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Signal Processing 信号処理の事例

DADiSP 不整脈治療薬研究のための心臓の活動電位データ分析
  • DADiSP
  • 信号処理

【課題】
米国では、およそ50万人の人々が、毎年心臓発作を患います。さらに50万人の人々が、虚血性心疾患を患います。冠状動脈がふさがれる病気は、心臓への正常な血液、従って、酸素の供給が妨げられます。ブリストルマイヤーズ・スクイブ製薬研究所のジェフリー・バーン博士は、このような問題によって如何に、個々の心筋または心筋の細胞が影響を受けるかを研究しています。特に、彼は、健康な心臓と不健康な心臓からの細胞の活動電位または電流を研究しています。彼のグループは、心臓が安定した脈拍を保つのを助けるための薬を研究・開発をしています。

【酸素の消費】
健康な心筋細胞は、規則的な化学変化をして、活動電位を発生させます。細胞膜全体の荷電粒子の動きに起因する電圧スパイクは、1つの鼓動に対する1つの細胞の活動表現となります。細胞の活動電位が、より強くてより規則性があると、1つの領域の全ての細胞に関してより良好な脈拍を維持していることになります。しかし、この脈拍は、一部の細胞が酸素欠乏になると、乱れてきます。バーン博士は、健康な心臓と不健康な心臓からの心筋活動電位を測り、酸素欠乏が如何に心拍に影響を及ぼすか、及び心臓の酸素欠乏に対して、如何に異なる種類の薬が、安定した脈拍を維持するのに役立つかを探求しています。彼のチームは、細胞の心拍を中断させずに何百もの活動電位の測定をする必要があり、また電圧変化の視覚的な表現を得る必要があります。

【問題の解決】
バーン博士の研究チームは、心臓の活動電位を測るためにDSP社のDADiSPを採用しました。研究者は、処理を開始するに当たり、まず、小さな実験動物の心臓から組織をとります。組織は、ティッシュ・バスに置かれます。次に、組織の細胞に微小電極を突き刺します。微小電極は、表示のためにアンプとオシロスコープに信号を送ります。データは、1000-3000Hzでサンプリングされて、研究室のパソコンに蓄積されます。そして、DADiSPで波形表示や分析を行ないます。

ユーザー:ブリストルマイヤーズ・スクイブ/薬理学部
キーワード:生物医学工学アプリケーション/薬理学

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