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2012 Fiscal Year Research-status Report

医学と工学の連携による電気生理学的心臓突然死予知手法の開発

Research Project

Project/Area Number 24591074
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionToho University

Principal Investigator

池田 隆徳  東邦大学, 医学部, 教授 (80256734)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 敦子  東邦大学, 医学部, 博士研究員 (40584644)
中沢 一雄  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (50198058)
芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80396259)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords心臓突然死 / 心室細動 / 心電学的指標 / コンピュータシミュレーション / ホルター心電図
Research Abstract

平成24年度に実施した研究は、コンピュータシミュレーションによる心室細動のメカニズム解明とホルター心電計を用いて測定した心電学的指標を予備評価であった。
コンピュータシミュレーションでは、「脱分極異常、再分極異常、自律神経活動異常を反映する電気生理学的指標の統合的かつ多階層的活用」の妥当性を検証した。医療工学に精通している国立循環器病研究センターの中沢一雄室長に行っていただいた。心筋細胞の最新数学モデルを用いて心室形状モデルを作成し、人工電気刺激を与え持続性の細動興奮波(心室細動)を誘発した。興奮波をスーパーコンピュータで解析し、大規模な数値シミュレーションを行った。その結果、脱分極異常と再分極異常が絡み合うことで心室細動が成立することが判明した。
次に、実臨床においてホルター心電計を用いて心室遅延電位(late potentials:LP)、T波オルタナンス(T-wave alternans:TWA)、心拍タービュランス(heart rate turbulence:HRT)の測定を行った。測定は、東邦大学の阿部敦子博士研究員、滋賀医科大学の芦原貴司助教、杏林大学の三輪陽介助教に行っていただいた。ホルター心電図のNASA誘導およびCM5誘導において、24時間連続して3つの指標を評価した。心室LPにおいては、加算平均法により①fQRS、②RMS40、③LAS40の3つのパラメータを30分毎にタイムドメイン解析した。TWAにおいては、オルタナンス(Talt)電位を15秒毎にスペクトル解析した。HRTにおいては、turbulence onset(TO)とturbulence slope(TS)の2つのパラメータを解析した。これら3つの指標の測定をわれわれが所有している解析システムで問題なく行うことができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成24年度では、コンピュータシミュレーションを用いて心室細動の興奮波を解析することと、われわれが注目した心電学的指標を実臨床において予備的に評価することを達成目標に掲げていた。コンピュータシミュレーションでは、心室形状モデルで誘発した心室細動中の興奮波の解析をスーパーコンピュータで行うことができ、その成立メカニズムを知ることができた。また、実臨床においてのホルター心電計を用いた心電学的指標の評価では、3つの指標(LP、TWA、HRT)をわれわれの解析システムで問題なく行うことができた。以上の理由で、研究はおおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の今後の推進方策としては、平成24年度に立案した研究がおおむね順調に達成できたことから、平成25年度では当初から予定していた研究を計画書に基づいて着実に行っていく。具体的には、平成25年度では、コンピュータシミュレーション解析で得られた結果の再検証と、心疾患を有する患者でのホルター心電計を用いた3指標の実臨床での測定を予定している。
コンピュータシミュレーションでは、異なる心室形状モデルを作成し、誘発した心室細動中の興奮波を解析する。平成24年度の結果と矛盾する点がないかを評価する。解析は、国立循環器病センター研究所の中沢一雄工学博士にスーパーコンピュータを用いて行っていただく予定である。
実臨床でのホルター心電計を用いた心電学的指標の解析は、平成24年度とは異なり心疾患(心筋梗塞、心筋症、特発性病態など)を有する患者で行い、3指標と心疾患の関連性を評価する。脱分極異常指標、再分極異常指標、自律神経活動異常指標のいずれが最も関与するかを検討する。測定は、東邦大学の阿部敦子博士研究員、滋賀医科大学の芦原貴司助教、杏林大学の三輪陽介助教に行っていただく予定である。
現在のところ、研究を推進していくうえで大きな問題は生じておらず、研究構成員間での連絡を密にとり、研究の進捗状況を確認しあう。何らかの疑問点が生ずれば、コンピュータシミュレーション解析のありかたや実臨床での心電学的解析指標の測定のしかたを変更することはある。具体的な今後の研究の方策を下記に記す。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

予算に見合った形で研究を進めている。平成24年度の未使用額が約25万円あるが、これはデータ解析用のパソコンの購入が遅れたためで、平成25年度の初期の段階でパソコンを購入する費用に充てる。
平成25年度では、得られた結果を国内あるいは国外の学会に参加して積極的に発表することを予定している。多くの予算は、学会発表のための旅費に充てる予定である。当然のことながら、データ収集および解析に必要な消耗品にも使用する。

  • Research Products

    (35 results)

All 2012 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 4 results) Book (9 results)

  • [Journal Article] Prognostic utility of T-wave alternans in a real-world population of patients with left ventricular dysfunction: the PREVENT-SCD study.2012

