2009 Fiscal Year Annual Research Report
バーチャル心臓を用いた不整脈危険予測のための機能的モデリング手法の開発
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21500420
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
中沢 一雄 National Cardiovascular Center Research Institute, 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)
五十嵐 健夫 東京大学, 情報理工学系・研究科, 准教授 (80345123)
池田 隆徳 杏林大学, 医学部, 准教授 (80256734)
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| Keywords | バーチャル心臟 / 不整脈 / 危険予測 / 生物・生体工学 |
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| Research Abstract |
(1)L-systemを応用したプルキンエ線維網のモデリング
心臓刺激伝導系の一部であるプルキンエ線維網は、複雑に入り組んだ網目構造を持っているため、キャプチャすることや手作業でモデリングすることが困難であった。従来のバーチャル心臓では心室内膜面の興奮順序が再現できるように、心内膜側各部で刺激の入るタイミングが異なる刺激領域を設定していた。そこで、CG分野で植物の生長を記述するために利用されているL-systemという手法を改良することにより、単純なパラメータ操作のみでプルキンエ線維網を簡便にモデリシグする手法を開発した。この手法をバーチャル心臓に導入し、刺激伝導系およびプルキンエ線維網のモデリングを行い、興奮伝播シミュレーションを実施するに至った。
(2)スケッチインタフェースによる心筋線維走向のモデリング
心筋線維走向について、従来のバーチャル心臓においては、任意の心室形状に対して心室内膜側から外膜側にかけて120度ねじれるように設定されているものの、心尖部などに対して自由に心筋線維走向の設定ができるようにはなっていなかった。そこで、心臓内で複雑に変化する心筋線維走向を、スケッチ入力により効率的にモデリングするインタフェースを導入した。すなわち、心臓表面からの深さに応じていくつかの層を定義し、各層ごとにスケッチで線を引くようにして任意の線維走向が設定できるようになった。さらに、バーチャル心臓にいくつかの線維走向のパターンを作成し、その比較を行う実験を可能にした。
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