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心房細動の発生、持続および停止のメカニズムにおける心房筋の3次元的電位特性の関与

研究課題

研究課題/領域番号 12670660
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
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

伊藤 誠  滋賀医科大学, 医学部, 講師 (70159911)

研究分担者 杉本 喜久  滋賀医科大学, 医学部, 助手 (30216337)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードFibrillation / Spiral wave / Scroll wave / Computer simulation / Rotational anisotropy / Breakthrough wave / Ion channel / Functional reentry / Rreakthrough wave / Electro-Anatomical Mapping / Computer Simulation
研究概要

近年の研究では、細動の本態は渦巻き波(spiral wave, SW)であることが実験的にも知られるようになって来た。哺乳類の心筋細胞の電気的特性をもったユニットより構成される2〜3次元モデルをコンピュータシミュレーションを用いて作成して実験を行った結果、2次元ではspiral wave、3次元ではscroll waveと呼ぱれる渦巻状のfunctional reentryが発生した。
細動の持続性に関してはSWの新たな発生とSWの分裂およびSW消失のバランスの上で成り立っていると考えられる。心筋線維方向に不均一性(rotational anisotropy)が存在するとSWが分裂し易くなることを2次元平面で証明した。3次元でのSWの動態は更に複雑で、壁の厚い場合はSWの分裂が経時的に増加し心室表面へのbreakthroughも増えるのに対し、壁の薄いときはSWの分裂はしにくくまたbreakthroughも見られなかった。また、rotational anisotropyが強くなると壁が厚い場合にはSWの分裂およびbreakthrough現象がより顕著になることが分かった。一方、SWが持続すると細胞内Ca overloadによりdelayed afterdepolarizationが出現する現象が認められ、これが更にSWの新たな発生や分裂に関与していることを実験的に証明した。
SWの発生や分裂を抑制に関与する因子としては、心筋細胞のイオンチャンネル特性がある。Kチャンネルを抑制するとSWの分裂が抑制され、更に興奮波前面が媒質の端に衝突して消滅したり、媒質の中ほどで行き場を失って自然消滅するパターンが証明され、Kチャンネルの抗細動作用の有効性が理論的にも証明されこの結果を報告した。
心房細動症例での検討では、細動症例では心房内に電位の非常に小さい部位即ち瘢痕(scar)が存在する場合が多く、心房内の伝導にも明らかな不均一性(anisotropy)が認められた。また心房細動症例では、心房内腔も拡大しており空間的にもSWの起こりやすい素因がある。細動の発生には瘢痕周囲を旋回する心房内リエントリから心房細動に移行する場合以外に、心房の他の部位からの新たな興奮波の発生、更には最近注目されている肺静脈からの自動興奮も関与していることが分かった。
このように、心房細動の発生・持続のメカニズムは個々の症例で異なることが示唆され、電気的除細動のメカニズムを含め今後更に基礎的、臨床的研究を遂行する必要性があると思われた。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Ashihara T, Yao T, Namba T, Kawase A, Ikeda T, Nakazawa K, Ito M: "Afterdepolarizations promote the transition from ventricular tachycardia to fibrillation in a three-dimensional model of cardiac tissue"Circulation Journal. 66・5(in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T, Yao T, Namba T, Ito M, et al.: "Electroporation in a model of cardiac defibrillation"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・12. 1393-1403 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T, Namba T, Ikeda T, Ito M, Kinoshita M, Nakazawa K: "Breakthrough waves during ventricular fibrillation depend on the degree of rotational anisotropy and the boundary conditions : A simulation study"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・3. 312-322 (2001)

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  • [文献書誌] Ito M, Sugimoto Y, Yagi T, Ashihara T, Yao T, Yamada N, Matsuo S, et al.: "Dispersion of QT interval reflects but transmural dispersion of repolarization may not correlate with sympathetic neural imbalance in congenital long QT syndrome"PACE. 24・4. 628 (2001)

