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Jun-ichi Okada WEB



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氏名：岡田純一(Okada Jun-ichi)
生年月日：1976年(昭和51年）10月1日
血液型：A型
出身地：愛知県尾張旭市
博士（科学, 東京大学 2004年（平成16年）3月)
勤務先：〒277-0871 千葉県柏市若柴178-4-4 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト 302号室
TEL/FAX：04-7135-5579
メールアドレス：okada[at]ut-heart.com

研究分野と概要
これまで20年に渡り有限要素法を用いた心臓シミュレータの開発を行なってきた．すでに心臓興奮伝播解析・興奮収縮連関モデル・流体構造連成解析を組み合わせ心筋細胞レベルから心臓血液拍出までを統合した心臓のマルチスケール・マルチフィジックス解析に成功している．その後はスーパーコンピュータ「京」などの超並列計算機を活用した基礎医学的研究と共に，心臓シミュレータの臨床医学・創薬への実用化に向けた取り組みを進めている．現在は東京大学大学院新領域創成科学研究科特任研究員と併せて平成27年に共同研究者と共に起業したベンチャー企業(株式会社UT-Heart研究所)の取締役を務めている．

近況・予定
2023 11/17：Pacing and Clinical Electrophysiologyに心房ATP治療に関する論文を発表しました．
2023 10/13：Pacing and Clinical Electrophysiologyにシート電極を用いた低エネルギー除細動に関する論文を発表しました．
2023 10/13：医学のあゆみ（医学・工学の融合によるイノベーション）に「心臓シミュレータの研究開発と医工連携」を寄稿．
2023 6/24：第42回非線形CAE勉強会講演，演題：心臓シミュレータの医療・創薬への応用
2023 2/24：1st International Conference of C-MARS (Cardiovascular, Metabolic, and Aging Research Symposium) : Improving Collaborative Research between Netherland, Japan, and Indonesia 2023講演(Virtual)，演題：Clinical and pharmacological application of multi-scale multi-physics heart simulator, UT-Heart
2022 7/31-8/5：WCCM-APCOM 2022 YOKOHAMA講演(Virtual)，演題：Ionic mechanisms of ST segment elevation in electrocardiogram during acute myocardial infarction
2022 7/22：AI・データ利活用研究会講演(Virtual)，演題：心臓シミュレータを用いた薬剤の催不整脈リスク評価
2022 7/14：9th World Congress of Biomechanics 2022 Taipei講演(Virtual)，演題：Effect Prediction of Cardiac Resynchronization Therapy using a Patient-Specific Heart Simulator
2022 6/1：第27回計算工学講演会講演(Virtual)，演題：COVID-19治療の候補薬の催不整脈リスクの評価ならびにその低減策に関する研究
2021 6/3：第28回HAB研究機構学術年会講演，演題：心臓シミュレータを用いた薬剤の催不整脈リスク評価
2021 3/29：日本生理学会 入澤宏・彩記念JPS心臓・循環論文賞を受賞しました．論文名：Ionic mechanisms of ST segment elevation in electrocardiogram during acute myocardial infarction
2021 3/29：第126回日本解剖学会総会・全国学術集会/第98回日本生理学会大会合同大会会講演(受賞講演)，演題：急性心筋梗塞の心電図におけるST上昇のイオン機構
2021 2/27：第12回日本安全性薬理研究会学術年会講演，演題：COVID-19治療の候補薬の催不整脈リスクの評価ならびにその低減策に関する研究
2020 10/15：第9回JCAHPCセミナー(第4回OFP利活用報告会)「人類と地球を護るスーパーコンピューティング」講演，演題：COVID-19治療の候補薬:chloroquine、hydroxychloroquine、azithromycinの催不整脈リスクの評価ならびにその低減策に関する研究
2019 12/12：第34回日本薬物動態学会シンポジウム講演，演題：心臓シミュレータを用いたマルチイオンチャネル阻害に対する不整脈ハザードマップの開発と応用
2019 12/4-6：2019 Cardiac Physiome Workshop講演，演題：Study of His-bundle pacing using patient-specific multi-physics heart simulator(Oral)，Investigation of the generation mechanism of line block in the non-contact mapping system using patient-specific heart simulator(Poster)
2019 8/8：個別化医療・創薬基盤に衝撃－スパコン｢富岳」が起こす地殻変動－Personalized and Preventive Medicine, and Drug Discovery Infrastructure 令和元年 ポスト｢京」重点課題１×ポスト｢京」重点課題２シンポジウム講演，演題：心臓シミュレーションと分子シミュレーションの融合 － 新たな時代の幕開け －
2019 6/10-12：6th International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering講演，演題：Effect Prediction of Cardiac Resynchronization Therapy using a Patient-Specific Heart Simulator