    • Author(s)
      Shizuta S, Ando K, Nobuyoshi M, Ikeda T, Yoshino H, Hiramatsu S, Kazatani Y, Yamashiro K, Okajima K, Kajiya T, et at
    • Journal Title

      Clin Res Cardiol

      Volume: 101 Pages: 89-99

    • DOI

      10.1007/s00392-011-0368-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of fibroblasts in complex fractionated electrograms during persistent/permanent atrial fibrillation: implications for electrogram-based cather ablation.2012

    • Author(s)
      Ashihara T, Haraguchi R, Nakazawa K, Namba T, Ikeda T, Nakazawa Y, Ozawa T, Ito M, Horie M, Trayanova NA
    • Journal Title

      Circ Res

      Volume: 110 Pages: 275-284

    • DOI

      10.1161/CIRCRESAHA.111.255026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective site pacing from the right ventricular mid-septum: Follow up of lead performance and procedure technique.2012

    • Author(s)
      Yusu S, Mera H, Hoshida K, Miyakoshi M, Miwa Y, Tsukada T, Yoshino H, Ikeda T
    • Journal Title

      Int Heart J

      Volume: 53 Pages: 113-116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microvolt T-wave alternans testing has a role in arrhythmia risk stratification.2012

    • Author(s)
      Verrier, RL, Klingenheben T, Malik M, El-Sherif N, Exner DV, Hohnloser SH, Ikeda T, Martínez JP, Narayan SM, Nieminen T, Rosenbaum DS
    • Journal Title

      J Am Coll Cardiol

      Volume: 59 Pages: 1572-1573

    • DOI

      10.1016/j.jacc.2012.03.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Risk stratification for serious arrhythmic events using nonsustained ventricular tachycardia and heart rate turbulence detected by 24-hour Holter electrocardiograms in patients with left ventricular dysfunction.2012

    • Author(s)
      Miwa Y, Yoshino H, Hoshida K, Miyakoshi M, Tsukada T, Yusu S, Ikeda T
    • Journal Title

      Ann Noninvasive Electrocardiol

      Volume: 17 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1111/j.1542-474X.2012.00522.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Various patterns of intracardiac electrogram T-wave alternans prior to ventricular tachyarrhythmias in implantable cardioverter defibrillator patients.2012

    • Author(s)
      Ikeda T, Yusu S, Yokoyama Y
    • Journal Title

      Heart Rhythm

      Volume: 9 Pages: 1033-1037

    • DOI

      10.1016/j.hrthm.2012.02.020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical utility of microvolt T-wave alternans testing in Identifying patients at high or low risk of sudden cardiac death.2012

    • Author(s)
      Merchant, FM, Ikeda T, Pedretti RFE, Salerno-Uriarte JA, Chow T, Chan PS, Bartone C, Hohnloser SH, Cohen RJ, Armoundas AA
    • Journal Title

      Heart Rhythm

      Volume: 9 Pages: 1256-1264

    • DOI

      10.1016/j.hrthm.2012.03.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of late potentials for 24 hours between Brugada syndrome and arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy using a novel signal-averaging system based on Holter ECG.2012

    • Author(s)
      Abe A, Kobayashi K, Yuzawa H, Sato H, Fukunaga S, Fujino T, Okano Y, Yamazaki J, Miwa Y, Yoshino H, Ikeda T
    • Journal Title

      Circ Arrhythm Electrophysiol

      Volume: 5 Pages: 789-95

    • DOI

      10.1161/CIRCEP.111.969865

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Prognostic value of T-wave alternans

    • Author(s)
      Ikeda T
    • Organizer
      8th ECAS (European Cardiac Arrhythmia Society)
    • Place of Presentation
      Munich (Germany)
    • Invited
  • [Presentation] Theoretical basis of optimal strategy for CFAE-targeted ablation during chronic atrial fibrillation.

    • Author(s)
      Ashihara T, Haraguchi R, Inada S, Nakazawa K, Ikeda T, Ozawa T, Ito M, Horie M, Trayanova N
    • Organizer
      33th HRS (Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
  • [Presentation] Comparison of late potentials between Brugada syndrome and arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy using signal-averaging system based on 24-hour Holter electrocardiogram.

    • Author(s)
      Abe A, Kobayashi K, Yuzawa H, Sato H, Fukunaga S, Fujino T, Okano Y, Yamazaki J, Miwa Y, Yoshino H, Ikeda T
    • Organizer
      33th HRS (Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Boston (USA)
  • [Presentation] Prognostic value of T-wave alternans in risk stratification for sudden cardiac death.

    • Author(s)
      Ikeda T
    • Organizer
      39th ICE (International Congress of Cardiology)
    • Place of Presentation
      Beijing (China)
    • Invited
  • [Presentation] Depolarization abnormality and autonomic imbalance in Brugada syndrome.

    • Author(s)
      Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
    • Invited
  • [Presentation] Evalustion of defibrillation safety with the increased number of sensing to reduce sgicks for ventricular fibrillation in Japanese ICD patients.

