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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a new ablation strategy based on the real-time imaging and analysis of non-paroxysmal atrial fibrillation.

Research Project

Project/Area Number 20K08469
Research InstitutionShiga University of Medical Science

Principal Investigator

芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (80396259)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小澤 友哉  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (20584395)
奥山 雄介  滋賀医科大学, 医学部, 医員 (60867654)
原口 亮  兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (00393215)
稲田 慎  森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (50349792)
中沢 一雄  森ノ宮医療大学, 保健医療学部, 教授 (50198058)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords分子心臓学 / 不整脈学 / 心房細動 / 非発作性心房細動 / リアルタイム可視化 / リアルタイム映像化 / in silico / 人工知能
Outline of Annual Research Achievements

非発作性心房細動(Non-PAF)の治療にはローター(機能的興奮旋回)の持続機構の修飾が必要と考え,最近,研究代表者らはオンライン・リアルタイム臨床不整脈映像化システムExTRa Mappingを発明した.本研究では,ローターの特徴や制御方法,アブレーション成績との関係,人工知能やin silico解析導入時のローター制御予測性と治療予後予測性等,残された多くの課題を扱う.
初年度の令和2年度は,新型コロナウイルス感染症の影響により進捗が遅れたが,Non-PAF持続機構としてのローターの特徴を見出すべく臨床データに基づく興奮動態解析とin silico・AI解析準備に着手し,マッピング精度再検証ならびにローター維持機構と線維化様態の関係を明らかにした.
続く令和3年度も,新型コロナウイルス感染症の影響で研究進捗は遅れ気味で,購入予定がずれ込んでいたハードウェアも需要の高まりと半導体不足の影響で入手困難ななか,本研究に用いていた既存ノートPCが故障した.それでも研究中断を避けるため,急遽,新たなノートPCの購入費を本研究費で賄った.本研究の班会議についてはオンライン会議を活用し,ローター動態解析にかかる研究を推し進め,汎用型AIのシステムへの導入に向けた研究にも着手した.
最終年度の令和4年度にも,新型コロナウイルス感染症の影響は及んだが,これまでの研究進捗の遅れを取り戻すべく,ExTRa Mappingの精度向上とローターの時間再現性や制御予測性にかかるAI研究を推し進めた.
これまでの研究成果についてはExTRa Mappingを用いたNon-PAF治療にかかる論文や書籍として執筆し,日本不整脈心電学会,日本生体医工学会等の学会や研究会,学術講演会等での講演を行った.なお,国際学会については海外渡航の見込みが立たず断念した.

  • Research Products

    (34 results)

All 2023 2022 2020 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 10 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Organization of atrial fibrillation using a pure sodium channel blocker: Implications of rotor ablation therapy.2023

    • Author(s)
      Nanbu T, Yotsukura A, Suzuki G, Takekawa H, Tanaka Y, Yamanashi K, Tsuda M, Yoshida I, Sakurai M, Ashihara T
    • Journal Title

      Journal of Arrhythmia.

      Volume: 39 Pages: Online

    • DOI

      10.1002/joa3.12844

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanism of ventricular fibrillation: Current status and problems.2022

    • Author(s)
      Shibata N, Inada S, Nakazawa K, Ashihara T, Tomii N, Yamazaki M, Honjo H, Seno H, Sakuma I
    • Journal Title

      Advanced Biomedical Engineering.

      Volume: 11 Pages: 117-135

    • DOI

      10.14326/abe.11.117

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Excessive folic acid intake combined with undernutrition during gestation alters offspring behavior and brain monoamine profiles.2022

    • Author(s)
      Ono T, Hino K, Kimura T, Uchimura Y, Ashihara T, Higa T, Kojima H, Murakami T, Udagawa J
    • Journal Title

      Congenital Anomalies.

      Volume: 62 Pages: 169-180

    • DOI

      10.1111/cga.12472

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 糖尿病患者における心房細動の実状と課題.2022

    • Author(s)
      芦原貴司.
    • Journal Title

      糖尿病合併症.

