圧反射モデルを導入した循環動態モデル

• 研究課題/領域番号: 20500270
• 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: 生体生命情報学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 天野 晃 立命館大学, 生命科学部, 教授 (60252491)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: コンピュータシミュレーション / 循環動態シミュレーション / 生体シミュレーション / 心筋細胞モデル / 圧受容体反射 / 血圧維持 / 循環モデル / 圧反射 / 心臓シミュレーション / 循環動態 / 心不全

研究概要

本研究では、心筋梗塞等の病気によって生じる心臓の収縮効率の低下がもたらす心不全において、治療等の効果を定量的に評価するための基礎モデルとして、循環動態シミュレーションモデルに自律神経からの収縮力増大刺激となるβ刺激系を導入し、病態における心臓のエネルギー収支を評価した。心筋細胞のモデルとして多くの細胞内機能要素をモデル化した京都モデルを使用し、循環モデルの血圧から生成される自律神経信号を細胞に入力することで、起立性負荷等の血圧変動を高精度に再現することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Oblique 3D MRI Tags for the Estimation of True 3D Cardiac Motion Parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: Yu Shimizu, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 雑誌名: Int J Cardiovasc Imaging 26(8) ページ: 905-921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minor contribution of cytosolic Ca2+ transients to the pacemaker rhythm in guinea pig sinoatrial node cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Himeno Y, Toyoda F, Satoh H, Amano A, Cha CY, Matsuura H, Noma A.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 300(1)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低酸素状態再現のために解糖系を導入した心筋細胞モデルの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野晃,冨田幸子,松岡達,嶋吉隆夫,陸健銀,松田哲也
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌D J93-D,3 ページ: 398-408
  • NAID: 110007588774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minor contribution of cytosolic Ca2+ transients to the pacemaker rhythm in guinea pig sinoatrial node cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Himeno Y, Toyoda F, Satoh H, Amano A, Cha CY, Matsuura H, Noma A.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 巻: 300(1)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oblique 3D MRI Tags for the Estimation of True 3D Cardiac Motion Parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: Yu Shimizu, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 雑誌名: Int J Cardiovasc Imaging 巻: 26(8) ページ: 905-921
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低酸素状態再現のために解糖系を導入した心筋細胞モデルの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野晃, 冨田幸子, 松岡達, 嶋吉隆夫, 陸健銀, 松田哲也
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌D J93-D, 3 ページ: 398-408
  • NAID: 110007588774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noma A Novel Method to Quantify Contribution of Channels and Transporters to M embrane Potential Dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Chae Young Cha, Yukiko Himeno, Takao Shimayoshi, Akira Amano, Akinori
  • 雑誌名: Biophysical Journal 97 ページ: 3086-3094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Analysis of Cardiac Muscle Isotonic Contractions at Different Pre- and Afterloads (2009)
  • 著者名/発表者名: Natalie S. Schneider, Akira Amano
  • 雑誌名: The Open Physiology Journal 2 ページ: 18-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Method to Quantify Contribution of Channels and Transporters to M embrane Potential Dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Chae Young Cha, Yukiko Himeno, Takao Shimayoshi, Akira Amano, Akinori Noma
  • 雑誌名: Biophysical Journal 97 ページ: 3086-3094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Analysis of Cardiac Muscle Isotonic Contractions at Different Pre- and Afterloads (2009)
  • 著者名/発表者名: Natalie S.Schneider, Akira Amano
  • 雑誌名: The Open Physiology Journal 2 ページ: 18-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心筋細胞β刺激系モデルを導入したヒト乳児循環動態シミュレーションシステムの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 天野晃,信秋裕,嶋吉隆夫,陸健銀,シムエンボ,松田哲也
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 J91-D,8 ページ: 2177-2187
  • NAID: 110007385985
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心筋細胞β刺激系モデルを導入したヒト乳児循環動態シミュレーションシステムの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 天野晃, 信秋裕, 嶋吉隆夫, 陸健銀, シムエンボ, 松田哲也
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌D J91-D ページ: 2177-2187
  • NAID: 110007385985
  • 査読あり
• [雑誌論文] 興奮伝達時間の左心室壁運動に与える影響-リング形状左心室モデルによるシミュレーション研究- (2008)
  • 著者名/発表者名: 高田康弘, 天野晃, 宋仁煥, 陸建銀, 嶋吉隆夫, 石川覚志, 小寺秀俊, 松田哲也
  • 雑誌名: 生体医工学 46 ページ: 85-92
  • NAID: 110006649740
  • 査読あり
• [雑誌論文] 記述言語を用いた細胞生理学実験シミュレーション手法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嶋吉隆夫, 天野晃, 松田哲也
  • 雑誌名: 生体医工学 46 ページ: 77-84
  • NAID: 110006649739
  • 査読あり
• [学会発表] A method for semantic definition of experi mental protocols (2010)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimayoshi, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: 11th Interna tional Conference on Systems Biology
  • 発表場所: エジンバラ(イギリス)
