2020 Fiscal Year Annual Research Report
難治性不整脈の病態解明・診断・治療における位相分散解析に基づく戦略的制御技術開発
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18H04161
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐久間 一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50178597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦原 貴司 滋賀医科大学, 情報総合センター, 教授 (80396259)
中沢 一雄 森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (50198058)
山崎 正俊 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (30627328)
富井 直輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00803602)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 不整脈 / 心房細動 / カテーテルアブレーション / 光学マッピング / スクロール / 生体制御・治療 / 位相解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心房細動や心室細動などの重篤な不整脈では、心筋細胞の電気生理学的特性や解剖学的特徴によって渦巻き型旋回興奮波（スパイラル・リエントリー：SW）が形成される。近年、心臓の複雑な興奮を蛍光シグナルとして観察する光学マッピングの技術が進み、生体心におけるSWの可視化に成功している。しかし、動物実験においてもSW制御は困難を極め、未だ確立された手法は存在しない。本研究では、我々が一貫して取り組んできた光学マッピング・3次元シミュレーション研究の結果たどり着いた画期的なSW制御手法の開発につながる位相分散(PV)解析技術を発展させ、臨床応用するための技術基盤を構築することを目標とする。当該年度では具体的に以下①-③を実施した。
①PV解析は我々が実験から発見した手法である一方、理論的な裏付けは不十分であった。そこで数値解析を用いて、SW中心における位相構造の詳細解析を行った結果、SW中心は点ではなく広がりを持った境界であり、PV解析はその境界を正しく特徴づける事を明らかとした（Computers in Biology 2020）。この事はこれまでのSW中心に関する既成概念を覆す革新的成果であり、今後PV解析を臨床的指標として用いるための強力な理論的基盤となる。
②前年度までに行った、ウサギ心室頻拍/細動に対する電極・光学の同時マッピング装置を発展させ、よりヒトに近いブタ心房に対する電極・光学同時マッピングシステムを構築し、誘発した心房細動の同時計測実験を行った。本成果はトップカンファレンスであるHeart Rhythm 2021に採択された。
③PV解析の結果明らかとなった細動基質に基づき、効果的に心房細動を停止させる客観的な焼灼戦略の確立のため、数値シミュレーション上のin silico機械学習モデルの初期検討を行った。本成果もHeart Rhythm 2021に採択された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Cardiac macrophages prevent sudden death during heart stress2021
Author(s)
Sugita Junichi、Fujiu Katsuhito、Nakayama Yukiteru、Matsubara Takumi、Matsuda Jun、Oshima Tsukasa、Liu Yuxiang、Maru Yujin、Hasumi Eriko、Kojima Toshiya、Seno Hiroshi、Asano Keisuke、Ishijima Ayumu、Tomii Naoki、Yamazaki Masatoshi、Kudo Fujimi、Sakuma Ichiro、Nagai Ryozo、Manabe Ichiro、Komuro Issei
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 1910
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Meandering Rotors Contribute As Non-paroxysmal Atrial Fibrillation Driver In Older Patients Than In Younger Patients: Extra Mapping Project2020
Author(s)
Kensuke Sakata, Yusuke Okuyama, Tomoya Ozawa, Yusuke Fujii, koichi Kato, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Kohei Yamashiro, Yoshihisa Sugimoto, Yoshihisa Nakazawa, Takashi Ashihara
Organizer
Heart Rhythm 2020
Int'l Joint Research
