ゲストスピーカー

東京大学 大学院工学系研究科
助教
富井直輝

研究分野：非発作性心房細動のアブレーション治療のための膜電位映像化技術の開発

講演の内容

2022年12月の第6回メドテックマッチングでは、スピーカーとして東京大学 大学院工学系研究科の助教でいらっしゃいます富井直輝先生をお招きして、オンラインにて講演を開催いたしました。今回の講演では「非発作性心房細動のアブレーション治療のための膜電位映像化技術の開発」というテーマでお話いただきました。

はじめに、心房細動の概要とその治療法についてお話いただきました。
心房細動の患者は日本に約100万人、世界に約3,000万人いると言われています。特に高齢者の有病率が高く、高齢化に伴い今後も患者が増えていくことが予想される疾患です。心房細動には胸の不快感や動機、息切れといった症状があります。また、心房が不規則に痙攣することで正常な血流が阻害され、心房の中に血栓ができたり、この血栓が動脈を通じて脳に運ばれて脳梗塞になったりするというリスクもあります。
血栓ができるのを防ぐために抗凝固薬を服用することもありますが、血が止まりにくくなるというデメリットもあるため、現在では心房細動そのものを根治する心筋焼灼術（アブレーション）という治療が広く行われるようになってきました。
アブレーションは、心臓の中で異常を起こしている場所を診断し、その場所を焼灼用カテーテルで焼却する治療法です。ここ数十年で、肺静脈が心房細動の原因になりやすい場所であると明らかになったこともあり、肺静脈を焼却する肺静脈隔離術がよく行われています。
ただし、この肺静脈隔離術で治療できるのは発作性のある心房細動のみで、非発作性心房細動は治すことができません。
富井先生は、この非発作性心房細動で何が起きているのか、どこを焼却すれば治すことができるのかを明らかにする医療機器の研究開発を行っています。

富井先生は、非発作性心房細動で起きていることを明らかにする技術として膜電位映像化という技術を開発しました。
現在、基礎研究で用いられている膜電位の計測手法として、心臓膜電位光学マッピングというものがあります。摘出した心臓の標本を特殊な色素で染色し高速度カメラで計測すると、心臓のどの部分が興奮していて、興奮の波がどのように伝わっているのか計測できる技術です。この結果を実際の臨床で見ることができれば、心房細動で何が起きているのか非常に詳細に知ることができますが、技術的な問題で実現は難しいとされています。
そこで富井先生は、実際の臨床で計測できる電極信号にAI解析技術を適用することで、膜電位を可視化する膜電位映像化技術を開発しました。
実験の結果、電極信号から推定できる膜電位映像は、心臓膜電位光学マッピングとほとんど変わらないことが確認できています。


どこを焼却すれば良いのかという課題に関しては、位相分散指標の研究を進めています。
基礎研究では、ウサギの心臓で細動現象を発生させてその興奮を光学マッピングで解析すると、異常な興奮が発生・持続しやすい場所があることが明らかになっています。さらに、位相分散という指標を使えばこの興奮の経路を確認することができ、焼却すべき場所の特定が可能だと考えられています。
このような経路が見えた時、どのように焼却すれば良いのかはまだ明らかになっていませんが、位相分散指標は焼灼の効果的な指標になり得るとして研究を進めています。

最後に設けられた質問コーナーでは「膜電位を映像化するためには、細かい配置で心臓に電極を置く必要があるのか」といった質問や、「アブレーションの前後で、映像にはどのような違いが出るのか非常に興味を持った」との感想が寄せられました。

富井先生、ご講演ありがとうございました。