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  • [文献書誌] Ashihara T, Namba T, Ikeda T, Yamada N, Sugimoto Y, Ito M, et al.: "Twisted anisotropy plays an important role in three-dimensional transmural reentry : A simulation study"PACE. 23・4. 617 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 芦原貴司, 難波経豊, 池田隆徳, 伊藤誠, 他: "心室壁表面で観察されるspiral waveの自発的分裂様式と心筋線維構造:コンピュータシミュレーションによる検討"心電図. 21・4. 470-480 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T, Suzuki T, Namba T, Inagaki M, Ikeda T, Ito M, Kinoshita M, Nakazawa K: "Clinical Application of Computational Mechanics for the Cardiovascular System"Takami Yamaguchi(ed), Springer-Verlag, Tokyo. 288 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Yao T, Namba T., Kawase A., Ikeda T., Nakazawa K., Ito M.: "Afterdepolarizations promote the transition from ventricular tachycardia to fibrillation in a three-dimensional model of cardiac tissue"Circulation Journal. 66・5(in press). (2002)

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  • [文献書誌] Ashihara T., Yao T., Namba T., Kawase A., Ikeda T., Nakazawa K.,Ito M.: "Optimal shock wave form in electric defibrillation : Theoretical study using a bidomain mode"Japanese Journal of Electrocardiology. 22(in press). (2002)

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  • [文献書誌] Ashihara T., Namba T., Toda S., Inagaki M., Ito M., et al.: "Mechanisms of ventricular defibrillation by class III agents : A simulation study"10th International Congress on Cardiovascular Pharmacotherepy (ISCP). (2001)

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  • [文献書誌] Ashihara T., Namba T., Ikeda T., Ito M., Kinoshita M., Nakazawa K.: "Breakthrough waves during ventricular fibrillation depend on the degree of rotational anisotropy and the boundary conditions: A simulation study"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・3. 312-322 (2001)

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  • [文献書誌] Ahihara T., Yao T., Namba T., Ito M., Ikeda T., Kawase A., Toda S., Suzuki T., Inagaki M., Sugimachi M., Kinoshita M., Nakazawa K.: "Electroporation in a model of cardiac defibrillation"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・12. 1393-1403 (2001)

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  • [文献書誌] Ito M., Sugimoto Y., Yagi T., Ashihara T., Yao T., Yamada N., Matsuo S., Kinoshita M., Nakagawa M.: "Dispersion of QT interval reflects but transmural dispersion of repolarization may not correlate with sympathetic neural imbalance in congenital long QT syndrome"The 22nd Annual Scientific Sessions of North American Society of Pacing and Electrophysiology (NASPE). (2001)

