心臓不整脈の非線形力学モデルに関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680860
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 池田 憲昭 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (30050660)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹内 昭博 北里大学, 医療衛生学部, 助教授 (20163371) ; 宮原 英夫 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (20010150)
• Keywords: 不整脈 / 非線形力学 / 位相反応曲線 / 房室ブロック

Research Abstract

本研究は、心筋細胞の外部刺激に対する非線形応答特性に基づき、心臓における異常リズム(不整脈)の生成メカニズムをモデル化し、その数学的特性を明らかにすることを目的とする。最終的な目標は、これらの非線形モデルに基づき、心拍制御のメカニズムの解明と致死的不整脈診断への応用を目指すものである。
コンピュータ制御による電気刺激・データ収集装置を用いて、犬心筋における房室伝導曲線(AVRC)の測定を行なった。測定された各AVTCはコンピュータのファイルの形で蓄積し、指数関数曲線をあてはめて特徴づけのためのパラメータ値を得た。
実験で得られたAVRCのさまざまなパターンをコンピュータモデルに入れ、実験時における心拍依存性の心電図パターン変化とモデルシュミュレーション結果とを比較検討した。
ここまでに開発した不整脈モデルを現実の臨床心電図にあてはめる研究を行った。
次の3つのカテゴリの不整脈を対象として、心筋位相反応曲線(PRC)の実在を証明する試みを行った。
(1)完全房室ブロック症例を用いて下位ペースメーカPRCの推定と統計的評価を行った。対象として獨協医大越谷病院で得られたデータを用いた。
(2)多くの文献に報告された心室性副収縮あるいは副調律の臨床心電図データを対象として、モデルパラメータを推定し、変調副調律モデルにより不整脈心電図がどこまで解釈できるかを検討した。心室性副調律症例のホルター心電図データを上記モデルに基づき解析した。
以上の結果を論文(池田憲昭:不整脈生成の力学系モデル(その2)房室伝導の非線形力学、BME 12(5):49-57,1998)として報告した。

Research Products

• [Publications] 池田憲昭: "不整脈生成の力学系モデル(2)房室伝導の非線形力学"BME. 12(5). 49-57 (1998)
• [Publications] 池田憲昭: "Arrhythmia curve interpretation using dynamic system model of the myocardial pacemaker"Methods of Inf. Med.. 36. 286-289 (1997)
• [Publications] 池田憲昭: "Phase-resetting property of the conduction Pathway as a basis for the model of myocardial pacemaker"Proc. ISCE'97. (1997)
• [Publications] 池田憲昭: "不整脈生成の力学系モデル"BME. 9(10). 60-71 (1995)
• [Publications] 池田憲昭: "Interpretation of arrhythmia by using a dynamical system model of the PRC of the myocardial pacemaker"Proc. Ind IMIA-IFMBE Int. WS or BSI. 95-98 (1996)
• [Publications] 池田憲昭: "Model of rate-dependent property in the myocardial tissues as a useful algorithm for the PC-based arrhythmia generator"MEDINFO'95. 729-732 (1995)