| 研究課題/領域番号 |
24300159
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐久間 一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50178597)
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| 研究分担者 |
中沢 一雄 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究情報基盤管理室, 研究室長 (50198058)
本荘 晴朗 名古屋大学, 環境医学研究所, 准教授 (70262912)
芦原 貴司 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80396259)
小林 英津子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20345268)
荒船 龍彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (50376597)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 不整脈 / 光学マッピング / 3次元興奮伝播 / リエントリ / シミュレーション |
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| 研究概要 |
本研究は不整脈の主な成因であるスパイラルリエントリーのダイナミクスの実験的解析手法として幅広く使用されている電位感受性色素を用いる膜電位光学計測法に関連して、新たに心内膜側からも膜電位光学マッピングを可能とする内視鏡型光学系を新たに試作開発し,摘出灌流心標本の心外膜側・心内膜側の2方向から励起光照明条件,撮影条件を複数変えて同時にマッピングを行い,三次元興奮伝播シミュレーションから得られた知見を活用し,不整脈における心壁内のスパイラルリエントリーの解析を可能とする実験技術の開発とその応用を目的としている。
平成24年度は心内膜側・心外膜側両方からの同時光マッピング技術の基盤技術の確立、ならびに適切な実験条件を定める目的で予備的な実験装置を構築し、実験検討を行った。予備システムでは心外膜側からLED光源からの励起光を照射し、心腔内に挿入した硬性内視鏡に接続した高速度カメラと、心外膜表面を計測する高速度カメラを2台用いて、心房の外膜側ならびに心房内膜組織での心臓活動電位光学マッピングを行う計測システムを試作した。膜電位感受性色素で染色したウサギLangendorff灌流心標本を心外膜側から青色のLED光源(主波長525nm)により蛍光励起し、細胞膜活動電位に対応する光シグナルを心外膜側・心内膜側から得た。
試作した実験装置にて心内膜側の同時活動電位マッピングが可能であることを確認した。しかし心外膜側から励起であることから、心内膜側の光シグナルは心房組織の厚みは薄いものの心壁内の組織の細胞活動電位の重ね合わせになっているという問題がある。また今回計測として撮影可能な撮影速度は10ofps(毎秒100枚)程度であり、不十分な性能であった。以上より計測装置の改良を、(1}心腔内への挿入での設置自由度が高い軟性内視鏡を用いたものとする、(2)励起光源をより強度の高いものとする、ことを中心に行うこととした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
性能は不十分であるものの、心内膜側、心外膜側からの同時膜電位光マッピングが達成できたが、撮影速度は不十分なものであった。この点を改良するためにはレーザ光源を導入することを検討したが、実験を行う共同研究機関でのレーザ使用のための安全管理上の申請手続きがやや遅れこの点の改良が遅れた
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| 今後の研究の推進方策 |
1)十分な撮影速度を実現できる撮影系を、軟性内視鏡、レーザ光源を用いて実現する。
2)実験による性能確認を行い、開発したシステムの特徴を活用できる実験計画を立てる
3)心内膜側、心外膜側の画像のレジストレーションについては軟性内視鏡の導入により課題が複雑になったことから
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