多指数関数T<sub>2</sub>緩和解析およびサポートベクトル回帰を用いた人工軟骨構築物の特性検討

IRRECHUKWU Onyi N.; REITER David A.; LIN Ping-Chang; ROQUE Remigio A.; FISHBEIN Kenneth W.; SPENCER Richard G.

文献

J-GLOBAL ID：201202218051883341 整理番号：12A1036880

多指数関数T₂緩和解析およびサポートベクトル回帰を用いた人工軟骨構築物の特性検討

Characterization of Engineered Cartilage Constructs Using Multiexponential T₂ Relaxation Analysis and Support Vector Regression

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資料名：
巻： 18 号： 6 ページ： 433-443 発行年： 2012年06月
JST資料番号： W2256A ISSN： 1937-3384 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

組織の質の代理マーカーの同定を介した磁気共鳴(MR)イメージングによる軟骨マトリックスの状態の特性検討における感度の上昇は,人工軟骨の非侵襲性評価において大きく貢献している。軟骨のMR評価における最近の進歩には多指数関数解析および多パラメーター解析があり,人工軟骨に応用されている。本研究では,コラーゲンヒドロゲル中にまいた軟骨細胞から発達した構築物について検討した。発達の1,2,3および4週後の試料について横緩和時間のMR測定を行い,硫酸化グリコサミノグリカン(sGAG)の生化学的測定も行った。湿重量当たりのsGAGは,4週目において1週目の3倍まで増加した。多指数関数T₂解析により,T₂値と重量分率が異なる3つ以上の水コンパートメントが検出され,その値は人工軟骨の既知の特性および天然の軟骨の先行研究と一致していた。sGAGとMR測定の間の相関を通常の単変量解析を用いて調べ,最後にサポートベクトル回帰(SVR)形式を用いた多変量解析を用いて調べた。単一指数関数フィッティングからのT₂とsGAGの間の現象論的関係はr²=0.56を示し,これは個々のフラクションあるいはフラクションの合計とsGAGの間の物理的に誘導された相関と同様であった。2つのプロテオグリカン結合フラクションの合計に基づく相関はr²=0.58であった。測定したsGAGと標準線形回帰を用いて計算したsGAGの間の相関は高くなく,r²の値は0.43-0.54の範囲であったが,SVRを用いた場合のr²の値は0.68-0.93の範囲であった。以上より,SVRに基づく多変量アプローチにより,通常の単一指数関数的T₂測定や水フラクションに基づく通常の回帰モデリングよりも高い正確さで組織のsGAGを測定できることが示された。多指数関数解析の結果を多変量統計解析技術で調べる本複合技術は,非浸潤性のMRデータを用いた人工構築物中の軟骨マトリックスの特性検討の正確さを大きく改善する可能性を有していることが示された。

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生物物理的研究法 , 生体代行装置

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