2023 Fiscal Year Annual Research Report
Multidisciplinary Treatment Strategies for Chronic Atrial Fibrillation by Integrating Phase Variance Analysis and Clinical Visualization Techniques
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21H04953
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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) |
富井 直輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00803602)
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)
中沢 一雄 森ノ宮医療大学, 医療技術学部, 教授 (50198058)
芦原 貴司 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (80396259)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | 心房細動 / 生体制御，治療 / カテーテルアブレーション / 心臓旋回興奮波 / 光学マッピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
芦原らが開発した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）から得られた心房細動の興奮動態ローターの位相マップに対してさまよい運動軌跡の解析を行い，位相分散解析の有用性と現時点での課題や限界に繋がるデータを得た．
心房細動時の興奮動態理解のためにローターの同定と共に重要となる，Focal activation(FA)などによる湧き出し興奮波の同定手法として，位相マップの発散（divergence）計算に基づく検出方法を提案し，ブタのLangendorf摘出灌流標本を用いた急性心房細動モデルを用いて提案手法を適用し評価を行った。脱分極時刻情報（Local Activation Time）を用いた同定手法や単なる位相マップの発散を用いる手法に比べ，提案手法は偽陽性検出が少ない優れた検出性能を有することを確認した。
心臓電気生理シミュレーションで作成した2次元の細胞膜活動電位と模擬細胞外単極電位信号データと，動物摘出灌流心臓標本を用いた膜活動電位を反映する光学マッピングと多電極マッピングデータを用いて学習させた，疎な細胞外単極電位情報から興奮の脱分極・再分極特性を反映する膜活動電位マップを推定する畳み込みニューラルネットワークモデルの性能を，動物摘出灌流心臓標本を用いた実験により評価した。その結果心房細動時の複雑な興奮動態ローターと湧き出し興奮を推定できることが明らかとなった。また類似の手法を拡張・改良し，シミュレーションでの検討で心筋組織に接触していない状態の電極からの劣化した電位情報を用いても一定の推定が可能であることを明らかにした。
心房細動患者を想定した３次元心房形状モデルを作成し、2,850万変数の微分方程式（系）に基づく大規模なコンピュータシミュレーションを実施した。肺静脈からの異常興奮によって誘発される心房細動の興奮伝播を再現した。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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