    • Author(s)
      Noro M, Itou N, Enomoto Y, Kujime S, Hashimoto H, Sakata T, Sugi K, Okano Y, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Prevalence, population and prognosis of short QT interval patients.

    • Author(s)
      Fukunaga S, Yuzawa H, Sato H, Fujino T, Kobayashi K, Okano Y, Yamazaki J, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Risk stratification of sudden cardiac death and ventricular tachyarrhythmias using T-wave alternans based on modified moving average method and heart rate turbulence in patients after myocardial infarction.

    • Author(s)
      Hoshida K, Miwa Y, Miyakoshi M, Tsukada T, Yusu S, Sato T, Soejima K, Yoshino H, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Comparison of late potentials for 24 hours using a newly developed signal-averaging system between Brugada syndrome and arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy.

    • Author(s)
      Abe A, Kobayashi K, Yuzawa H, Sato H, Fukunaga S, Fujino T, Okano Y, Yamazaki J, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Catheter ablation procedure using single ring isolation method and surgical pulmonary vein isolation for eliminating persistent atrial fibrillation.

    • Author(s)
      Okano Y, Kobayashi K, Fujino T, Sato H, Yuzawa H, Suzuki T, Fukunaga S, Abe A, Yamazaki J, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Characterictics of “mitral annulus flutter” newly generated after catheter ablation of atrial fibrillation.

    • Author(s)
      1Fujino T, Yamazaki J, Yuzawa H, Sato H, Abe, Fukunaga S, Kobayashi K, Okano Y, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Rotational anisotropy prevents transition of tachycardia to fibrillation in ventricles under the large transmural dispersion of repolarization.

    • Author(s)
      Haraguchi R, Nakazawa K, Inada S, Ashihara T, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Circadian variation in out-of-hospital cardiac arrests in a Japanese patient population: Analysis of a nationwide population-based registry.

    • Author(s)
      Tsukada T, Soejima K, Yoshino H, Matsuda T, Yamaguchi Y, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Long-term reproducibility of late potentials in patients with ventricular arrhythmia.

    • Author(s)
      Kobayashi K, Abe A, Okano Y, Fujino T, Fukunaga S, Yuzawa H, Sato H, Yamazaki J, Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
  • [Presentation] Non-invasive markers in risk stratification for sudden cardiac death.

    • Author(s)
      Ikeda T
    • Organizer
      5th APHRS (Asia-Pacific Heart Rhythm Society)
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
    • Invited
  • [Presentation] Appropriate frequency of defibrillation for ventricular fibrillation in cardiogenic out-of-hospital cardiac arrest patients.

    • Author(s)
      Tsubota T, Ikeda T, Itou H, Yoshihara K, Yonemoto N, Nonogi H, Kimura T, Nagao K
    • Organizer
      84th AHA (American Heart Association)
    • Place of Presentation
      Los Angeles (USA)
  • [Presentation] Weekly variation in out-of-hospital cardiac arrests in a nationwide Japanese patient population: Analysis of a nationwide population-based registry.

    • Author(s)
      Tsukada T, Ikeda T, Uechi T, Nomura H, Yoshino H, Matsuda T, Yamaguchi Y, Yonemoto N, Nonogi H, Kimura T, Nagao K
    • Organizer
      84th AHA (American Heart Association)
    • Place of Presentation
      Los Angeles (USA)
  • [Presentation] Functional properties of complex fractionated atrial electrograms during atrial fibrillation can be explained by structural remodeling: A computational study.

    • Author(s)
      Ashihara T, Haraguchi R, Nakazawa K, Ikeda T, Ozawa T, Ito M, Horie M, Trayanova N
    • Organizer
      84th AHA (American Heart Association)
    • Place of Presentation
      Los Angeles (USA)
  • [Book] Annual Review循環器2012

    • Author(s)
      小林建三郎、池田隆徳
    • Total Pages
      157-164
    • Publisher
      中外医学社
  • [Book] 不整脈のアブレーション・デバイス治療マニュアル:ベーシックからプロフェッショナルスキルまで2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      6-15
    • Publisher
      メディカ出版
  • [Book] 循環器疾患最新の治療2012-20132012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      318-322
    • Publisher
      南江堂
  • [Book] EBM循環器疾患の治療2012-20132012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      330-334
    • Publisher
      中外医学社
  • [Book] 運動器の痛みをとる・やわらげる2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      210-212
    • Publisher
      メジカルビュー社
  • [Book] これできまり!循環器治療薬ベストチョイス:こんな病態・症例にこの処方2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      55-60
    • Publisher
      メジカルビュー社
  • [Book] 不整脈学2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      507-510
    • Publisher
      南江堂
  • [Book] 臨床医のための心電図レッスン2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      12-17
    • Publisher
      医学出版
  • [Book] medicina増刊号:いま、内科薬はこう使う2012

    • Author(s)
      池田隆徳
    • Total Pages
      87-89
    • Publisher
      医学書院

URL: 

Published: 2014-07-24  

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