2019 5/29-31：第24回計算工学講演会講演．演題：心臓シミュレータを用いたノンコンタクトマッピングシステムにおけるラインブロック発生メカニズムの解明，心臓患者個別シミュレータを用いた心臓再同期療法(CRT)の効果予測，心臓シミュレータを用いたマルチイオンチャネル阻害に対する不整脈ハザードマップの開発と応用
2019 2/14：Cardiology Innovation & Application with digital healthcare - a CIA forum(in Seoul)講演，演題：Multi-scale Multi-physics Heart Simulator
2018 6/21：ION CHANNEL MODULATION SYMPOSIUM 2018講演，演題：Cardiac safety assessment of drug effects based on combining automated patch clamp and three-dimensional heart simulator
2018 2/21：Numerical Analysis:Applications to Biomedical Problems and Foundations講演，演題：Multi-scale Multi-physics Heart Simulator, UT-Heart
2017 11/6-9：2017 Cardiac Physiome Workshopポスター発表，演題：An exhaustive in silico ECG data base of drug effects for proarrhythmic risk assessment created by a super-computer
2017 10/28：第32回非線形CAE勉強会講演，演題：心臓有限要素解析の医療・創薬への応用
2017 6/24：第31回非線形CAE勉強会講演，演題：心臓有限要素解析の医療・創薬への応用
2017 2/28：UT-Heart研究所の心臓再同期療法(CRT)シミュレーターが先駆け審査制度に指定されました．

略歴
1989年(平成元年)：尾張旭市立城山小学校卒業
1992年(平成4年)：尾張旭市立旭中学校卒業
1995年(平成7年)：私立名古屋学院高校理数コース(現名古屋高校文理コース)卒業
1999年(平成11年)：名古屋工業大学機械工学科卒業
2001年(平成13年)：名古屋工業大学工学研究科生産システム工学専攻(川嶋研究室)修了
2004年(平成16年)：東京大学大学院新領域創成科学研究科環境学専攻(久田研究室)修了
2004年(平成16年)：博士(科学)の学位取得
2004年(平成16年)～2008年(平成20年)：久田研究室にてJST(科学技術振興機構)研究員
2008年(平成20年)～2018年(平成30年)：東京大学大学院新領域創成科学研究科特任講師
2018年(平成30年)～2022年(令和4年)：東京大学フューチャーセンター推進機構特任研究員
2015年(平成27年)～在職中：株式会社UT-Heart研究所取締役
2022年(令和4年)～在職中：東京大学大学院新領域創成科学研究科特任研究員
キーワード：非線形有限要素法，CRT(心臓再同期医療法)，創薬・心臓安全性評価シミュレータ，心電図，均質化法，心筋細胞モデル，心臓シミュレータ
所属学会：日本機械学会，日本計算工学会，日本応用数理学会，日本循環器学会，日本心臓病学会，日本生理学会

趣味
散歩，スポーツ観戦，読書，旅行，美術館・博物館巡り

主な研究論文(Google Scholar)
  1. Okada J, Washio T, Sugiura S, Hisada T. Transition mechanisms from atrial flutter to atrial fibrillation during anti-tachycardia pacing therapy. Pacing and Clinical Electrophysiology. 2023;46(12):1509-18.
  2. Okada J, Washio T, Sugiura S, Hisada T. Low-energy defibrillation using a base–apex epicardial electrode. Pacing and Clinical Electrophysiology. 2023;46(11):1325-32.
  3. Yoneda K, Kanada R, Okada J, Watanabe M, Sugiura S, Hisada T, Washio T. A thermodynamically consistent monte carlo cross-bridge model with a trapping mechanism reveals the role of stretch activation in heart pumping. Frontiers in Physiology. 2022;13.
  4. Washio T, Cui X, Kanada R, Okada J, Sugiura S, Okuno Y, Takada S, Hisada T. Using incomplete Cholesky factorization to increase the time step in molecular dynamics simulations. Journal of Computational and Applied Mathematics. 2022;415:114519.
  5. Washio T, Kanada R, Cui X, Okada J, Sugiura S, Takada S, Hisada T. Semi-Implicit Time Integration with Hessian Eigenvalue Corrections for a Larger Time Step in Molecular Dynamics Simulations. Journal of Chemical Theory and Computation. 2021;17(9):5792-804.
  6. Yoneda K, Okada J, Watanabe M, Sugiura S, Hisada T, Washio T. A Multiple Step Active Stiffness Integration Scheme to Couple a Stochastic Cross-Bridge Model and Continuum Mechanics for Uses in Both Basic Research and Clinical Applications of Heart Simulation. Frontiers in Physiology. 2021;12(1179).
