高エネルギ-刺激の心筋細胞に及ぼす電気生理的効果のシミュレ-ション解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03253210
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (20120123)
• 研究分担者: 三井 和幸 東京電機大学, 工学部, 助手 (60209799)
• キーワード: 旋回性興奮 / 心室細動 / 活動電位計測 / 直流電気刺激 / 興奮伝播シミュレ-ション / ペトリネット

研究概要

福井、三井らにより開発された心筋細胞の脱分極、不応期、再分極という状態遷移を時間概念を含むペトリネットにより表現する心筋細胞間の興奮伝播現象のシミュレ-ションモデルに、各細胞の不応期が直流電気刺激の強度に従って延長するという仮定を導入することにより、旋回性興奮がシミュレ-トできることが報告されている。本研究ではモルモット右心室乳頭筋の直流電気刺激直後の活動電位波形を実際に計測し、測定結果の解析から、刺激強度16V/cmまでのエネルギ-強度での刺激強度と不応期延長量との間の関係、ならびに不応期延長量の連結期依存性を求め、これを数学モデル化し、この結果を前述の心臓の異常興奮伝播シミュレ-ションに組み込むことにより、特に不応期延長度の連結期依存性を導入し、興奮伝播シミュレ-ションをより現実に近づけることを試みた。シミュレ-ションの結果、旋回性興奮を観察することが可能であった。また従来報告した単に不応期延長度が刺激強度に応じて延長するという仮定を組み込んだ場合と比較して、旋回性興奮全面が複雑になる傾向が観察され、今後心室細動のシミュレ-ションへ本研究を発展させる端緒が得られたものと考えられる。
現在、各種のイオンチャネルブロッカ-、強心配糖体など種々の薬剤作用下で同様の直流電気刺激直後の心筋細胞活動電位計測を行い、心筋活動電位発生モデル考案のための基礎的デ-タを収集を行っている。現在これらの結果を単一細胞の膜興奮モデルに組み込む作業を開始したところである。

研究成果

• [文献書誌] K.Mitsui: "Multifunction Cardiae Stimulator for The Investigation of The Defibrillation Efficiency" Medical & Biological Engineering & Computing,Digest of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. Vol.29. 1075 (1991)
• [文献書誌] N.Shibata: "The Electrophisiological Effect of Strong Energy Electric Stimulus to The Heart" Medical & Biological Engineering & Computing. Vol.29. 1274 (1991)
• [文献書誌] Y.Sato: "Recording of Transmembrane Action Potential of Ventricular Myocardium After Strang Energy Electric Stimuli" Medical & Biological Engineering & Computing,Digestof the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. Vol.29. 1275 (1991)
• [文献書誌] 飯田 将人: "高エネルギ-直流通電により誘発される小筋膜電位振動と自発興奮はマグネシウムにより抑制される" 心電図,第8回日本心電学会学術集会プログラム抄録集. 619 (1991)
• [文献書誌] 児玉 逸雄: "強心配糖体作用下の心筋に対する高エネルギ-直流通電の影響" 心電図,第8回日本心電学会学術集会プログラム抄録集. 620 (1991)
• [文献書誌] 柴田 仁太郎: "電気的除細動の至的通流法に関する研究:単相波と二相波による直流電気刺激が心筋細胞の膜活動電位に及ぼす影響" 心電図,第8回日本心電学会学術集会プログラム抄録集. 623 (1991)