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ヒト心室筋モデルの構築を基盤とした致死性不整脈発生の予知に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17790485
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
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

芦原 貴司  滋賀医科大学, 医学部, 助手 (80396259)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード心臓突然死 / 心室細動 / 電気的除細動 / 虚血性心疾患 / 心不全 / microvolt T-wave alternans / リエントリー / コンピュータシミュレーション / リエントリ
研究概要

心室細動による心臓突然死のリスクを前もって評価できるようにすることは最重要課題の一つである.本研究では,心臓突然死リスクのスクリーニングとして期待される非侵襲的検査示標microvolt T-wave alternans(以下MTWA)の理論的根拠を示すために,1)ヒト心室筋の電気生理学的特性を有し,生理的・病理的状態を反映した仮想心臓モデルを構築し,2)興奮伝播シミュレーションによりMTWAメカニズムとその本質的な臨床的意義を明らかにすることを目的としたものであった.これに基づき,平成17年度には,科研費にて購入したモデル開発用およびデータ可視化用のサーバーとソフトウェアを用いて,ヒト心室筋のPriebe-Beuckelmann活動電位モデルに基づく1〜2次元のバイドメイン仮想心室筋モデルを構築した.その上で,連続ペーシング時の興奮伝播様式と心筋局所のAP alternansおよび興奮伝播速度alternans,そして組織全体から算出された疑似心電図からTWAを記録・表示できるシミュレーションの基本システムを構築した.平成18年度にかけては,生理的および心不全の状態下の2次元仮想心筋において心拍数を上昇させたとき(〜110bpm),MTWAの臨床判定基準(Ikeda T, et al.JACC2000)に従い,それが陽性または陰性になる種々の初期条件を見出した上でリエントリー発生の有無を繰り返し調べ,シミュレーション結果の妥当性を評価した.さらに,これに関連して致死性不整脈である心室細動や同じく細動性不整脈である心房細動の発生条件についてコンピュータシミュレーションによる数値解析的な検討をさらに重ねた.その結果,従来,回復曲線仮説に則って考えられた再分極異常のみならず興奮伝播異常でもMTWAが陽性となり,MTWAはHR120bpmまでに陽性となる可能性の高いことなどが示唆された.本研究結果については,2006年の国内の学術研究会(体表心臓微小電位研究会)のシンポジウムにおいて講演し,2007年には国際学会(Heart Rhythm)において口述発表の予定であるほか,雑誌論文の項に示す通り本研究成果の一部を誌上でも発表した.本研究内容については,今後も内容をさらに発展し,継続する予定である.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (21件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Microvolt T Wave Alternansが反映する心室性不整脈発生基質 : コンピュータシミュレーションによる基礎的検討.2007

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 八尾武憲, 伊藤 誠, 堀江 稔, 難波経豊, 原口 亮, 中沢一雄, 池田隆徳
    • 雑誌名

      心臓 39・Suppl. 1

      ページ: 14-19

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Left ventricular involvement in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy demonstrated by multidetector-row computed tomography.2007

    • 著者名/発表者名
      Matsuo S, Sato Y, Nakae I, Masuda D, Yomota M, Ashihara T, Horie M
    • 雑誌名

      Int J Cardiol 115・3

      ページ: 129-131

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] スーパーコンピュータ上の仮想心臓モデルによる心室細動発生機構の検討.2007

    • 著者名/発表者名
      中沢一雄, 原口 亮, 内藤博昭, 清水 渉, 東 将浩, 芦原貴司, 難波経豊, 八尾武憲, 池田隆徳
    • 雑誌名

      心電図 27・2

      ページ: 129-139

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 右室心外膜の局所遅延伝導が心電図の右側胸部誘導に及ぼす影響 : シミュレーションによる検討.2007

    • 著者名/発表者名
      難波経豊, 藤堂貴弘, 八尾武憲, 芦原貴司, 原口 亮, 中沢一雄, 池田隆徳, 大江 透
    • 雑誌名

      心臓 39・Suppl. 1

      ページ: 57-61

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体シミュレーションの不整脈研究への応用.2006

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 217・6

      ページ: 623-628

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞外刺激による心筋反応のバイドメインモデルシミュレーション : ペーシング刺激から電気的除細動まで.2006

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 難波経豊, 中沢一雄
    • 雑誌名

      心電図 26・2

      ページ: 175-182

    • NAID

      10017545557

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gender and age effects on ventricular repolarization abnormality in Japanese general carriers of a G643S common single nucleotide polymorphism for the KCNQ1 gene.2006

    • 著者名/発表者名
      Ozawa T, Ito M, Tamaki S, Yao T, Ashihara T, Kita Y, Okamura T, Ueshima H, Horie M
    • 雑誌名

