ヒト心室筋モデルの構築を基盤とした致死性不整脈発生の予知に関する理論的研究

基于人体心室心肌模型构建预测致死性心律失常发生的理论研究

• 批准号: 17790485
• 负责人: 芦原 貴司
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Shiga University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790485/
• 关键词: 心臓突然死; 心室細動; 電気的除細動; 虚血性心疾患; 心不全; microvolt T-wave alternans; リエントリー; コンピュータシミュレーション; リエントリ

心室細動による心臓突然死のリスクを前もって評価できるようにすることは最重要課題の一つである.本研究では,心臓突然死リスクのスクリーニングとして期待される非侵襲的検査示標microvolt T-wave alternans(以下MTWA)の理論的根拠を示すために,1)ヒト心室筋の電気生理学的特性を有し,生理的・病理的状態を反映した仮想心臓モデルを構築し,2)興奮伝播シミュレーションによりMTWAメカニズムとその本質的な臨床的意義を明らかにすることを目的としたものであった.これに基づき,平成17年度には,科研費にて購入したモデル開発用およびデータ可視化用のサーバーとソフトウェアを用いて,ヒト心室筋のPriebe-Beuckelmann活動電位モデルに基づく1〜2次元のバイドメイン仮想心室筋モデルを構築した.その上で,連続ペーシング時の興奮伝播様式と心筋局所のAP alternansおよび興奮伝播速度alternans,そして組織全体から算出された疑似心電図からTWAを記録・表示できるシミュレーションの基本システムを構築した.平成18年度にかけては,生理的および心不全の状態下の2次元仮想心筋において心拍数を上昇させたとき(〜110bpm),MTWAの臨床判定基準(Ikeda T, et al.JACC2000)に従い,それが陽性または陰性になる種々の初期条件を見出した上でリエントリー発生の有無を繰り返し調べ,シミュレーション結果の妥当性を評価した.さらに,これに関連して致死性不整脈である心室細動や同じく細動性不整脈である心房細動の発生条件についてコンピュータシミュレーションによる数値解析的な検討をさらに重ねた.その結果,従来,回復曲線仮説に則って考えられた再分極異常のみならず興奮伝播異常でもMTWAが陽性となり,MTWAはHR120bpmまでに陽性となる可能性の高いことなどが示唆された.本研究結果については,2006年の国内の学術研究会(体表心臓微小電位研究会)のシンポジウムにおいて講演し,2007年には国際学会(Heart Rhythm)において口述発表の予定であるほか,雑誌論文の項に示す通り本研究成果の一部を誌上でも発表した.本研究内容については,今後も内容をさらに発展し,継続する予定である.

最重要的问题之一是能够提前评估心室颤动引起的心源性猝死的风险。为了论证alternans（以下简称MTWA）的理论基础，我们1）构建了具有人类心室肌电生理特征并反映生理和病理状况的虚拟心脏模型，2）进行了激励传播模拟。目的是阐明MTWA机制及其重要的临床意义。基于此， 2005年，我们使用科学研究援助基金购买的用于模型开发和数据可视化的服务器和软件，开发了基于人类心室肌肉的Priebe-Beuckelmann动作电位模型的一维到二维双域虚拟心室。在此基础上构建肌肉模型，研究连续起搏时的激励传播模式和局部心肌AP。我们构建了一个基本的模拟系统，可以记录和显示来自交替的 TWA、激励传播速度交替以及根据整个组织计算的伪心电图。当心率升高（~110bpm）时，MTWA 的临床标准（Ikeda T）。 ，等人。 al. JACC2000），我们找到了积极或消极结果的各种初始条件，并反复检查了折返的发生，以评估模拟结果的有效性，进一步强调使用计算机模拟来检查发生的条件。室颤是一种心律失常，心房颤动也是一种颤动性心律失常。结果表明，MTWA不仅对于通常根据恢复曲线假说认为的复极异常呈阳性，而且对于激励传播异常也呈阳性，并且MTWA很可能在HR120bpm时变为阳性。该研究于2006年在国内学术研究组（表面心脏微电位研究组）学术研讨会和国际会议（心脏微电位研究组）上发表。除了计划在 Rhythm 上进行口头报告外，这项研究的一些结果也发表在期刊上，如期刊文章部分所示。我们计划在未来进一步开发和延续这项研究的内容。

项目成果

コンピュータシミュレーションによる不整脈発生危険予測システムの開発の試み.

尝试开发一种使用计算机模拟预测心律失常发生风险的系统。

• 发表时间: 2006
• 期刊: 信学技報 106・330
• 作者: 藤堂貴弘;原口 亮;八尾武憲;難波経豊;芦原貴司;永田 啓;東 将浩;稲田 紘;中沢一雄
• 通讯作者: 中沢一雄

心房細動発生の視覚化:シミュレーションで判ったこと

可视化心房颤动的发生：我们从模拟中学到了什么

• 发表时间: 2005
• 期刊: 綜合臨床 54・8
• 作者: 芦原貴司;池田隆徳
• 通讯作者: 池田隆徳

細胞外刺激による心筋反応のバイドメインモデルシミュレーション:ペーシング刺激から電気的除細動まで

心肌对细胞外刺激反应的双域模型模拟：从起搏刺激到电复律

• 发表时间: 2005
• 期刊: 心電図 26・2
• 作者: 芦原貴司;難波経豊;中沢一雄
• 通讯作者: 中沢一雄

右室心外膜の局所遅延伝導が心電図の右側胸部誘導に及ぼす影響 : シミュレーションによる検討.

右室心外膜局部延迟传导对心电图右胸导联的影响：模拟研究。

• 发表时间: 2007
• 期刊: 心臓 39・Suppl. 1
• 作者: 難波経豊;藤堂貴弘;八尾武憲;芦原貴司;原口 亮;中沢一雄;池田隆徳;大江 透
• 通讯作者: 大江 透

生体シミュレーションの不整脈研究への応用.

生物模拟在心律失常研究中的应用。

• 发表时间: 2006
• 期刊: 医学のあゆみ 217・6
• 作者: 難波経豊;藤堂貴弘;八尾武憲;芦原貴司;原口 亮;中沢一雄;池田隆徳;大江 透;芦原貴司
• 通讯作者: 芦原貴司