Authors：Shin INADA¹, Haraguchi Ryo², Ashihara Takashi³, Suzuki Toru⁴, Nakazawa Kazuo¹

Affiliation：Morinomiya University of Medical Sciences¹, University of Hyogo², Shiga University of Medical Science³, Kanazawa Institute of Technology⁴

Abstract：我々は，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136万個を組み合わせて心房モデルを構築した（右図）．まず，洞調律に対応する電気刺激を上大静脈に加え，洞調律時の興奮伝播過程を再現した（下左図）．次に，肺静脈からの異常興奮による不整脈の発生機序を検討するために，4つの肺静脈（左上肺静脈，左下肺静脈，右上肺静脈，右下肺静脈）にそれぞれ洞調律よりも速い頻度の電気刺激を与えた．その結果，心房細動に相当する心房内を旋回する興奮波を再現することができた（下右図）．肺静脈へ与える刺激の間隔を変更しながらシミュレーション実験を繰り返し，不整脈の誘発性および持続性を検討した．シミュレーション実験の結果，心筋細胞の電気生理学的特性や細胞間の電気的結合，心臓の解剖学的構造が不整脈の誘発性や持続性に影響を与えることが示唆された．今後は，カテーテルアブレーションを想定したシミュレーション実験も行い，新たな治療戦略の開発を目指す．

 

Publication related to your research:
（Journal paper）

• 青木睦，井尻敬，山口豪，富井直輝，高山健志，稲田慎，中沢一雄，芦原貴司, "臨床応用に向けた非発作性心房細動の興奮動態と興奮旋回中心分布の3次元可視化インタフェースの開発", 生体医工学, Vol.63, No.1, pp.25-32, Mar. 2025

 

（Domestic conference/wokrshop）

• 中沢一雄，稲田慎，岸田優作，富井直輝，高山健志，井尻敬，青木睦，山口豪，原口亮，柴田仁太郎，鈴木亨，芦原貴司, "心房細動患者を想定した３次元心房モデルにおける興奮伝播ダイナミクスのin silico研究", 第44回医療情報学連合大会, Nov. 2024
• 青木睦，井尻敬，山口豪，富井直輝，高山健志，稲田慎，中沢一雄，芦原貴司, "3次元心房モデル上における非発作性心房細動の興奮動態と興奮旋回中心分布の可視化手法", 第63回日本生体医工学会大会, May 2025
• 稲田慎，高山健志，富井直輝，井尻敬，山口豪，芦原貴司，鈴木亨，佐久間一郎，柴田仁太郎，中沢一雄, "コンピュータシミュレーションによる肺静脈起源心房細動の検討", 第63回日本生体医工学会大会, May 2025