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バーチャル・ハート :突然死予防のための心臓電気現象の包括的シミュレータの開発

研究報告コード R030000364
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 杉町 勝
研究者所属機関
  • 国立循環器病センター研究所循環動態機能部
研究機関
  • 国立循環器病センター研究所
報告名称 バーチャル・ハート :突然死予防のための心臓電気現象の包括的シミュレータの開発
報告概要 二大心臓死の原因の1つである致死的不整脈の克服の第一歩として、電気生理学の知識を統合する必要があるが、現在の生理学ではこのような努力は限られており、包括的な理解には達していない。この直感による統合「イオンチャンネルの性質から臓器としての心臓全体の性質を知ること」が困難であることを踏まえ、私たちはこの統合を行うため、計算機上にシミュレータを構築した。このシミュレータは、3次元心室形状を反映しかつイオンチャンネルモデルを基礎としているため多様な病態にも対応可能で、スーパーコンピュータのベクトル化と並列化による高速化手法や指数関数の線形化近似、3次元形状の1次元配列化などにより2,600倍の高速化を実現した。また、心臓の機械的活動と電気的活動との間には双方向の密接な関係が存在することから、心臓機械現象のシミュレータの開発とその統合を試みた。しかし、巨大な行列の演算を行うことから、計算コストの増加により統合シミュレーションを十分に行うのは現在のスーパーコンピュータでもいささか能力不足である。致死的不整脈の危険度を定量的に知るには、患者ごとに構築したバーチャルハートにおいて臨床と同様の電気刺激試験を網羅的に行うほかに適切な方法が考えられない。
画像

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研究分野
  • 心臓
  • 循環系モデル
  • 循環系の基礎医学
関連発表論文 Electroporation in a model of cardiac defibrillation. Ashihara, Inagaki Sugimachi, Nakazawa, et al. J Cardiovasc Electrophysiol. 2001; 12: 1393-1403
研究制度
  • 計算科学技術活用型特定研究開発推進事業 生命・生体分野
研究報告資料
  • 杉町 勝. バーチャルハート :突然死予防のための心臓電気現象の包括的シミュレータの開発. 計算科学技術活用型 特定研究開発推進事業 平成11・12年度採択課題 研究開発終了シンポジウム 予稿集 ~計算で、見る・知る・予測する~ 2003. p.43 - 46.

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