JP6076760B2 - 生体シミュレーションプログラム、生体シミュレーション方法及び生体シミュレーション装置 - Google Patents
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Description
また、上記の実施例で説明した生体シミュレーション装置10の各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、図22を用いて、上記の実施例で説明した生体シミュレーション装置と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図22は、生体シミュレーションプログラムを実行するコンピュータを示す図である。
13a 心筋モデル
13b サルコメアモデル
14a 心筋モデル処理部
14b サルコメアモデル処理部
15a 第1の計算部
15b 第2の計算部
Claims (6)
- コンピュータに、
生体の筋肉に含まれるサルコメア内の複数のアクチン及び複数のミオシンの複数の状態、及び、該複数の状態間の遷移率が定義されたモデルを用いて、それぞれの前記アクチンについて、前記アクチンに前記ミオシンが結合しているか否かに基づいて前記アクチンの状態を算出し、それぞれの前記ミオシンについて、前記アクチンとの結合状態に基づいて前記ミオシンの状態を算出し、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態に基づいて前記ミオシンが伸びた長さを算出し、前記ミオシンが伸びた長さに基づいて、それぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移を算出し、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移に基づいて、前記サルコメアの仕事を算出し、
算出した前記サルコメアの仕事に基づいて前記筋肉の収縮力および剛性を算出し、算出した前記筋肉の収縮力および剛性に基づいて、前記筋肉の変位ベクトル、速度ベクトルおよび加速度ベクトルを算出する、処理を実行させ、
前記状態遷移を算出する処理は、前記ミオシンが前記アクチンに結合した際に該ミオシンに含まれるミオシンアームが伸びた長さ、該ミオシンが該アクチンに結合してからの該ミオシンに含まれるミオシンヘッドの回転によって該ミオシンアームが伸びた長さ、及び、前記ミオシンが前記アクチンに結合してから現在までの前記ミオシンのすべり速度の積分値に基づいて、該ミオシンが伸びた長さを算出する、
ことを特徴とする生体シミュレーションプログラム。 - 前記状態遷移を算出する処理は、第1の時間間隔で、前記それぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移を算出し、
前記変位ベクトル、前記速度ベクトルおよび前記加速度ベクトルを算出する処理は、前記第1の時間間隔よりも長い第2の時間間隔で、該第2の時間の間に算出された複数の前記サルコメアの仕事に基づいて、前記筋肉の収縮力および剛性を算出し、算出した前記筋肉の収縮力および剛性に基づいて、前記筋肉の変位ベクトル、前記速度ベクトルおよび前記加速度ベクトルを算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の生体シミュレーションプログラム。 - 前記アクチンの状態及び前記ミオシンの状態を算出する処理は、アクチンにミオシンが結合している場合には、該ミオシンの所定範囲内に存在する他のミオシンが、アクチンに結合している状態となる確率が高くなるように定義された前記モデルを用いて、前記アクチンの状態及び前記ミオシンの状態を算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の生体シミュレーションプログラム。 - 前記コンピュータに、
前記モデルに定義される前記複数のアクチンの複数の状態及び該アクチンの状態間の遷移、並びに、前記複数のミオシンの複数の状態及び該ミオシンの状態間の遷移を受け付ける、
処理をさらに実行させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体シミュレーションプログラム。 - コンピュータが、
生体の筋肉に含まれるサルコメア内の複数のアクチン及び複数のミオシンの複数の状態、及び、該複数の状態間の遷移率が定義されたモデルを用いて、それぞれの前記アクチンについて、前記アクチンに前記ミオシンが結合しているか否かに基づいて前記アクチンの状態を算出し、それぞれの前記ミオシンについて、前記アクチンとの結合状態に基づいて前記ミオシンの状態を算出し、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態に基づいて前記ミオシンが伸びた長さを算出し、前記ミオシンが伸びた長さに基づいて、それぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移を算出し、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移に基づいて、前記サルコメアの仕事を算出し、
算出した前記サルコメアの仕事に基づいて前記筋肉の収縮力および剛性を算出し、算出した前記筋肉の収縮力および剛性に基づいて、前記筋肉の変位ベクトル、速度ベクトルおよび加速度ベクトルを算出する、処理を実行し、
前記状態遷移を算出する処理は、前記ミオシンが前記アクチンに結合した際に該ミオシンに含まれるミオシンアームが伸びた長さ、該ミオシンが該アクチンに結合してからの該ミオシンに含まれるミオシンヘッドの回転によって該ミオシンアームが伸びた長さ、及び、前記ミオシンが前記アクチンに結合してから現在までの前記ミオシンのすべり速度の積分値に基づいて、該ミオシンが伸びた長さを算出する、
ことを特徴とする生体シミュレーション方法。 - 生体の筋肉に含まれるサルコメア内の複数のアクチン及び複数のミオシンの複数の状態、及び、該複数の状態間の遷移率が定義されたモデルを用いて、それぞれの前記アクチンについて、前記アクチンに前記ミオシンが結合しているか否かに基づいて前記アクチンの状態を算出し、それぞれの前記ミオシンについて、前記アクチンとの結合状態に基づいて前記ミオシンの状態を算出する第1の算出部と、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態に基づいて前記ミオシンが伸びた長さを算出し、前記ミオシンが伸びた長さに基づいて、それぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移を算出する第2の算出部と、
算出したそれぞれの前記アクチンおよび前記ミオシンの各状態間の状態遷移に基づいて、前記サルコメアの仕事を算出し、算出した前記サルコメアの仕事に基づいて前記筋肉の収縮力および剛性を算出し、算出した前記筋肉の収縮力および剛性に基づいて、前記筋肉の変位ベクトル、速度ベクトルおよび加速度ベクトルを算出する第3の算出部と、を有し、
前記第2の算出部は、前記ミオシンが前記アクチンに結合した際に該ミオシンに含まれるミオシンアームが伸びた長さ、該ミオシンが該アクチンに結合してからの該ミオシンに含まれるミオシンヘッドの回転によって該ミオシンアームが伸びた長さ、及び、前記ミオシンが前記アクチンに結合してから現在までの前記ミオシンのすべり速度の積分値に基づいて、該ミオシンが伸びた長さを算出する、
ことを特徴とする生体シミュレーション装置。
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