多階層３次元心臓モデルを用いた不整脈誘発性・持続性の評価に関するインシリコ研究

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心臓モデルを用いたコンピュータシミュレーションを実行し，不整脈の発生メカニズムを明らかにするとともに，不整脈に対するリスク評価，新たな治療戦略を開発するための研究を行っている．2022年度は，心房モデルを構築し，心構築したモデルを用いたコンピュータシミュレーションを実行することで，不整脈の誘発性および持続性について検討した．心房形状モデルは，3次元モデルを構築することができるアプリケーションを用いて構築した．この心房形状モデルは心筋表面の形状のみを表すものであるため，次に，この形状モデルを，心筋細胞に相当するユニットの集合として表し，心筋組織内部の構造も含めたモデルとした．さらに，このモデルに心筋線維走向を導入し，シミュレーションに用いる心房モデルとした．心筋線維走向の導入には，手書きによる心筋線維走向を設定するユーザインタフェースを備えたアプリケーションを使用した．構築した心房モデルを用いて心房内の興奮伝播過程を再現するシミュレーション実験を実行した．シミュレーションでは，まず右心房内の洞房結節からの自動能の発生を想定し，洞房結節に対応する部位に電気刺激を与え，自動能による興奮伝播を再現した．次に，心房内の一部の領域に電気刺激を与え，不整脈に伴う心房内の興奮伝播過程の乱れを再現することを試みた．不整脈の誘発性および持続性に影響を与える因子として，電気刺激を与えるタイミング，心筋細胞の電気生理学的特性，心筋細胞間の電気的結合力が考えられた．これらの要因を様々な組合せで変更しながらシミュレーション実験を繰り返し行った．また，心筋線維走向が不整脈の誘発性および持続性へ与える影響についても検討するために，心筋線維走向を導入しない均質モデルを用いたシミュレーション実験も併せて行った．