  7. Masuda H, Miyagawa S, Sugiura S, Washio T, Okada J, Ueno T, Toda K, Kuratani T, Hisada T, Sawa Y. An application of a patient-specific cardiac simulator for the prediction of outcomes after mitral valve replacement: a pilot study. Journal of Artificial Organs. 2021;24(3):351-7.
  8. Okada J, Yoshinaga T, Washio T, Sawada K, Sugiura S, Hisada T. Chloroquine and hydroxychloroquine provoke arrhythmias at concentrations higher than those clinically used to treat COVID-19: A simulation study. Clinical and Translational Science. 2021;14(3):1092-100.
  9. Okada J, Fujiu K, Yoneda K, Iwamura T, Washio T, Komuro I, Hisada T, Sugiura S. Ionic mechanisms of ST segment elevation in electrocardiogram during acute myocardial infarction. The Journal of Physiological Sciences. 2020;70(1):36.
  10. Washio T, Sugiura S, Okada J, Hisada T. Using Systolic Local Mechanical Load to Predict Fiber Orientation in Ventricles. Frontiers in Physiology. 2020;11(467). DOI:10.3389/fphys.2020.00467
  11. Isotani A, Yoneda K, Iwamura T, Watanabe M, Okada J, Washio T, Sugiura S, Hisada T, Ando K. Patient-specific heart simulation can identify non-responders to cardiac resynchronization therapy. Heart and Vessels. 2020. DOI:10.1007/s00380-020-01577-1
  12. Kariya T, Washio T, Okada J, Nakagawa M, Watanabe M, Kadooka Y, Sano S, Nagai R, Sugiura S, Hisada T. Personalized Perioperative Multi-scale, Multi-physics Heart Simulation of Double Outlet Right Ventricle. Annals of Biomedical Engineering. 2020. DOI:10.1007/s10439-020-02488-y
  13. Okada J, Fujiu K, Washio T, Sugiura S, Hisada T, Hasumi E, Komuro I. Longitudinal dissociation and transition in thickness of the His-Purkinje system cause various QRS waveforms of surface ECG under His bundle pacing: A simulation study based on clinical observations. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 2019;30(11):2582-90.
  14. Okada J, Washio T, Sugiura S, Hisada T. Clinical and pharmacological application of multiscale multiphysics heart simulator, UT-Heart. Korean J Physiol Pharmacol. 2019;23(5):295-303.
  15. Okada J, Yoshinaga T, Kurokawa J, Washio T, Furukawa T, Sawada K, Sugiura S, Hisada T. Arrhythmic hazard map for a 3D whole-ventricle model under multiple ion channel block. British Journal of Pharmacology. 2018;175(17):3435-52.
  16. Washio T, Sugiura S, Kanada R, Okada J, Hisada T. Coupling Langevin Dynamics With Continuum Mechanics: Exposing the Role of Sarcomere Stretch Activation Mechanisms to Cardiac Function. Frontiers in Physiology. 2018;9(333).
  17. Okada J, Washio T, Nakagawa M, Watanabe M, Kadooka Y, Kariya T, Yamashita H, Yamada Y, Momomura S, Nagai R, Hisada T, Sugiura S. Absence of Rapid Propagation through the Purkinje Network as a Potential Cause of Line Block in the Human Heart with Left Bundle Branch Block. Frontiers in Physiology. 2018;9(56).
  18. Okada J, Washio T, Nakagawa M, Watanabe M, Kadooka Y, Kariya T, Yamashita H, Yamada Y, Momomura S, Nagai R, Hisada T, Sugiura S. Multi-scale, tailor-made heart simulation can predict the effect of cardiac resynchronization therapy. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2017;108:17-23.
  19. Imaizumi Y, Goda T, Schaffhauser DF, Okada J, Matsumoto A, Miyahara Y. Proton-sensing transistor systems for detecting ion leakage from plasma membranes under chemical stimuli. Acta Biomaterialia. 2017;50:502-9.
  20. Cui X, Washio T, Chono T, Baba H, Okada J, Sugiura S, Hisada T. Deformable regions of interest with multiple points for tissue tracking in echocardiography. Medical Image Analysis. 2017;35:554-69.
  21. Panthee N, Okada J, Washio T, Mochizuki Y, Suzuki R, Koyama H, Ono M, Hisada T, Sugiura S. Tailor-made heart simulation predicts the effect of cardiac resynchronization therapy in a canine model of heart failure. Medical Image Analysis. 2016;31:46-62.