      Circ J 70・6

      ページ: 645-650

    • NAID

      110004750136

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] コンピュータシミュレーションによる不整脈発生危険予測システムの開発の試み.2006

    • 著者名/発表者名
      藤堂貴弘, 原口 亮, 八尾武憲, 難波経豊, 芦原貴司, 永田 啓, 東 将浩, 稲田 紘, 中沢一雄
    • 雑誌名

      信学技報 106・330

      ページ: 5-8

    • NAID

      110004851621

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 心房細動の興奮伝播に対するアミオダロンの急性効果 : 電極マッピングからランダムリエントリーを自動で可視化するアルゴリズムの開発も含めて.2006

    • 著者名/発表者名
      難波経豊, 八尾武憲, 芦原貴司, 原口 亮, 中沢一雄, 大江 透, 池田隆徳
    • 雑誌名

      基礎・治療 26・Suppl. 1

      ページ: 1409-1413

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 患者個別の特性を反映させた致死性不整脈発生危険予測シミュレーションのための技術開発.2006

    • 著者名/発表者名
      原口亮, 五十嵐健夫, 大和田茂, 八尾武憲, 難波経豊, 芦原貴司, 藤堂貴弘, 池田隆徳, 中沢一雄
    • 雑誌名

      医療情報学連合大会論文集 26・Suppl

      ページ: 635-636

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 心室筋興奮到達時間の組織収縮カへの影響 : シミュレーションによる解析.2006

    • 著者名/発表者名
      陸 建銀, 西 俊文, 芦原貴司, シュナイダーナタリー, 天野晃, 松田哲也, 小寺秀俊, 野間昭典
    • 雑誌名

      生体医工学 44・1

      ページ: 170-176

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Refractory gradient is responsible for the increase in ventricular vulnerability under sodium channel blockade2005

    • 著者名/発表者名
      Yao T, Ashihara T, Ito M, Nakazawa K, Horie M.
    • 雑誌名

      Circulation Journal 69・3

      ページ: 345-353

    • NAID

      110002696100

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrophysiological heart simulator equipped with sketchy 3-D modeling2005

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi R, Igarashi T, Owada S, Yao T, Namba T, Ashihara T, Ikeda T, Nakazawa K
    • 雑誌名

      Proceedings of the 1st International Conference on Complex Medical Engineering

      ページ: 293-296

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell and tissue responses to electric shocks2005

    • 著者名/発表者名
      Ashihara T, Trayanova NA.
    • 雑誌名

      Europace 7・Suppl.2

      ページ: 155-165

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 内科診療最前線:不整脈2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 伊藤 誠, 堀江 稔
    • 雑誌名

      内科 96・6

      ページ: 989-998

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 心房細動発生の視覚化:シミュレーションで判ったこと2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 池田隆徳
    • 雑誌名

      綜合臨床 54・8

      ページ: 2155-2163

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In silico cardiology.2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 八尾武憲, 小澤友哉, 伊藤 誠, 堀江 稔
    • 雑誌名

      心臓 37・6

      ページ: 502-509

    • NAID

      130004136527

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 多電極マッピング可視化アルゴリズムの開発による心臓不整脈現象の解析:迅速かつ高い客観性で心筋の興奮伝播を自動的に描出する.2005

    • 著者名/発表者名
      八尾武憲, 難波経豊, 芦原貴司, 原口 亮, 中沢一雄, 池田隆徳
    • 雑誌名

      信学技報(MEとバイオサイバネティックス) 104・644

      ページ: 5-8

    • NAID

      110003288123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Editorial:心電学におけるコンピュータシミュレーションの現状と将来2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 野間昭典
    • 雑誌名

      心電図 25・3

      ページ: 203-204

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 不整脈研究の新たな展開:スパイラル・リエントリーと頻拍・細動.2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 雑誌名

      カレントテラピー 23・3

      ページ: 13-19

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞外刺激による心筋反応のバイドメインモデルシミュレーション:ペーシング刺激から電気的除細動まで2005

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 難波経豊, 中沢一雄
    • 雑誌名

      心電図 26・2

      ページ: 175-182

    • NAID

      10017545557

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Electrophysiological heart simulator equipped with sketchy 3-D modeling (Complex Medical Engineering) (In Wu JL, et al. (eds))2007

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi R, Igarashi T, Owada S, Yao T, Namba T, Ashihara T, Ikeda T, Nakazawa K
    • 出版者
      Springer-Verlag, Tokyo
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 不整脈シミュレーションはどこまで真実か? : 有用性から限界まで(なぜ不整脈は起こるのか)(稲田 紘ほか編著)2006

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司, 中沢一雄
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 心筋の細胞外電位を考える : ペーシングから電気ショックまで(なぜ不整脈は起こるのか)(稲田紘ほか編著)2006

    • 著者名/発表者名
      芦原貴司
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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