Critical Massの概念からみた心室細動の機序解明:コンピュータシミュレーションとマッピング解析を用いて

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670698
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 山口 徹 東邦大学, 医学部, 教授 (30010416)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中沢 一雄 国立循環器センター研究所, 研究員 (50198058) ; 池田 隆徳 東邦大学, 医学部, 助手 (80256734)
• Keywords: 心室細動 / マッピング / コンピュータシミュレーション / リエントリー / 興奮伝播 / 心筋構造

Research Abstract

(1)コンピュータシミュレーション
心筋細胞の最新数学モデルであるLuo-Rudy Phase 1モデルを用いて、数万から数100万個のユニットからなる三次元モデル(疑似心臓)を作成し、シミュレーション解析を行った。心表面端一列に基本刺激を行い、平面興奮波ができた状態でこれに直行するように右端一列に早期刺激を与えることで、持続性の細動興奮波(心室細動)を誘発した。誘発された興奮波はコンピュータディスプレイ上にダイナミックに描写された。現在、スーパーコンピュータを使って大規模な数値シミュレーションを繰り返し行っている。
(2)実験的な高解像度マッピング
人工呼吸器管理下の成犬心臓を摘出し、右室自由壁、心室中隔あるいは左室自由壁を冠動脈を含めた状態で孤立化した。電極プラーク(224双極電極)が組み込まれた組織浴槽に心筋を固定し、酸素化したwarm Tyrode液で冠動脈内と心筋表面を灌流した。心室細動を誘発し、細動中の興奮伝播を高性能のマッピングシステム(CardioMapp System)を用いて解析した。心室中隔における興奮波は、右室あるいは左室自由壁において観察されたものと比べて複雑であった。各領域において興奮波の数と細動周期を定量評価したところ、心室中隔で興奮波が最も多く、細動周期が短かった。また、細動興奮を維持するのに必要な心筋重量(critical mass)も最小であった。現在、上述の機序を解明するため、組織標本を作成し心筋構造との関連から検討している。

Research Products

• [Publications] Ikeda T.Kawase A,Nakazawa K,Ashihara T,Namba T, et al: "Role of structural complexities of septal tissue in maintaining ventricular fibrillation in Bolated, perfused canine venticle"J Cavdiovasc Electrophysiol. (in press). (2001)
• [Publications] Ashihara T,Namba T,Ikeda T,Ito M,Kinoshita H, et al: "Break-through during venticular fibrillation depend on the degree of rotational anisotropy and the boundary conaition, A simulation study"J Cardiorasc Electrophysiol. (in press). (2001)