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2007 Fiscal Year Annual Research Report

総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

Research Project

Project/Area Number 18300157
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

中沢 一雄  National Cardiovascular Center Research Institute, 研究機器管理室, 室長 (50198058)

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, 助教 (80396259)
難波 経豊  香川県立保健医療大学, 保健医療学部, 准教授 (70331866)
池田 隆徳  杏林大学, 医学部, 准教授 (80256734)
五十嵐 健夫  東京大学, 情報理工学系研究科, 准教授 (80345123)
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
Research Abstract

もともと,モルモット心室筋に基づいた8変数のLuo-Rudy微分方程式モデルの約564万ユニットの結合体として構成されたバーチャル心臓を更新し,より新しい約20変数のFSKモデルを用いて,約2,100万ユニットからなるバーチャル心臓を構成した. さらに,ヒトモデルを用いて,最大1億2,000万ユニットからなるバーチャル心臓の数値計算を実行させることに成功した.
X線CT装置により撮影された7人分の患者データから,個別に心臓形状モデルを取得した. 心電図同期により撮影されたすべての時相を抽出して完全に4次元再構成を行うには至っていないが, ARVCやDCMなど特徴的な形態を有する心臓形状のデータを取得することができた.
活動電位持続時間の心室較差、心筋線維方向、刺激伝導系の設定などが簡便に行えるインタフェースの開発を行った. スケッチ入力に基づいて3次元的にベクトル補間を行い,心室形状モデルに心筋線維方向を設定するインタフェース, L-systemに基づいて心室内膜にプルキンエ線綿網を自動的に構築するプロクラムを開発した. これらに基づいて,脚ブロックを想定したモデルを簡便に作成し,それぞれの病態に特徴的な心電図の再構成に成功した.
バーチャル心臓において,網羅的期外収縮に基づく不整脈発生危険度予測の計算を引き続き進めた. またその結果を一覧し分かりやすく表示するために,ブルズアイ表示および3次元表示を行った. また,不整脈の危険度予測のために,スパイラルリエントリの持続および消滅に関係の深いフィラメントの導出と可視化を行った. これらを,画像ライブラリのためのコンテンツとして追加し蓄積した.

  • Research Products

    (47 results)

All 2008 2007

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (31 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Tunnel propagation of postshock activations as a unified hypothesis for fibrillation induction and isoelectric window2008

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Journal Title

      Circ Res 102

      Pages: 737-745

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 心房筋リモデリングを考慮したヒト心房細動in silicoモデルにおけるアミオダロンの短期作用と長期作用2008

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Journal Title

      Progress in Medicine 28(Suppl.1)

      Pages: 562-567

  • [Journal Article] 臨床応用を見据えた心臓不整脈のシミュレーション2008

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Journal Title

      日本医用画像工学会誌(MIT) 26

      Pages: 93-98

  • [Journal Article] Identification of local myocardial repolarizaiotn time by bipolara electrode potential2007

    • Author(s)
      Namba T
    • Journal Title

      J Electrocardiol 40(Suppl.6)

      Pages: 97-102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Senning手術を説明するインタラクティブシステムの試作2007

    • Author(s)
      大森健太
    • Journal Title

      信学技報 107(409)

      Pages: 9-12

  • [Journal Article] フィラメントの挙動に基づくスパイラルリエントリの持続および消滅の判定についての検討2007

    • Author(s)
      藤堂貴弘
    • Journal Title

      信学技報 107(409)

      Pages: 13-16

  • [Journal Article] 特集「不整脈研究の最新動向」 : 不整脈研究の最先端 : 生体シミュレーションの不整脈研究への応用2007

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Journal Title

      医学のあゆみ Suppl

      Pages: 25-30

  • [Journal Article] 右室心外膜の局所遅延伝導が心電図の右側胸部誘導に及ぼす影響 : シミュレーションによる検討2007

    • Author(s)
      難波経豊
    • Journal Title

      心臓 39(Suppl.1)

      Pages: 57-61

  • [Journal Article] Microvolt T Wave Alternansが反映する心室性不整脈発生基質 : コンピュータシミュレーションによる基礎的検討2007

