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人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPSC-CMs）被认为是用于心脏安全性测试的理想模型系统，但其应用普及率仍然较低，主要原因在于分析方法存在技术局限。RhythmWriter（RW）是一款为ImageJ开发的开源GPU插件，用于量化长时间尺度上的收缩运动。RW可校正基线漂移，具有时间尺度不变性，并能以极高的速度分析数据。因此，RW能够基于期前刺激（S1S2）和动态斜坡恢复方案，同时生成多个hiPSC-CM聚集体的高分辨率收缩恢复曲线。这些聚集体的不应期较短，因此可在短至130 ms的联律间期诱发S2搏动，并在周期性刺激的周期长度短至245 ms时实现1∶1同步响应。模拟结果证实，即使在快速起搏条件下，RW仍能够追踪预设的收缩强度和刺激间隔。这首次使针对hiPSC-CM聚集体开展高通量功能评估成为可能，可用于收缩力相关药物筛选和成熟度评估。
gil.bub{at}mcgill.ca
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人诱导多能干细胞来源的心肌细胞（hiPSC-CMs）被认为是用于心脏安全性测试的理想模型系统，但其应用率仍然较低，这主要归因于分析方法的技术局限。RhythmWriter（RW）是一款为 ImageJ 开发的开源 GPU 插件，用于量化长时间内的收缩运动。RW 可补偿基线漂移，具有时间尺度不变性，并能够进行极其快速的数据分析。因此，RW 能够基于期前刺激（S1S2）和动态斜坡恢复方案，同时生成多个 hiPSC-CM 聚集体的高分辨率收缩恢复曲线。这些聚集体的不应期较短，因此可在低至 130 ms 的联律间期诱发 S2 搏动，并在周期性刺激的周期长度低至 245 ms 时实现 1:1 跟随。模拟结果证实，即使在快速起搏频率下，RW 也能够追踪预设的收缩强度和刺激间隔。这首次使针对 hiPSC-CM 聚集体的高通量功能评估成为可能，可用于收缩力药物筛选和成熟度评估。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
加拿大卫生研究院，
，PJT-169008
加拿大自然科学与工程研究理事会，
，RGPIN-2024-04518
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
本预印本依据
CC-BY 4.0 国际许可协议
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发布于2026年10月16日。
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RhythmWriter：面向大规模数据集的 GPU 加速收缩性定量分析
Brandon
Perestrelo
,
Marie
Lecocq
,
Alvin
Shrier
,
Gil
Bub
bioRxiv
2026.10.15.759435;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759435
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RhythmWriter：面向大规模数据集的 GPU 加速收缩性定量分析
Brandon
Perestrelo
,
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Lecocq
,
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Shrier
,
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Bub
bioRxiv
2026.10.15.759435;
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https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759435
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关键词：人诱导多能干细胞来源心肌细胞 · 心肌收缩性定量分析 · GPU加速 · 高通量功能评估 · 心脏安全性药物筛选
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759435v1?rss=1