Simulation study of cardiac electrical excitation using virtual heart model

 

Authors:Shin Inada1,Ryo Haraguchi2,Takashi Ashihara3,Kazuo Nakazawa1

Affiliation:Faculty of Health Sciences, Morinomiya University of Medical Sciences1,Graduate School of Applied Informatics, University of Hyogo2,Department of Medical Informatics and Biomedical Engineering, Shiga University of Medical Science3

Abstract:大規模仮想心臓モデルを構築し,電気生理学的シミュレーションを行うことで致死性不整脈のメカニズム解明や,予防・診断に役立たせることを目指している.心筋細胞の電気的興奮に伴う電位変化(活動電位)を再現することが可能なユニット約500万個を組み合わせて心室壁モデルを構築した.心筋組織内の電気的興奮伝導障害の領域を設定し,伝導障害と心室性不整脈の誘発性および持続性との関係について検討した.伝導障害領域の大きさや,領域内におけるユニット間の電気的結合の大きさなどの伝導障害の程度や,電気刺激の条件を変えながらシミュレーション実験を行った.その結果,心筋内の電気的興奮伝導の障害領域の大きさや位置,不整脈を誘発させる電気刺激のタイミング等が,不整脈の誘発性に影響を与えることが明らかとなった.

 

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(Journal paper)

  • Nakamura T, Kiuchi K, Fukuzawa K, Takami M, Watanabe Y, Izawa Y, Suehiro H, Akita T, Takemoto M, Sakai J, Yatomi A, Sonoda Y, Takahara H, Nakasone K, Yamamoto K, Negi N, Kono A, Ashihara T, Hirata K: Late-gadolinium enhancement properties associated with atrial fibrillation rotors in patients with persistent atrial fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol 2021:32:1005-1013.
  • Haraguchi R, Ashihara T, Yoshimoto J, Matsuyama T: High accessory pathway conductivity blocks antegrade conduction in Wolff-Parkinson-White syndrome: A simulation study. J Arrhythm 2021;37:683-689.
  • Tomii N, Yamazaki M, Ashihara T, Nakazawa K, Shibata N, Honjo H, Sakuma I: Spatial phase discontinuity at the center of moving cardiac spiral waves. Comput Biol Med 2021;130:104217.

 

(Domestic conference/workshop)

  • 岸田優作,浦田智和,大星直樹,宮崎晃,芦原貴司,坂田憲祐,柴田仁太郎,井尻敬,高山健志,信太宗也,原良昭,稲田慎,中沢一雄:ヒト心房の3次元モデルに基づく心房細動興奮伝播様式の再現を目指した電気生理学的シミュレーションと可視化.第41回医療情報学連合大会(第22回日本医療情報学学術大会),2021/11/18-21.
  • Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Fujii Y, Kato K, Haraguchi R, Inada S, Nakazawa K, Sugimoto Y, Yamashiro K, Nakagawa Y, Ashihara T: The strategy of ExTRa Mapping-guided minimal ablation should be determined by the size of left atrium: ExTRa Mapping project. 第67回日本不整脈心電学会学術大会(JHRS),2021/07/01-04.
  • Inada S, Aiba T, Shibata N, Haraguchi R, Ashihara T, Kusano K, Shimizu W, Ikeda T, Sakuma I, Nakazawa K: A simulation study for investigating mechanisms of ventricular arrhythmia induced from conduction delay zone in right ventricular outflow tract. 第67回日本不整脈心電学会学術大会(JHRS),2021/07/01-04.
  • Inada S, Shibata N, Haraguchi R, Ashihara T, Ohkubo S, Mitsui K, Nakazawa K: Theoretical study for comparing vectorcardiogram in normal and abnormal excitation in the heart. 第60回日本生体医工学会大会・第36回日本生体磁気学会大会,2021/06/15-17.
  • 岸田優作,浦田智和,宮崎晃,大星直樹,芦原貴司,坂田憲祐,柴田仁太郎,井尻敬,高山健志,信太宗也,原良昭,稲田慎,中沢一雄:ヒト心房の3次元モデルに基づく洞調律興奮伝播シミュレーションと可視化.第60回日本生体医工学会大会・第36回日本生体磁気学会大会,2021/06/15-17.

 




Posted : March 01,2022