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Journal Title

      心臓 39(Suppl.1)

      Pages: 14-19

  • [Journal Article] A Sketch-Based Interface of Modeling Myocardial Fiber Orientation2007

    • Author(s)
      Takayama K
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science 4562

      Pages: 1-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Pen-based Interface for Generating Graphical Reports of Findings in Cardiac Catheterization2007

    • Author(s)
      Mori Y
    • Journal Title

      Methods Inf Med 46

      Pages: 694-699

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] スケッチ入力を活かした電子カルテのためのインタフェース提案2007

    • Author(s)
      中沢一雄
    • Journal Title

      ヒューマンインタフェース学会誌 9(2)

      Pages: 133-140

  • [Presentation] Coronary CT Angiography with Dual-Source CT, Initial Experience2008

    • Author(s)
      東将浩
    • Organizer
      第72回日本循環器学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20080328-30
  • [Presentation] Scroll Wave Dynamics in a Three-Dimensional Cardiac Tissue Model : Roles of Transmural Dispersion of Repolarization2007

    • Author(s)
      Haraguchi R
    • Organizer
      The 2nd MEI International Symposium : The Worldwide Challenge to Physiome and Systems Biology
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      20071208-09
  • [Presentation] The use of L-system for modeling Purkinje fibers2007

    • Author(s)
      Ijiri T
    • Organizer
      The 2nd MEI International Symposium : The Worldwide Challenge to Physiome and Systems Biology
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      20071207-09
  • [Presentation] Effects of amiodarone and bepridil on spiral wave reentries in human atrial model with electrical and structural remodelings2007

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      文部科学省リーディングプロジェクト「細胞・生体機能シミュレーションプロジェクト」京都大学拠点第4回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20071112-13
  • [Presentation] 心室モデルを用いた致死性不整脈危険度予測 コンピュータシミュレーションと臨床画像との統合への試み2007

    • Author(s)
      東将浩
    • Organizer
      第43回日本医学放射線学会秋季臨床大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20071025-27
  • [Presentation] Senning手術を説明するインタラクティブシステムの試作2007

    • Author(s)
      大森 健太
    • Organizer
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-12-22
  • [Presentation] フィラメントの挙動に基づくスパイラルリエントリの持続および消滅の判定についての検討 〜コンピュータシミュレーションを用いた致死性不整脈の発生危険度予測システムの開発を目指して〜2007

    • Author(s)
      藤堂 貴弘
    • Organizer
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-12-22
  • [Presentation] 患者個別の仮想心臓モデル構築効率化のための技術開発2007

    • Author(s)
      原口亮
    • Organizer
      第27回医療情報学連合大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2007-11-25
  • [Presentation] 電子カルテの有効利用を目指した先天性心疾患のためのベクトルシェーマ・システム2007

    • Author(s)
      中沢 一雄
    • Organizer
      第27回医療情報学連合大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2007-11-23
  • [Presentation] インフォームドコンセントを支援する医療画像情報システムの構築2007

    • Author(s)
      八木 隆宏
    • Organizer
      第27回医療情報学連合大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2007-11-23
  • [Presentation] 心臓電気生理シミュレーションのための刺激伝導系モデリング効率化に関する研究2007

    • Author(s)
      原口亮
    • Organizer
      第24回心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-10-06
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションを用いた致死性不整脈の発生危険度予測システムの試作2007

    • Author(s)
      藤堂貴弘
    • Organizer
      第24回心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-10-06
  • [Presentation] 双極電位による心房局所の再分極完了時点の同定/双極電位マッピングによる再分極パターンの可視化2007

    • Author(s)
      難波経豊
    • Organizer
      第24回心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-10-06
  • [Presentation] 心筋リモデリング下の心房細動に対する(企)群抗不整脈薬の効果 : ヒト心房筋モデルによるコンピュータシミュレーション2007

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第24回日本心電学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-10-05
  • [Presentation] MR Phase-contrast法を用いた心臓の捻転解析2007

    • Author(s)
      黒田嘉宏
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-22
  • [Presentation] 心房筋リモデリングを考慮したヒト心房細動in silicoモデルにおけるアミオダロンの急性効果と慢性効果2007