      Volume: 36 Pages: 88-91

  • [Journal Article] カテーテルアブレーションにおける3次元マッピングシステムの新たな展開:ExTRa MappingTMシステム.2022

    • Author(s)
      芦原貴司.
    • Journal Title

      心臓.

      Volume: 54 Pages: 545-554

  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来の心室細動再現3次元心臓組織モデルの開発.2023

    • Author(s)
      川東正英,芦原貴司,山下 潤,湊谷謙司
    • Organizer
      第53回日本心臓血管外科学会学術総会
  • [Presentation] ExTRa Mapping:心房細動のリアルタイム映像化がアブレーションに何をもたらすのか.2023

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      不整脈治療セミナー in 四国
    • Invited
  • [Presentation] Feasibility study of phase variance analysis on three-dimensional atrial fibrillation model.2023

    • Author(s)
      富井直輝,稲田 慎,芦原貴司,山崎正俊,瀬野 宏,佐久間一郎,中沢一雄
    • Organizer
      第87回日本循環器学会学術集会(JCS2023)
  • [Presentation] Characteristics of spatial distribution of rotors in pulmonary vein isolation refractory non-paroxysmal atrial fibrillation patients.2023

    • Author(s)
      Okuyama Y, Nishikawa T, Ozawa T, Fujii Y, Kato K, Sugimoto Y, Nakagawa Y, Ashihara T
    • Organizer
      The 87th Annual Scientific Meeting of Japanese Circulation Society (JCS2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Human iPS cell-engineered heart tissue to reproduce ventricular fibrillation in vitro.2023

    • Author(s)
      川東正英,湊谷謙司,芦原貴司,山下 潤
    • Organizer
      第87回日本循環器学会学術集会(JCS2023)
  • [Presentation] ExTRa Mappingによるローターの挙動解析が示す非発作性心房細動の特徴.2022

    • Author(s)
      奥山雄介,小澤友哉,西川拓磨,藤居祐介,加藤浩一,杉本喜久,中川義久,芦原貴司
    • Organizer
      カテーテルアブレーション関連秋季大会2022
  • [Presentation] ヒト3次元心房モデルに基づく心房細動興奮伝播シミュレーションと可視化.2022

    • Author(s)
      中沢一雄,稲田 慎,原 良昭,岸田優作,柴田仁太郎,富井直輝,高山健志,井尻 敬,芦原貴司
    • Organizer
      第42回医療情報学連合大会(第23回日本医療情報学学術大会)
  • [Presentation] 不整脈の可視化:心房細動をリアルタイムで映像化する医療機器.2022

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      森ノ宮医療大学特別講義:先進科学技術論
    • Invited
  • [Presentation] Exponential Mapを用いた3次元心房モデル上の興奮伝播可視化.2022

    • Author(s)
      後藤竜真,木村優希,井尻 敬,芦原貴司,中沢一雄
    • Organizer
      Visual Computing + VC Communications 2022 (VC+VCC 2022)
  • [Presentation] 除細動に関する基礎的事項:電気的除細動の効率化に必要なことは何か:理論的研究に基づく洞察.2022

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第55回ペーシング治療研究会
    • Invited
  • [Presentation] ヒトiPS細胞由来分化心筋細胞の拍動動画解析とAI解析への橋渡し.2022

    • Author(s)
      黒川洵子,坂本多穗,山口賢彦,芦原貴司,間島 慶,永森收志
    • Organizer
      AMED医薬品等規制調和・評価研究事業:2022年度AMED諫田班第1回全体班会議
  • [Presentation] 非発作性心房細動の術中リアルタイム映像化にかかる解析的手法の開発と改良:人工知能の応用を含めて.2022

    • Author(s)
      芦原貴司,富井直輝,小澤友哉,佐久間一郎
    • Organizer
      東京大学臨床生命医工学連携研究機構寄付研究部門「次世代臨床医用計測技術研究ネットワーク拠点」第3回シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ペーシング刺激によるヒトiPS細胞由来分化心筋細胞の成熟化.2022

    • Author(s)
      渡邉 倫,加地憲武,山口賢彦,坂本多穗,渡邊泰秀,行方衣由紀,田中 光,芦原貴司,諫田泰成,西田基宏,黒川洵子
    • Organizer
      第49回日本毒性学会学術年会
  • [Presentation] 臨床不整脈を映像で診断して治療する時代へ:ExTRa Mappingがもたらすもの.2022

