency features: An application to vibrissal tactile discrimination
Seemann et al. Capture of Longitudinal Change in Real‐Life Walking in Cerebellar Ataxia Increases Patient Relevance and Effect Size
US20220133193A1 (en) A device and a method to identify persons at risk for depressive relapse

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25779288

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1