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第12回アミオダロン研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-09-22
  • [Presentation] Senning手術過程を説明するインタラクティブシステムの機能検討2007

    • Author(s)
      大森健太
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-21
  • [Presentation] MR Phase Contrast法による心室壁収縮伸展速度分布の可視化とその評価2007

    • Author(s)
      原口亮
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2007-09-21
  • [Presentation] A Pen-based Interface for Generating Graphical Reports of Findings in Cardiac Catheterization2007

    • Author(s)
      Mori Y
    • Organizer
      Eurographics 2007
    • Place of Presentation
      Prague
    • Year and Date
      2007-09-07
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションによる不整脈危険度予測2007

    • Author(s)
      東将浩
    • Organizer
      第65回心臓血管放射線研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-07-28
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションによる不整脈危険度予測、臨床画像との融合の試み2007

    • Author(s)
      東将浩
    • Organizer
      第18回医用デジタル動画像研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2007-06-29
  • [Presentation] A Sketch-Based Interface for Modeling Myocardial Fiber Orientation2007

    • Author(s)
      Takayama K
    • Organizer
      7th International Symposium on Smart Graphics
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-06-25
  • [Presentation] 心筋線維走向モデリングのためのスケッチインタフェース2007

    • Author(s)
      高山健志
    • Organizer
      Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム2007
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-06-23
  • [Presentation] Development of graphical interface for modeling excitation map in the electrophysiological heart simulator2007

    • Author(s)
      Namba T
    • Organizer
      International Conference on Complex Medical Engineering
    • Place of Presentation
      北京
    • Year and Date
      2007-05-23
  • [Presentation] Development of "Cardiac Arrhythmia Risk Evaluation" System Based on Computer Simulation2007

    • Author(s)
      Todo T
    • Organizer
      International Conference on Complex Medical Engineering
    • Place of Presentation
      北京
    • Year and Date
      2007-05-23
  • [Presentation] MR-PC画像を用いた心臓の運動解析2007

    • Author(s)
      堀尾秀之
    • Organizer
      第51回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2007-05-18
  • [Presentation] Steep APD restitution curve is not essential for microvolt T-wave alternans : Insights from computer simulations2007

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      Heart Rhythm 2007 Scientific Sessions
    • Place of Presentation
      Denver
    • Year and Date
      2007-05-11
  • [Presentation] 電子カルテのためのSVG形式ベクトルシェーマ・インタフェースの開発と有効性の検討2007

    • Author(s)
      中沢一雄
    • Organizer
      第46回日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-04-26
  • [Presentation] 不整脈発生危険度予測のための心臓電気生理シミュレータの開発2007

    • Author(s)
      原口亮
    • Organizer
      第46回日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-04-25
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションによる不整脈発生危険度予測に関する研究2007

    • Author(s)
      藤堂貴弘
    • Organizer
      第46回日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-04-25
  • [Presentation] Identification of Local Myocardial Repolarization Endpoint by Bipolar Electrode Potential Electrode Mapping without Determining Activation Time of Each Electrode2007

    • Author(s)
      Namba T
    • Organizer
      32th Annual Conference of International Society for Computerized Electrocardiology(ISCE)
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Year and Date
      2007-04-23
  • [Book] これでわかる心房細動の診かたと治療-内科医のためのガイドラインに即した手びき2007

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      110
    • Publisher
      南江堂
  • [Book] 心房リエントリーおよび心房細動の新しい機序(谷口興一編)2007

    • Author(s)
      池田隆徳(分担執筆)
    • Total Pages
      33-39
    • Publisher
      ライフサイエンス出版
  • [Book] 不整脈-頻脈性不整脈 カラーで診る循環器病の救急診療マニュアル(樫田光夫編)2007

    • Author(s)
      池田隆徳(分担執筆)
    • Total Pages
      146-159
    • Publisher
      メディカ出版
  • [Book] 不整脈 新領域別症候群4 : 循環器症候群I (第2版)(矢崎義雄編)2007

    • Author(s)
      池田隆徳(分担執筆)
    • Total Pages
      533-538
    • Publisher
      日本臨床

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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