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直流除細動通電による心筋細胞興奮と膜傷害

研究課題

研究課題/領域番号 08670779
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 循環器内科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

丹羽 良子  名古屋大学, 環境医学研究所, 助手 (00216467)

研究分担者 佐久間 一郎  東京電機大学, 理工学部, 助教授 (50178597)
外山 淳治  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (20023658)
児玉 逸雄  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (30124720)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード直流通電 / 除細動 / 膜電位感受性色素 / 活動電位光シグナル / 細胞膜破壊 / optical probe / 多形性心室頻拍 / 単形性心室頻拍 / di-4-ANEPPS / 膜電位光シグナル / 高輝度発光ダイオード / 蛍光 / 直流除細動通電 / 再分極遅延 / electropolation
研究概要

直流通電による除細動時には心室各部の心筋が様々な強度(5〜100V/cm)の電界に曝される。本研究では、それらの電界が心室筋の膜電位波形に及ぼす作用を解明するため、膜電位感受性色素を用いた活動電位光シグナル計測装置を開発し、灌流心を用いた実験で検討するとともに、膜イオン電流モデルを用いたシミュレーション解析を行った。
1.直流通電による活動電位波形変化の心室内部位差:1チャンネル光シグナル記録装置を用いた実験では高圧電界による可逆的な細胞膜破壊(electroporation)によると考えられる直流通電の後作用(静止電位減少、活動電位振幅の減少、膜電位振動)と催不整脈作用の心室内部位差を検討した。その結果、右室心外膜面への通電が左室心外膜面や心室中隔心内膜面への通電に比べて膜電位の後作用が大きく、心室頻拍・細動が誘発されやすいことが示された。
2.多チャンネル活動電位光シグナル計測装置の開発:平成8年度の研究で開発した計測装置のoptical probeを小型化し、心表面の8点から活動電位光シグナルを同時に記録できるシステムを完成させた。この装置を用いた実験では、心室興奮の受攻期に比較的弱い強度の直流通電を加えるとスパイラル型のリエントリ-による多形性心室頻拍が誘発されるのに対し、electroporationをきたすような強い通電では、通電部位を発生源とする単形性心室頻拍が誘発されることが示された。
3.Beeler-Reuterモデル(1977)とLuo-Rudyモデル(1994)を用いたシミュレーションでは細胞膜にelectroporationを想定した矩絡回路を設定することで高電界直流通電によって生ずる膜電位の後作用が再現できることを確かめた。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] NIWA Ryoko: "Optical recording of action potebtials from isolated rabbit hearts subjects to high-intensity DC firld stimulation." Environmental Medicine. 41. 72-76 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKUMA Ichiro: "A model analysis of aftereffects of high intensity DC stimulation on action potential of ventricular muscle." IEEE. (in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 児玉 逸雄: "細動・除細動の細胞電気生理" 心電図. 17. 89-91 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 児玉 逸雄: "除細動通電時の活動電位波形変化-膜電位感受性色素を用いた光学計測実験-" 心臓. 29. 685-687 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木 良子: "直流通電時の心室筋活動電位波形変化-膜電位感受性色素を用いた光学計測実験-" Japanese Circulation Journal. 61(SI). 214 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木 良子: "膜電位感受性色素を用いた心室活動電位波形の光学計測" Japanese Circulation Journal. 61(SII). 660 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakuma I., Haraguchi T., Ohuchi K., Fukui Y., Kodama I., Toyama J., Shibata N., Hosoda S.: "A model analysis of aftereffects of high intensity DC stimulation on action potential of ventricular muscle" IEEE. (in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Niwa R., Sakuma I., Shibata N., Knisley S.B., Honjo K., Kodama I.: "Optical recording of action potebtials from isolated rabbit hearts subjects to high-intensity DC firld stimulation" Environmental Medicine. 41. 75-76 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama I., Sakuma I., Knisley S.B., Shibata N., Suzuki R., Honjo K.: "Cellular excitation and membrane injury of the heart subjected to high-intensity electrical field" International Symposium on Environmental Stress and Adaptation. Program and Abstracts 4. (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NIWA Ryoko: "Optical recording of action potebtials from isolated rabbit hearts subjects to high-intensity DC firld stimulation." Environmental Medicine. 41. 72-76 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] SAKUMA Ichiro: "A model analysis of aftereffects of high intensity DC stimulation on action potential of ventricular muscle." IEEE. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉 逸雄: "細動・除細動の細胞電気整理" 心電図. 17. 89-91 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉 逸雄: "除細動通電時の活動電位波形変化-膜電位感受性色素を用いた光学計測実験-" 心臓. 29. 685-687 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 良子: "直流通電時の心室筋活動電位波形変化-膜電位感受性色素を用いた光学計測実験-" Japanese Circulation Journal. 61(SI). 214 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 良子: "膜電位感受性色素を用いた心室活動電位波形の光学計測" Japanese Circulation Journal. 61(SII). 660 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] SAKUMA Ichiro: "A model analysis of aftereffects of high intensity DC stimulation on action potential of ventricular muscle." IEEE. (in press). (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] SHIBATA Nitaro: "The role of anisotropic distribution of refractoriness informing arrhythmic reentry." Medical & Biological Engineering & Computing. 34(2). 78 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] KODAMA Itsuo: "Cellular excitation and membrane injury of the heart subjected to high-intensity electrical field." International Symposium on Environmental Stress and Adaptation,Program and Abstracts. 4 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉逸雄: "除細動の細胞電気生理." 心臓ペーシング. 12(3). 289-296 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉逸雄: "細動と除細動-膜電位,膜電流の視点から-." 心電図. 16(2). 21-39 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 大野孝: "スパイラル移動型リエントリ-の心電図波形." Japanese Journal of Electrocardiology. 16. 62-63 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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