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2014 Fiscal Year Annual Research Report

プルキンエ起源特発性不整脈の発生メカニズムに関するシミュレーション研究

Research Project

Project/Area Number 24700470
Research InstitutionNational Cardiovascular Center Research Institute

Principal Investigator

原口 亮  独立行政法人国立循環器病研究センター, 情報統括部, 室長 (00393215)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords不整脈 / シミュレーション / 生体システム・フィジオーム
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに,ヒス束終端からプルキンエ線維網を介して心室筋に至る部分の興奮伝播様式を再現するために,プルキンエネットワークの解剖学的構造を単純化し2次元格子状の経路を有する伝導モデルをコンピュータ上に構築した.近年の研究で細胞間結合であるCx40の変異が進行性の致死性不整脈を有する患者から見つかっていることから,平成26年度は変異による細胞間の電気的結合力の低下と不整脈の誘発性との関係に着目した実験を行った.実験の結果,電気的結合力を低下させた条件下においては,通常の興奮伝導ではみられない心室からプルキンエ線維網への興奮伝導の流入や,プルキンエ線維網と心室を旋回経路とする旋回性興奮が発生した.またアブレーション治療を模擬するように格子状の経路の一部を遮断すると,旋回性興奮は持続しなかった.これらのことから,プルキンエ線維網の構造と細胞間の電気的結合は不整脈発生の要因であり,また旋回経路を対象としたアブレーション治療が有効であることが示唆された.2次元格子モデルに加えて3次元構造モデルによる予備的実験も行った.
合わせて,病理組織標本デジタル画像から心臓刺激伝導系の3次元可視化における表現手法の改善を行った.連続切片組織標本に対して位置合わせとセグメンテーションを行い,それらを積み上げたボリュームデータに対して,Poisson Surface Reconstruction法を適用することにより,表示品質・再現性と操作性を両立することができた.

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Ischemia-Related Subcellular Redistribution of Sodium Channels Enhances the Proarrhythmic Effect of Class I Antiarrhythmic Drugs: A Simulation Study2014

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 9 Pages: e109271

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Computational Heart Modelを用いた臓研究の紹介2015

    • Author(s)
      原口 亮
    • Organizer
      生体医用画像研究会 第2回若手発表会
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2015-03-14 – 2015-03-14
    • Invited
  • [Presentation] Ventricular arrhythmias generated from Purkinje fiber network with gap junction mutation - A simulaton study -2015

    • Author(s)
      Shin Inada, Daniel T. Harrell, Ryo Haraguchi, Takashi Ashihara, Naomasa Makita, Kazuo Nakazawa
    • Organizer
      The Final HD Physiology Symposium
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [Presentation] 病理組織標本デジタル画像からの3次元可視化における表現手法の改善2015

    • Author(s)
      原口 亮,瀬尾 拡史,松山 高明,森田 佳明,岩田 倫明,長谷川 周平,植田 初江
    • Organizer
      メディカルイメージング連合フォーラム2014
    • Place of Presentation
      石垣
    • Year and Date
      2015-03-01 – 2015-03-01
  • [Presentation] Investigating excitation conduction in the atrioventricular node and Purkinje network using computer simulation2014

    • Author(s)
      Shin Inada, Daniel T. Harrell, Takako Ono, Nitaro Shibata, Ryo Haraguchi, Takashi Ashihara, Takanori Ikeda, Kazuyuki Mitsui, Halina Dobrzynski, Mark R. Boyett, Naomasa Makita, Kazuo Nakazawa
    • Organizer
      The 9th Tawara-Aschoff Symposium
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-07-26 – 2014-07-27
  • [Presentation] Ischemia-induced Subcellular Sodium Channel Redistribution as a Mechanism of Arrhythmogenic Effect of Class-I Antiarrhythmic Drugs on Ventricle: A Simulation Study2014

    • Author(s)
      Kunichika Tsumoto, Takashi Ashihara, Ryo Haraguchi, Kazuo Nakazawa, Yoshihisa Kurachi
    • Organizer
      第29回日本不整脈学会学術大会 第31回日本心電学会学術集会 合同開催
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-24
  • [Presentation] Ventricular arrhythmia induced by the Purkinje network with reduced gap junction conductance - A simulation study -2014

    • Author(s)
      Shin Inada, Daniel Harrell, Ryo Haraguchi, Takashi Ashihara, Naomasa Makita, Kazuo Nakazawa
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-26

URL: 

Published: 2016-06-01  

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