2006 Fiscal Year Annual Research Report
統合的人体シミュレーションを目指したバーチャル心臓の機能モジュール化の研究
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18300157
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
中沢 一雄 国立循環器病センター(研究所), 研究機器管理室, 室長 (50198058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原口 亮 国立循環器病センター(研究所), 研究機器管理室, 室員 (00393215)
芦原 貴司 滋賀医科大学, 医学部, 助手 (80396259)
難波 経豊 香川県立保健医療大学, 保健医療学部, 助教授 (70331866)
池田 隆徳 杏林大学, 医学部, 助教授 (80256734)
五十嵐 健夫 東京大学, 情報理工学系研究科, 助教授 (80345123)
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| Keywords | 致死性不整脈 / コンピュータグラフィックス / 電気生理学的特性 / コンピュータシミュレーション / スーパーコンピュータ / 可視化 |
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| Research Abstract |
バーチャル心臓における計算能力の向上について、いわゆる"ベクトル並列型"のスーパーコンピュータにおいて、実行計算効率(理論的計算速度に対する実際の計算速度)43%を記録した。実行計算効率43%は実用レベルのアプリケーションとしては国内でも屈指の値であり、メーカーの事例紹介としてホームページに掲載されるに至った。一方、8変数Luo-Rudy微分方程式モデル約2813万ユニットから構成されたバーチャル心臓を用いた計算では、約1拍動に相当する実時間1秒分の計算時間は17時間36分であった。ユニット数の増加も含め、これ以上の計算能力の向上のためには、ハードウェアの基本性能を上げる必要がある。
医用画像からの心臓形状の抽出について、MRIデータに基づいて、バーチャル心臓の形状モデルとして使用可能な生体データの取得が行えるようになった。ただ、現状ではかなり手作業によってパラメータの設定を行う必要があり、時間短縮のために、さらに自動化処理を目指して改善を行っている状況である。
シミュレーションモデル簡易作成のためのインタフェース開発について、細胞モデルの選択や活動電位持続時間の心室較差の設定ができるようになった。心筋線維方向、刺激伝導系の設定についても完成度が上がっており、形状変形には物体の形状特徴を考慮したアルゴリズムを採用して、論文発表の準備を行っている最中である。
研究成果公開のための基盤開発として、Webサーバを介して情報発信できる不整脈危険予測システムのコンテンツを作成した。バーチャル心臓における興奮伝播過程の可視化部分を改良し、効果的な画像ライブラリのためのコンテンツを蓄積した。
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