多階層データに基づく心臓電気現象の統合的機能シミュレーション

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
• Project/Area Number: 22136011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 中沢 一雄 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 室長 (50198058)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原口 亮 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 研究員 (00393215) ; 清水 渉 独立行政法人国立循環器病研究センター, 不整脈科, 医長 (50399606) ; 芦原 貴司 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80396259)
• Keywords: 不整脈 / シミュレーション

Research Abstract

平成22年度は心電情報および光学マッピング実験データを心臓数理モデルに反映させるための技術開発を行った。心臓数理モデルについては、直方体形状の心筋組織に線維走向を組み込んだシミュレーションを実現するためのモデル開発を行った。このモデルを用い、心筋線維走向と生来の不整脈に対する防御機構との関連について検討した。また、将来的に心室形状モデルを用いたシミュレーションを実行することを想定し、MR画像から心室形状を構築するためのシステム開発、プルキンエ線維の解剖学的形状の電子顕微鏡による観察を行った。さらに、細胞膜におけるイオンチャネルの不均質な分布や細胞間隙の構造および細胞内の電位勾配などに着目した新しい考えのモデルを開発し、心臓興奮の頑健性の破綻の一つであるphase 2リエントリーの再現の可能性を検討した。光学マッピングについては、心臓冷却による除細動の有用性とそのメカニズム、Kイオン電流の遮断と不整脈との関連について検討し、数理モデルと比較検討するための基礎データの収集を行った。また、これらの実験をシミュレーションにより再現するための数理モデルの改良も併せて行った。

Research Products

• [Journal Article] Roles of Subcellular Na+ Channel Distributions in the Mechanism of Cardiac Conduction (2011)
  • Author(s): Tsumoto K
  • Journal Title: Biophysical Journal Volume: 100(3) Pages: 554-563
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MR画像からの心臓形状構築システムの開発 (2011)
  • Author(s): 稲田慎
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告.MI,医用画像 Volume: 110(364) Pages: 143-146
• [Journal Article] 心臓モデリングとコンピュータシミュレーションが導く不整脈研究の世界 (2010)
  • Author(s): 中沢一雄
  • Journal Title: 心臓 Volume: 42(Suppl.4) Pages: 208-215
• [Journal Article] 心臓再同期療法(CRT)と電気的逆リモデリング (2010)
  • Author(s): 相庭武司
  • Journal Title: 心電図 Volume: 30(3) Pages: 235-245
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Roles of fibroblasts in the mechanisms of complex fractionated atrial electrograms and catheter ablation during chronic atrial fibrillation (2010)
  • Author(s): Ashihara T
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2010) in conjunction with The 4th Asia-Pacific Atrial Fibrillation Symposium (APAFS2010)
  • Place of Presentation: Jeju Island
  • Year and Date: 20101027-20101030
• [Presentation] Potential influences of cardiac autonomic nerves on cardiac events in patients with ion channelopathy (2010)
  • Author(s): Shimizu W
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2010) in conjunction with The 4th Asia-Pacific Atrial Fibrillation Symposium (APAFS2010)
  • Place of Presentation: Jeju Island
  • Year and Date: 20101027-20101030
• [Presentation] Cellular and molecular mechanism of Brugada syndrome (2010)
  • Author(s): Shimizu W
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2010) in conjunction with The 4th Asia-Pacific Atrial Fibrillation Symposium (APAFS2010)
  • Place of Presentation: Jeju Island
  • Year and Date: 20101027-20101030
• [Presentation] Genotype-phenotype aspects of the long QT syndrome (2010)
  • Author(s): Shimizu W
  • Organizer: The 3rd Asia-Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2010) in conjunction with The 4th Asia-Pacific Atrial Fibrillation Symposium (APAFS2010)
  • Place of Presentation: Jeju Island
  • Year and Date: 20101027-20101030
• [Presentation] 3次元心室モデルによる心臓不整脈のシミュレーション研究について (2010)
  • Author(s): 原口亮
  • Organizer: 第25回生体・生理工学シンポジウム[オーガナイズドセッション:心臓電気活動の可視化解析および臨床応用]
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 20100923-20100925
• [Presentation] リアルタイムリエントリ旋回中心認識と局所冷却手法による除細動メカニズムの解明 (2010)
  • Author(s): 荒船龍彦
  • Organizer: 第26回心電情報処理ワークショップ
  • Place of Presentation: 福島・ホテルリステル猪苗代
  • Year and Date: 2010-10-24
• [Presentation] 心筋ナトリウムチャネルの細胞内局在の興奮伝導への影響 (2010)
  • Author(s): 津元国親
  • Organizer: 第27回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分全日空ホテル
  • Year and Date: 2010-10-09
• [Presentation] ラットPurkinje線維の電子顕微鏡観察 (2010)
  • Author(s): 山口豪
  • Organizer: 第27回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分全日空ホテル
  • Year and Date: 2010-10-09
• [Presentation] フィードバック刺激を用いた局所低温除細動治療メカニズムの解明 (2010)
  • Author(s): 荒船龍彦
  • Organizer: 第27回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: Iichiko総合文化センター
  • Year and Date: 2010-10-08
• [Presentation] 慢性心房細動に対するCFAE標的アブレーションのメカニズムに関するin silico研究:線維芽細胞の役割に着目して (2010)
  • Author(s): 芦原貴司
  • Organizer: 第27回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分全日空ホテル
  • Year and Date: 2010-10-08
• [Presentation] カルシウム/カルモジュリン及びカルモジュリンキナーゼIIと心筋Naチャネル機能 (2010)
  • Author(s): 相庭武司
  • Organizer: 第27回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: Iichiko総合文化センター
  • Year and Date: 2010-10-08
• [Remarks]
  • URL: http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/biomedical_system/bms_001.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/biomedical_system/bms_007.html