四面体分割心臓モデルによる筋興奮伝導のシミュレ-ション

使用四面体分段心脏模型模拟肌肉兴奋和传导

• 批准号: 02257208
• 负责人: 岡本 良夫
• 金额: $ 1.6万
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02257208/
• 关键词: 心臓モデル; 四面体分割; 非等方・不均質伝播; 心電図; 計算機シミュレ-ション

本研究の目的は興奮伝播の非等方性や不均質性を容易にシミュレ-トできる新しいタイプの心臓モデルを構築することにあった。心臓内の全ての点に5個のパラメ-タ(心筋繊維の方向を表すために3個、繊維方向・直交方向への興奮伝播速度として2個)を指定するば興奮の伝播特性が決まる。そこで、心臓を四面体要素に分割し、これらのパラメ-タを四面体の各頂点で与え、四面体内での値は線形補間で求めることにした。このモデルでは興奮波面を十分細かく三角分割することによって興奮伝播をシミュレ-トする。三角分割の節点が微小時間後に何処まで移動するかを、各節点での興奮伝播特性と三角形の法線方向から計算するのである。モデルを実現するには以下の問題を解決する必要があったが、実用上の障害とならない程度には解決できたと言える。その問題とは、(a)興奮波面の拡大・縮小に伴って三角分割のための節点を追加・削除しなければならないが、そのたびに必要となる三角分割の再編成を如何に効率化するか、(b)波面同士の衝突、心筋表面への到達によって消滅する三角形と残存する三角形との境界を如何に扱うか、(c)プルキニエ繊維は2次元状に分布し、脚などは一次元的だが、四面体分割された固有心筋との接続を如何に設定するか、などである。開発したモデルの性能を評価するため、心室を322個の四面体要素に分割し(節点数は113)、速度楕円体の長軸を心室壁の接線方向に設定して興奮伝播をシミュレ-トした。長軸と短軸の比を何通りかに設定して非等方性の効果をしらべ、心尖部と心基部での伝播速度を変えて不均質性の効果を調べた。その結果、従来のユニット分割モデルに比べて心臓の分割が粗いにも関わらず、非等方性・不均質性ともに実用上十分な精度で表現できることが分かった。

The purpose of this study is to make the non-isosquare and inhomogeneity easy to use. -トできる新しいタイプの心臓モデルをbuild することにあった.心蓓内の全てのPointに5 のパラメ-タ(心燓内の全てのPointに 3 pieces, 繊dimensional square To the straight direction, the speed of the broadcast is 2) and the broadcast characteristics of the broadcast are specified.そこで、心燓をtetrahedron elementsに分し、これらのパラメ-タをtetrahedron Each vertex and the tetrahedron are linearly interpolated.このモデルではexcited wave surfaceをvery fineかくtriangulationすることによってexcited伝 Broadcastをシミュレ-トする. The triangular division of the node is carried out after a minute time, where it is moved, the excitement of each node is broadcast, and the direction of the normal line of the triangle is calculated.モデルを実appears that the following problems are solved by するnecessary があったが, and the obstacles that are used are solved by できたと语える.そのquestionとは、(a) Excitement wave surface の拡大・ zoom に companion って triangle segmentation のためのnode をadd ・remove しなければならないが、そのたびにNecessary and となるTriangulationのRearrangementをHow to make it more efficient するか、(b) The conflict between the wave surface and the person, the heart muscle surface へのarrivalによってannihilationするTriangleとremainingするTriangleとのrealmをhowにうか、(c)プルキニエ繊dimensionalは2-dimensional How to set up the distribution of the shape, the one-dimensional structure of the feet, and the tetrahedral division of the inherent heart muscle and connection.开発したモデルのperformance evaluation 価するため, ventricle を 322 tetrahedral elements に division し (number of nodes は113), the speed is set by the long axis of the body and the wiring direction of the ventricular wall. The ratio of the long axis and the short axis is set, and the effect of anisotropy is set, and the apex and base of the heart are set. The effect of the inhomogeneity is adjusted.そのRESULT, 従来のユニット分モデルに比べて心臓の分がroughいにも关わらず, anisotropy and heterogeneity can be expressed with tenths of precision.

项目成果

岡本 良夫: "四面体分割心臓モデルによる興奮伝播シミュレ-ション" 医用電子と生体工学.

Yoshio Okamoto：“使用四面体分段心脏模型进行激励传播模拟”医疗电子和生物工程。