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心磁図データの三次元シミュレーション最適平面投影による期外収縮起源同定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K23616
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関近畿大学 (2020-2021)
国立研究開発法人国立循環器病研究センター (2019)

研究代表者

孫 文旭  近畿大学, 工学部, 博士研究員 (40834065)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード心磁図 / 心室性期外収縮 / 起源同定 / SQUID / 不整脈起源同定 / シミュレーション / 磁場強度の距離依存性 / 一次微分型SQUID / 観測高度 / 心磁場 / 期外収縮起源同定 / 可視か
研究開始時の研究の概要

本研究は、申請者らがこれまで取り組んできた心磁図の信号源解析に関する知見の臨床応用として、心不全や致死性不整脈の原因となる心室性期外収縮の起源部位同定法の開発につなげる取り組みである。臨床では心電図所見に基づく同定法が使われているものの、煩雑でありいまだ十分な精度とは言えない。本研究は、心磁図が持つ特性媒質の影響が少なく高感度かつ局所情報を提供することや非接触である利点を生かし、より高精度で簡便な起源部位同定法を開発することにより、心筋焼灼治療の成績向上に寄与する。

研究成果の概要

心磁図の磁気センサである一次微分型SQUID(超伝導量子干渉素子)のベースラ インによる影響があるため、計測された心臓磁場は距離の二乗に反比例しない。そこで、体表面より距離を変えながら心磁場を計測し、パラメーター観測高度の導入により、体の外部の磁場減衰特性を求めた。また、心室信号源モデルを用いたシミュレーションより、観測高度を評価した。また、体表面の正面及び背面の磁場強度より信号源が存在する平面の位置を導出した。さらに、心室性期外収縮起源の臨床データを解析することにより、カテーテルアブレーションの結果と比較し、提案手法の実用性を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

心磁図は、生体内部の臓器・生体外部の空気なども透磁率がほぼ一定と考えられるため、 空間分解能に優れており、心臓の病変部位を空間的把握できる。しかし、国内外において、 心磁図を用いた心疾患の診断技術は、波形解析を中心に行われてきた。各種心疾患による 電気活動の特徴を高精度に可視化した研究は十分に行われていない。
本研究では、致死性不整脈や心不全の原因となる心室性期外収縮に注目し、投影画像を 作成する方法を提案するもので、心磁図のメリットを最大限に生かし、カテーテル術前に 期外収縮の起源部位を非侵襲的に同定するもので、不整脈治療に貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Magnetocardiography Current Source Estimation using Multiple Spatial Filters2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K.、Iwai M.、Ono Y.、Sun W.、Sugimachi M.、Kusano K.、Shishido T.
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 45 号: 5 ページ: 131-135

    • DOI

      10.3379/msjmag.2109R003

    • NAID

      130008082677

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Sensor and Analysis area in the Signal Source Estimation by Spatial Filter for Magnetocardiography2021

    • 著者名/発表者名
      Iwai Morio、Seihou Narita、Kobayashi Koichiro、Sun Wenxu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: Early Access 号: 9 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2021.3083329

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of malignant early repolarization pattern by late QRS activity in high‐resolution magnetocardiography2020

    • 著者名/発表者名
      Iwakami Naotsugu、Aiba Takeshi、Kamakura Shiro、Takaki Hiroshi、Furukawa Toshiaki A.、Sato Tosiya、Sun Wenxu、Shishido Toshiaki、Nishimura Kunihiro、Yamada‐Inoue Yuko、Nagase Satoshi、Shimizu Wataru、Yasuda Satoshi、Sugimachi Masaru、Kusano Kengo
    • 雑誌名

      Annals of Noninvasive Electrocardiology

      巻: 25 号: 4 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1111/anec.12741

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Magnetocardiography predictors of premature ventricular contractions origin in LVOT vs. RVOT2021

    • 著者名/発表者名
      Wenxu Sun, Morio Iwai, Koichiro Kobayashi.
    • 学会等名
      日本磁気学会第45回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心磁図の空間フィルタによる電流源推定における分析領域の検討2021

    • 著者名/発表者名
      岩井守生,小林宏一郎,孫文旭
    • 学会等名
      日本磁気学会第45回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Magnetocardiography characteristic of Type 1 ECG in BrS at high risk2021

    • 著者名/発表者名
      Wenxu Sun
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会・第36回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Source depth estimation by MCG with first order gradiometer2020

    • 著者名/発表者名
      Wenxu Sun
    • 学会等名
      日本生体磁気学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2023-01-30  

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