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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04953/
• 关键词: 心房細動; 生体制御・治療; カテーテルアブレーション; 心臓旋回興奮波; 光学マッピング; 渦巻き型旋回興奮波

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. Multi electrode signal か ら の membrane potential の reconstitution technique に masato し て, multiple electrodes measuring と optical measuring の simultaneously measuring シ ス テ ム を with い て, ブ タ heart viscera specimens を use い た ex vivo - be 験 を be applied し た. Be interstate に clinical で い ら れ る カ テ ー テ ル と with じ electrode configuration の electrode signal か ら, コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル で study on さ れ た deep learning モ デ ル に よ っ て optical measuring と equal の precision で の membrane potential and may constitute が で あ る が sure さ れ た. 2 Heart shape モ デ ル に し seaborne て bureau の heart muscle line d to manually set で す を る た め の UI を prepared え た ツ ー ル を し, consummate さ ら に set し た bureau な towards か ら appropriate な curation 処 Richard に よ り, atrial all に heart muscle line d to を set may な ツ ー ル を made し た. There is a possibility that また can be made into a <s:1> た three-dimensional モデ となった where で, for a certain period of time, an abnormally holding 続する vortex <s:1> type cyclic excitation wave pattern reappears が possibly となった. 3 ヒ ト の atrium fine when moving の デ ー タ parsing に masato し て and き 続 き brought ら よ り provide さ れ た デ ー タ の parsing line を っ た. Phase dispersed parsing を ExTRa Mapping に applicable し た occasions, be restricted to ら れ た マ ッ ピ ン グ can decompose に よ っ て phase dispersed の ア ー チ フ ァ ク ト が raw じ る problem に し seaborne て, space フ ィ ル タ リ ン グ に よ る ア ー チ フ ァ ク ト null を beg し 検 た. 4 Electrode signal か ら の membrane potential reconstitution technique に す seaborne る phase dispersion analytical を の applicable possibility, be clinical カ テ ー テ ル electrode signal に し seaborne て 検 card し た. With others in the ex vivo - be 験 と の complex 雑 な cyclicity excited の membrane potential image が reconstitution さ れ る こ と を confirm し, ま た above の phase dispersed の ア ー チ フ ァ ク ト が null す る matter が Ming ら か と な り, disperse phase analytical に base づ く 焼 burning treatment の optimization possibility の が shown さ れ た. 5.2 dimensional image に す seaborne る phase dispersed parsing を さ ら に 発 exhibition さ せ, thick み の あ る heart muscle tissues で raw じ る excited を electrode signal か ら with fixed す る た め の, electrode signal に づ く 3 dimensional membrane potential presumption の early 検 line for を っ た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン beg の 検 results, heart muscle tissue surface の electrode signal か ら, difficulty 従 to は が respectively で あ っ た 3rd dimensional な cycle excited で と organization の abnormal 発 fire と の respectively が で き が る possibility in さ れ た.

项目成果

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。

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

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

• 发表时间: 2022
• 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

Rotor mapping and ablation using artificial intelligence

使用人工智能进行转子测绘和消融

• 发表时间: 2022
• 作者: 大貫秀太; 川合祥紀; 芦沢実; 松本英俊;Naoki Tomii
• 通讯作者: Naoki Tomii

AIブートキャンプ：AIを不整脈心電学の研究・診療にどう役立てるか？

AI训练营：AI如何用于心律失常心电学研究和治疗？

• 发表时间: 2021
• 作者: 大西佑樹;松木篤;佐藤啓市;椎木弘;定永靖宗;杉田修啓;鈴木美加，木村剛，橋本良秀，岡田正弘，松本卓也，高橋宏信，清水達也，山田将博，江草宏，中村奈緒子，岸田晶夫.;富井 直輝
• 通讯作者: 富井 直輝