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会大会(JSMBE)
    • Invited
  • [Presentation] 新たな心房細動治療法の開発を目的とした心房モデルの構築.2022

    • Author(s)
      稲田 慎,岸田優作,高山健志,井尻 敬,芦原貴司,大星直樹,柴田仁太郎,中沢一雄
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会大会(JSMBE)
  • [Presentation] ヒトの3次元心房モデルに基づく心房細動興奮伝播シミュレーションと拡張現実での可視化.2022

    • Author(s)
      岸田優作,浦田智和,橋本 陸,大星直樹,芦原貴司,井尻 敬,高山健志,柴田仁太郎,原 良昭,信太宗也,稲田 慎,中沢一雄
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会大会(JSMBE)
  • [Presentation] WPW症候群における顕在化条件のコンピュータシミュレーションによる検討.2022

    • Author(s)
      原口 亮,芦原貴司,松山高明,芳本 潤
    • Organizer
      第61回日本生体医工学会大会(JSMBE)
  • [Presentation] 頻脈性非発作性心房細動のためCRT-D適応外と思われたがアブレーションで今後の適応が見込まれた一例.2022

    • Author(s)
      山地亮輔,芦原貴司,小澤友哉,奥山雄介,藤居祐介,加藤浩一,杉本喜久,中川義久
    • Organizer
      第133回日本循環器学会近畿地方会
  • [Presentation] Computational Modelling and Simulation: Simulation and Modelling for Diagnostic Imaging: Application of in silico model for cardiac electrophysiological mapping.2022

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      IUPESM WORLD CONGRESS on Medical Physics & Biomedical Engineering (IUPESM WC2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生体システム学:循環器領域における生体システム学:シミュレーションの循環器学・薬理学への応用.2022

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      大学間連携事業「臨床医工学・情報学」高度人材育成教育プログラム:プレプロフェッショナル教育プログラム:臨床医工学入門
    • Invited
  • [Presentation] Anti-tachycardia pacing and cardioversion: By what mechanisms do they terminate tachyarrhythmias?: What do we need to know for efficient electrical defibrillation? Insights from theoretical studies.2022

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      The 68th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society (JHRS 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「ExTRa Mappingでわかった!心房細動治療のニューノーマル?」:ExTRa Mappingガイド下アブレーション:とっておきのコツを伝授します.2022

    • Author(s)
      芦原貴司
    • Organizer
      第68回日本不整脈心電学会学術大会(JHRS)
    • Invited
  • [Presentation] Challenging ECG Tracings (ISE-YC-ISHNE Joint Session): Presentation 4: Practical approach to ECG interpretation: f-wave in patients with non-paroxysmal atrial fibrillation.2022

    • Author(s)
      Ashihara T
    • Organizer
      1st International Society of Electrocardiology Young Community Scientific Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] WPW症候群副伝導路の順伝導と逆伝導における不応期の違いについて:シミュレーションによる検討.2022

    • Author(s)
      原口 亮,芦原貴司,松山高明,芳本 潤
    • Organizer
      日本不整脈心電学会心電学関連春季大会2022
  • [Remarks] 臨床不整脈映像化システム ExTRa Mapping

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/ash/extramap.html

  • [Remarks] Spiral in Cardiology

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/ash/vitae.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] Myocardial analysis apparatus and myocardial excitation detection apparatus.2020

    • Inventor(s)
      芦原貴司,滝澤晃司,ほか.
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人滋賀医科大学,日本光電工業株式会社,ほか.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      US 11,464,441 B2
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Myocardial excitation determining apparatus.2020

    • Inventor(s)
      芦原貴司,滝澤晃司,ほか.
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人滋賀医科大学,日本光電工業株式会社,ほか.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      CN 109068984 B
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 記録装置,記録方法およびプログラム.2020

    • Inventor(s)
      芦原貴司,滝澤晃司,ほか.
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人滋賀医科大学,日本光電工業株式会社,ほか.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      第7186395号

URL: 

Published: 2023-12-25  

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