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] A method for semantic definition of experimental protocols (2010)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimayoshi, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: 11th International Conference on Systems Biology
  • 発表場所: イギリス エジンバラ
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] Analysis of the Underlying Mechanism of Frank-Starling Law of a Constructive Hemodynamics Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuharu Mishima, Takao Shimayoshi, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: ASIA SIMULATION CONFERENCE
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Analysis of the Underlying Mechanism of Frank-Starling Law of a Constructive Hemodynamics Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuharu Mishima, Takao Shimayoshi, Akira Amano, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: ASIA SIMULATION CONFERENCE
  • 発表場所: 立命館大学, 滋賀県
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] 構成的モデルを利用したフランク・スターリング則のメカニズム解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三島充晴,嶋吉隆夫,天野晃,松田哲也
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 構成的モデルを利用したフランク・スターリング則のメカニズム解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三島充晴, 嶋吉隆夫, 天野晃, 松田哲也
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学, 千葉市, 千葉県
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Evaluation of Cardiac Oxygen Consumption under Hypoxia with Tissue Model Integrating Microcirculation Model and Cell Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Amano Akira, Kubota Yuuta, Shimayoshi Takao, Matsuda Tetsuya
  • 学会等名: IEEE EMB Conference
  • 発表場所: ミネアポリス(アメリカ)
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] A Method for Analysis of Simultaneous Equations in Cell Models (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimayoshi Takao, Amano Akira, Matsuda Tetsuya
  • 学会等名: IEEE EMB Conference
  • 発表場所: ミネアポリス(アメリカ)
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] Evaluation of Cardiac Oxygen Consumption under Hypoxia with Tissue Model Integrating Microcirculation Model and Cell Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Amano Akira, Kubota Yuuta, Shimayoshi Takao, Matsuda Tetsuya
  • 学会等名: IEEE EMB Conference
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] A Method for Analysis of Simultaneous Equations in Cell Models (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimayoshi Takao, Amano Akira, Matsuda Tetsuya
  • 学会等名: IEEE EMB Conference
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] CYBOW MODELLER : USER-INTUITIVE TOOLS FOR CELL MODELLING (2009)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimayoshi, Akira Amano, Satoshi Matsuoka, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Evaluation of Cell and Tissue Hypoxic Reaction-Model Study- (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Amano, Yuuta Kubota, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] COMPARING CONTRIBUTIONS OF EACH IONIC COMPONENT TOCARDIAC PACEMAKER POTENTIAL BETWEEN DIFFERENT MODELS USING THE LEAD POTENTIAL ANALYSIS (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Himeno, Chae Young Cha, Takao Shimayoshi, Akinori Noma, Nobuya Inagaki, Akira Amano
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場(京都府)
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] CYBOW MODELLER : USER-INTUITIVE TOOLS FOR CELL MODELLING (2009)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimayoshi, Akira Amano, Satoshi Matsuoka, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場, 京都府
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Evaluation of Cell and Tissue Hypoxic Reaction-Model Study- (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Amano, Yuuta Kubota, Tetsuya Matsuda
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場, 京都府
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] COMPARING CONTRIBUTIONS OF EACH IONIC COMPONENT TO CARDIAC PACEMAKER POTENTIAL BETWEEN DIFFERENT MODELS USING THE LEAD POTENTIAL ANALYSIS (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Himeno, Chae Young Cha, Takao Shimayoshi, Akinori Noma, Nobuya Inagaki, Akira Amano
  • 学会等名: IUPS
  • 発表場所: 国際会議場, 京都府
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] 細胞モデルに基づく心臓モデルは何に使えるか (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野晃
  • 学会等名: 第48回生体医工学会大会
  • 発表場所: タワーホール船掘(東京都)
  • 年月日: 2009-04-25
• [学会発表] 細胞モデルに基づく心臓モデルは何に使えるか (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野晃
  • 学会等名: 第48回生体医工学会大会
  • 発表場所: タワーホール船掘, 東京都
  • 年月日: 2009-04-25
• [学会発表] An Approximation Model of Myocardial Crossbridge for Weak Coupling Calculation of Left Ventricle Model and Circulation Model (2008)
  • 著者名/発表者名: Akira AMANO, Yasuhiro TAKADA, Jianyin LU, Takao SHIMAYOSHI, Tetsuya MATSUDA
  • 学会等名: IEEE EMB Conference
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2008-08-21