[背景]
心房細動は不整脈の一種であり、心不全や脳梗塞などの主な原因となる。わが国だけでも患者数が100万人にも及ぶ有病率の高い疾患である。心房細動の複雑な興奮伝播様式とそのメカニズムについては、未解明な部分が多く、その治療においても経験則に頼らざるを得ない実態がある。心房細動の持続メカニズムの解明のため、興奮伝播様式を可視化する必要がある。

[目的]
ヒトの3次元心房の形状モデルを作成し、電気生理学的なコンピュータシミュレーションを実施して、心房細動の複雑な興奮伝播様式を可視化する。心房細動の典型的な症例を再現し、有効な治療戦略構築に向けたシミュレーションと可視化システムを開発する。

[方法]
ＭＲＩデータを元にヒトの３次元心房の形状モデルを作成し、電気生理学的なコンピュータシミュレーションを実施した。シミュレーションで用いるMRIデータから作成したモデルだけでは、心筋組織の心外膜面と心内膜面のみで構成されたサーフェスモデルであるため、心筋内組織を含めたユニットモデルへ変換した。作成したユニットモデルにヒト心房細胞の活動電位を再現することが可能な微分方程式モデルを組み込み、心房内の不整脈を想定した電気生理学的シミュレーションを行った。その後、シミュレーション結果に基づき心房の興奮伝播様式を可視化した動画を作成した。

[結果と考察]
3次元心房形状モデルにおいて、初期の発作性心房細動の興奮伝播を仮想的に表現することができた。しかしながら、臨床で見られる典型的な非発作性心房細動の症例の再現までには至っていない。今後は、非発作性心房細動の再現に向けて、ユニット数を増やして大規模なシミュレーションの実施と有力なパラメータの同定を図る必要がある。シミュレーションによる理論的な非発作性心房細動の治療戦略構築と、結果をより見やすくわかりやすいものにすることを目標とする。