Multidisciplinary Treatment Strategies for Chronic Atrial Fibrillation by Integrating Phase Variance Analysis and Clinical Visualization Techniques

结合相位方差分析和临床可视化技术的慢性心房颤动的多学科治疗策略

基本信息

批准号：
21H04953
负责人：
佐久間一郎
金额：
$ 27.46万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

１．多電極信号からの膜電位の再構成手法に関して、多電極計測と光学的計測の同時計測システムを用いて、ブタ心臓標本を用いたex-vivo実験を実施した。実際に臨床で用いられるカテーテルと同じ電極配置の電極信号から、コンピュータシミュレーションモデル上で学習された深層学習モデルによって光学計測と同等の精度での膜電位再構成が可能である事が確認された．２．心房形状モデルに対して局所の心筋線維走向を手動で設定するためのUIを備えたツールを作成し、さらに設定した局所的な走向から適切な補間処理により、心房全体に心筋線維走向を設定可能なツールを作成した。また作成した三次元モデル内で、一定時間異常持続する渦巻き型旋回興奮波の再現が可能となった。３．ヒトの心房細動時のデータ解析に関して、引き続き芦原らより提供されたデータの解析を行った．位相分散解析をExTRa Mappingに適用した場合、限られたマッピング分解能によって位相分散のアーチファクトが生じる問題に対して、空間フィルタリングによるアーチファクト解消を検討した．４．電極信号からの膜電位再構成手法に対する位相分散解析の適用可能性を、実臨床カテーテル電極信号に対して検証した．ex-vivo実験と同様の複雑な旋回性興奮の膜電位映像が再構成されることを確認し、また上述の位相分散のアーチファクトが解消する事が明らかとなり、位相分散解析に基づく焼灼治療の最適化の可能性が示された．５．2次元映像に対する位相分散解析をさらに発展させ、厚みのある心筋組織内で生じる異常興奮を電極信号から同定するための、電極信号に基づく3次元膜電位推定の初期検討を行った．シミュレーション検討の結果、心筋組織表面の電極信号から、従来は分別が困難であった3次元的な旋回興奮と組織内部での異常発火との分別ができる可能性が示された．

1.关于多电极信号的膜电位重建方法，我们使用同步多电极测量和光学测量系统，使用猪心脏标本进行了离体实验。经证实，在计算机模拟模型上训练的深度学习模型可以根据与临床实际使用的导管相同的电极排列的电极信号以与光学测量相同的精度重建膜电位。 2.我们创建了一个带有 UI 的工具，用于手动设置心房形状模型的局部心肌纤维方向，并且进一步，通过从设置的局部方向执行适当的插值处理，可以设置创建的整个心房的心肌纤维方向。工具。另外，在制作的三维模型中，能够再现异常持续一定时间的螺旋状回旋激励波。 3.关于人类心房颤动的数据分析，我们继续分析Ashihara等人提供的数据。当将相位色散分析应用于ExTRA Mapping时，我们研究了由于有限的映射分辨率而出现的相位色散伪影的问题。我们研究了通过空间滤波消除伪影的方法。 4.使用实际的临床导管电极信号验证了相色散分析对电极信号膜电位重建方法的适用性。证实了与离体实验类似的复杂旋转激发的膜电位图像被重建，并且还表明上述相位色散伪影得到了解决，使得基于相位色散分析优化消融治疗成为可能。转型的可能性得到了证明。 5.我们进一步开发了2D图像的相色散分析，并对基于电极信号的3D膜电位估计进行了初步研究，以便从电极信号中识别厚心肌组织内发生的异常兴奋。模拟研究的结果表明，根据心肌组织表面的电极信号，可以区分以前难以区分的三维旋转激励和组织内部的异常放电。

项目成果

期刊论文数量（72）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

特別演題２「医工学と心電学」. 心電図解釈のための機械学習によるパターン認識

特别演讲 2 “医学工程和心电图”。使用机器学习进行心电图解释的模式识别。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Lui Julian C.;Raimann Adalbert;Hojo Hironori;Dong Lijin;Roschger Paul;Kikani Bijal;Wintergerst Uwe;Fratzl-Zelman Nadja;Jee Youn Hee;Haeusler Gabriele;Baron Jeffrey;富井直輝
通讯作者：
富井直輝

ヒトの3次元心房モデルに基づく心房細動興奮伝播シミュレーションと拡張現実での可視化

基于人体 3D 心房模型的心房颤动激励传播模拟和增强现实可视化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sakata Kohei;Takahashi Yoshio;Takano Shotaro;Matsuki Atsushi;Sakaguchi Aya;Tanimoto Hiroshi;岸田優作，浦田智和，橋本　陸，大星直樹，芦原貴司，井尻　敬，高山健志，柴田仁太郎，原　良昭，信太宗也，稲田　慎，中沢一雄
通讯作者：
岸田優作，浦田智和，橋本　陸，大星直樹，芦原貴司，井尻　敬，高山健志，柴田仁太郎，原　良昭，信太宗也，稲田　慎，中沢一雄

ヒト３次元心房モデルに基づく心房細動興奮伝播シミュレーションと可視化

基于人体3D心房模型的心房颤动激励传播模拟和可视化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuhashi Chihiro;Fujisawa Hiroki;Ryu Meguya;Tsujii Tetsuya;Morikawa Junko;Oyama Hironaga;Uekusa Hidehiro;Maki Shojiro;Hirano Takashi;中沢一雄，稲田　慎，原　良昭，岸田優作，柴田仁太郎，富井直輝，高山健志，井尻　敬，芦原貴司
通讯作者：
中沢一雄，稲田　慎，原　良昭，岸田優作，柴田仁太郎，富井直輝，高山健志，井尻　敬，芦原貴司

情報処理システム、プログラム及び情報処理方法

信息处理系统、程序以及信息处理方法