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  • [文献書誌] Ashihara T., Toda S., Namba T., Ikeda T., Kawase A., Inagaki M., Sugimachi M., Yao T., Ito M., Kinoshita M., Nakazawa K.: "Electroporation promotes anodal break excitation resulting in successful defibrillation in a bidomain Luo-Rudy model of cardiac tissue"The 22nd Annual Scientific Sessions of North American Society of Pacing and Electrophysiology (NASPE). (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yao T., Ashihara T., Ito M., Namba T., Toda S., Ikeda T., Kawase A., Suzuki T., Nakazawa K.: "Ion channel modifications alter virtual electrode-induced reentry"The 7th Asian-Pacific Symposium on Cardiac Pacing and Electrophysiology (APSPE). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Namba T., IkedaT., Ito M., et al.: "Myocardial fiberorientation plyas an important role in the spiral wave breakup patterna on the surface of ventricular wall : A simulation study"Japanese Journal of Electrocardiology. 21・4. 470-480 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Inagaki M., Toda S., Nanba T., Takanori I., Kawase A., Yao T., Yamada N., Yagi T., Sugimoto Y., Ito M., et al.: "DADs play an important role in the transition from VT to VF : A simulation study employing a Luo-Rudy II model"Scientific Session of 65th Japanese Circulation Society. (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Namba T., Takanori I., Inagaki M., Toda S., Kawase A., Yao T., Yamada N., Yagi T., Sugimoto Y., Ito M., et al.: "Spiral wave dynamics during ventricular fibrillation depend on three-dimensional fiber orientation and wall thickness: A simulation study"Scientific Session of 65th Japanese Circulation Society. (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Suzuki T., Namba T., Inagaki M., Ikeda T., Ito M., Kinoshita M., Nakazawa K.: "Simulated electrocardiogram of spiral wave reentry in a mathematical ventricular model"In Takami Yamaguchi(ed) : Clinical Application of Computational Mechanics for the Cardiovascular System. Springer-Verlag, Tokyo. 205-216 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T., Namba T., Ikeda T., Yamada N., Sugimoto Y., Ito M., Kinoshita M., Inagaki M., Nakazawa K.: "Twisted anisotropy plays an important role in three-dimensional transmural reentry: A simulation study"The 21st Annual Scientific Sessions of North American Society of Pacing and Electrophysiology (NASPE). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ashihara T, Yao T, Namba T, Kawase A, Ikeda T, Nakazawa K, Ito M: "Afterdepolarizations promote the transition from ventricular tachycardia to fibrillation in a three-dimensional model of cardiac tissue"Circulation Journal. 66・5(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ashihara T, Yao T, Namba T, Ito M, et al.: "Electroporation in a model of cardiac defibrillation"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・12. 1393-1403 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ashihara T, Namba T, Ikeda T, Ito M, Kinoshita M, Nakazawa K: "Breakthrough waves during ventricular fibrillation depend on the degree of rotational anisotropy and the boundary conditions: A simulation study"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12・3. 312-322 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ito M, Sugimoto Y, Yagi T, Ashihara T, Yao T, Yamada N, Matsuo S, Kinoshita M, et al.: "Dispersion of QT interval reflects but transmural dispersion of repolarization may not correlate with sympathetic neural imbalance in congenital long QT syndrome"PACE. 24・4. 628 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yao T, Ashihara T, Ito M, Namba T, Toda S, Ikeda T, Kawase A, et al.: "Ion channel modifications alter virtual electrode-induced reentry"The 7th Asian-Pacific Symposium on Cardiac Pacing and Electrophysiology. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 芦原貴司, 難波経豊, 池田隆徳, 伊藤 誠, 川瀬綾香, 八尾武憲, 杉本喜久, 八木崇文, 戸田 直, 稲垣正司, 杉町 勝, 木之下正彦, 中沢一雄: "心室壁表面で観察されるspiral waveの自発的分裂様式と心筋線維構造:コンピュータシミュレーションによる検討"心電図. 21・4. 470-480 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Ashihara,Makoto Ito,Masahiko Kinoshita et al: "Rotational Anisotropy Promotes Breakthrough-woves in Left Vintricle during Fibrillation : A Simulation Study"Journal of Cardiovascular Electrophysiology. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Ashihara,Makoto Ito,Masahiko Kinoshita et al: "Twisted Anisotropy Plays an Important Role in Three-Dimensional Transmural Reentry : A Simulation Study"Pacing And clinical Electrophysiology (PACZ). 23,4. 617 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 芦原貴司,難波経豊,伊藤誠,木之下正彦 他: "心室細動における心筋走行ねじれの影響評価;コンピューターシミュレーションと疑似心電図の周波数解析"Japanese Journal of Electrocardiology. 21(in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 芦原貴司,山田直子,杉本喜久,伊藤誠,木之下正彦 他: "ヴァーチャルリアリティ心臓を用いた心室細動の変動評価の研究"The Journal of the Japanese Society of Internal Medicine. 89(Supple). 180 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 芦原貴司,難波経豊,山田直子,杉本喜久,伊藤誠,木之下正彦 他: "コンピュータシミュレーションによるIII群抗不整脈薬のSqiral wave停止効果の検討"Japanese circulation Journal. 64(Suppl.I). 573 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 芦原貴司,山田直子,杉本喜久,伊藤誠,木之下正彦 他: "アミオダロンによるSpiral waveの停止効果-コンピュータシミュレーションによる実験的検討-"Progress in Medicine. 20(Suppl).. 536-540 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Ashihara,Makoto Ito,Masahiko Kinosito 他(分担): "Clinical Application of Computationary Mechanics to the Cardiovascular System"Springer-Verlag Tokyo, T.Yamaguchi (ed). 288 (2000)

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      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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