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細胞膜レベルから全心臓レベルに至る心臓内電気現象の計算機シミュレーション

从细胞膜水平到整个心脏水平的心内电现象的计算机模拟

基本信息

批准号：
04248210
负责人：
岡本良夫
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Chiba Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究対象は大きく二つに分けられる。一つはHodgkin-Huxleuタイプの興奮膜モデルに基づいて活動電位波形を再構成し、興奮の伝播特性を算出するためのミクロなモデルであり、一つは全心臓レベルの興奮伝播過程をシミュレーションするマイクロモデルである。ミクロモデルに関しては、興奮膜モデルとバイドメインモデルを組み合わせて任意次元で成立する興奮伝播の基礎方程式を導き、この非線形編微分方程式を数値的に解くためのプログラムを開発した。この数値解法は細胞内領域と細胞外領域で導電率の非等方性が異なる場合も有効である。高カリウム溶液で不活性化した領域を含め2次元系での計算結果は動物実験の結果と良く対応した。計算機の処理能力が2桁程度向上すれば3次元系も扱えるようになる。固有心筋を表すBRモデルでもプルキンエ線維に対応するMNTモデルでも、興奮伝播繁度や活動電位持続時間の刺激間隔依存性は実際よりもかなり小さく、膜モデルを変えない限り心細動は発生し難いことが分かった。マクロモデルに関しては平成2年度の助成金で開発した四面体分割心臓モデルに改良を加えた。前回までは興奮波面を三角分割し、三角形の各頂点が微小時間後に何処まで移動するのかを頂点位置での伝播特性から計算し、これを繰り返して興奮伝播過程をシミュレートしていた。この手法では衝突などによって波面の一部が消失する過程が扱いにくい。ところで、興奮は伝播に要する時間が最小であるような経路を伝播する。そこで、心臓内に設定した多数の節点を結んでネットワークを構成し、興奮伝播特性から計算される各節点間の興奮伝播時間をそれらの節点間の距離と見做せば、ネットワーク上の最短経路を見い出すダイクストラ法を応用して興奮伝播経路が計算できる。こうして多心拍の扱いが容易となり、心細動のシミューレーションも可能になっている。

Study on the relationship between the elephant and the big one.一つはHodgkin-Huxleukin's excitatory membrane モデルにbase's activity potential waveform is reconstructed and the excited の伝 broadcast characteristics are calculatedするためのミクロなモデルであり、一つは全心蓓レベルの兴The process of Fenden broadcasting is as follows:ミクロモデルに关しては、exciting film モデルとバイドメインモデルを组み合わせてAny dimension is establishedする兴The basic equations of Fendenbo are derived, and the non-linear differential equations and their numerical values are solved. The numerical value solution method is effective when the conductivity in the intracellular domain and the extracellular domain is anisotropic. The field of inactivation of the high-quality solution contains the calculation results of the 2-dimensional system and the results of the calculation of the animals and the results of the inactivation. The processing power of the computer is higher than that of the 3-dimensional system. Intrinsic heart muscle surface BRモデルでもプルキンエ line dimension に対応するMNT モデルでも、excited 伝波多やactivity potential 続The interstimulus interval dependence is small, the film is small, and the film is small. The tetrahedral split heart tetrahedral split heart を plus えた of the 2009 マククロモデルに关しては sukechengkin で开発た. The exciting wave surface of the previous episode is divided into triangles, and each vertex of the triangle is moved after a small amount of time. The vertex position is used to calculate the characteristics of the broadcast, and the process of broadcasting is used to calculate and return the excitement.このtechniqueではconflictなどによってwave surfaceの一一がdisappearするprocessがいにくい.ところで, excitement は伝 Broadcast にする time が minimum であるような経路を伝 broadcast する.そこで、心臓内にSETした多の nodeを knot んでネットワークを constitutes し、exciting broadcast characteristics からcalculates されるexciting broadcast time between each node The distance between nodes is the shortest path between nodes.见い出すダイクストラ法を応用してexcited伝波経路がcalculationできる.こうしてA lot of heart beats の扱いがeasy となり, a careful mind makes it possible のシミューレーションもpossible になっている.