○田口 元健1)、竹内 昭博2)、 廣瀬 稔1)、
渡辺 敏1)、 池田 憲昭2)
北里大学 医療衛生学部 臨床工学1)、医療情報学2)
背景・目的: 心電図不整脈の成立ち、および人工
ペースメーカとの関わりについて、生理学的立場から
理論的に解説を示すことを目的に、
1)医学部・医療系の学部学生を対象として、
2)講義・実習および自己研鑚用に、
3)様々な心電図不整脈を学習でき、
4)かつ心臓ペースメーカの動作を模擬しうるシミュ
レーションシステムを作成した。
システムの概要
本システムは、個別に開発された不整脈シミュレータと人工
ペースメーカシミュレータから成る。
不整脈シミュレータ(tkp2.exe 70kB、Visual Basic 6.0)は、5
つの要素(洞結節・心房(A)、房室結節(N)、心室(V)、APC、
VPCの)からなる心モデルを想定した。各要素は各々独立の
自動能(外部刺激と自己調律の位相反応関係(phaseresponse curve)、自己発火レート、伝導時間等) をもち、相互
に刺激しあう。また、収縮・弛緩する様子を提示する。
各要素は、Active X controlとして作成(tkpace.ocx 100kB
Visual C++ 6.0)され、フォーム上に実装されている。
不整脈の成り立ちが直感的に理解できるように、心電図だ
けでなく、梯子図上に刺激の伝搬過程が描かれる。
人工ペースメーカシミュレータ(pacemaker.exe 150kB、
Visual Basic 6.0)は、体外式心臓ペースメーカを模擬しており、
心房・心室電位の感知・刺激端子、感度設定、出力設定、刺
激頻度設定、スイッチ・モード設定つまみ、感知ランプ、刺激
ランプ等が配置されている。
感知端子( 上記のコントロールtkpace.ocx )への電位を識
別し、モニター部分に描いている。 QRS波形の識別情報を不
整脈シミュレータから得、設定された機能(ICHD(InterSociety Commission for Heart Disease Resources)コード)に
基づいて、刺激パルスを発生する。また、電気生理学的刺激
検査、defibrillatorの機能をも追加した。
システムの動作概要
不整脈シミュレータ
自動能、伝導
特性の設定
伝導制御
電気刺激、
期外収縮、
AF, Af, VF,
Vfの設定
人工ペースメーカシミュレータ
端子(A)
APC
Atrium
端子(V)
A-V Node:His
Ventricle
VPC
波形表示
Formと
ActiveX controlの関係
Control間の通信
Phase –Response Curve
電位の感知、
リズムの認識、
刺激、
波形表示、
電気生理学的
刺激検査、
defibrillator
実行例
まとめ
律動的に心電図波形を発生するActive X controlを作成し、
それらの相互作用として不整脈を生成するシミュレータを構築
した。心電図パルス時系列を解析し動作する人工ペースメー
カのシミュレータを作成した。両者を併用することにより、不整
脈と人工ペースメーカの係わりがvisualに提示でき、講義・自己
学習に有用と考える。
同一のコントロールを複数のウィンドウプログラムに組み入れ
ることにより相互のデータ通信が容易となり、 Active X control
が有用なプログラミング技術の一つであることを、不整脈シミュ
レータと人工ペースメーカシミュレータ間でのデータ通信(電位、
波形情報)・制御の実例として示した。
URL http://info.ahs.kitasato-u.ac.jp/tkweb/index.htm
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不整脈シミュレータ