  22. Yasuda C, Yasuda S, Yamashita H, Okada J, Hisada T, Sugiura S. THE HUMAN ETHER-A-GO-GO-RELATED GENE (hERG) CURRENT INHIBITION SELECTIVELY PROLONGS ACTION POTENTIAL OF MIDMYOCARDIAL CELLS TO AUGMENT TRANSMURAL DISPERSION. JPP. 2015(4):13.
  23. Washio T, Yoneda K, Okada J, Kariya T, Sugiura S, Hisada T. Ventricular fiber optimization utilizing the branching structure. International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering. 2015.
  24. Okada J, Yoshinaga T, Kurokawa J, Washio T, Furukawa T, Sawada K, Sugiura S, Hisada T. Screening system for drug-induced arrhythmogenic risk combining a patch clamp and heart simulator. Science Advances. 2015;1(4).
  25. Hatano A, Okada J, Washio T, Hisada T, Sugiura S. An integrated finite element simulation of cardiomyocyte function based on triphasic theory. Frontiers in Physiology. 2015;6(287).
  26. Hatano A, Okada J, Washio T, Hisada T, Sugiura S. Distinct Functional Roles of Cardiac Mitochondrial Subpopulations Revealed by a 3D Simulation Model. Biophysical journal. 2015;108(11):2732-9.
  27. 波田野明日可, 岡田純一, 鷲尾巧, 杉浦清了, 久田俊明. 三相理論を用いた心筋細胞の電気化学・力学連成シミュレーションの大規模化に関する検討. 日本機械学会論文集Ａ編. 2013;79(803):934-49.
  28. Washio T, Okada J, Takahashi A, Yoneda K, Kadooka Y, Sugiura S, Hisada T. Multiscale Heart Simulation with Cooperative Stochastic Cross-Bridge Dynamics and Cellular Structures. Multiscale Modeling & Simulation. 2013;11(4):965-99.
  29. Okada J, Sugiura S, Hisada T. Modeling for cardiac excitation propagation based on the Nernst-Planck equation and homogenization. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2013;87(6):062701.
  30. Okada J, Sasaki T, Washio T, Yamashita H, Kariya T, Imai Y, Nakagawa M, Kadooka Y, Nagai R, Hisada T, Sugiura S. Patient Specific Simulation of Body Surface ECG using the Finite Element Method. Pacing and Clinical Electrophysiology. 2013;36(3):309-21.
  31. Hatano A, Okada J, Washio T, Hisada T, Sugiura S. Mitochondrial Colocalization with Ca(2+) Release Sites is Crucial to Cardiac Metabolism. Biophysical Journal. 2013;104(2):496-504.
  32. Asayama M, Kurokawa J, Shirakawa K, Okuyama H, Kagawa T, Okada J, Sugiura S, Hisada T, Furukawa T. Effects of an hERG Activator, ICA-105574, on Electrophysiological Properties of Canine Hearts. Journal of Pharmacological Sciences. 2013;121(1):1-8.
  33. 波田野明日可, 岡田純一, 鷲尾巧, 久田俊明, 杉浦清了. 三相理論に基づく心筋細胞の電気生理・力学統合解析. 生体医工学. 2012;50(6):591-8.
  34. 岡田純一. 心電図の数理. 応用数理. 2012;22(4):238-46.
  35. Washio T, Okada J, Sugiura S, Hisada T. Approximation for Cooperative Interactions of a Spatially-Detailed Cardiac Sarcomere Model. Cellular and Molecular Bioengineering. 2012;5(1):113-26.
  36. Sugiura S, Washio T, Hatano A, Okada J, Watanabe H, Hisada T. Multi-scale simulations of cardiac electrophysiology and mechanics using the University of Tokyo heart simulator. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2012;110(2-3):380-9.
  37. Hatano A, Okada J, Hisada T, Sugiura S. Critical role of cardiac t-tubule system for the maintenance of contractile function revealed by a 3D integrated model of cardiomyocytes. Journal of Biomechanics. 2012;45(5):815-23.
  38. 波田野明日可, 岡田純一, 鷲尾巧, 久田俊明, 杉浦清了. 心筋細胞のエネルギー代謝におけるミトコンドリアと筋小胞体Ca2+放出チャネルの相対位置の重要性. 生体医工学. 2011;49(6):829-35.
  39. Okada J, Washio T, Maehara A, Momomura S, Sugiura S, Hisada T. Transmural and apicobasal gradients in repolarization contribute to T-wave genesis in human surface ECG. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 2011;301(1):H200-H8.
  40. Hatano A, Okada J, Washio T, Hisada T, Sugiura S. A Three-Dimensional Simulation Model of Cardiomyocyte Integrating Excitation-Contraction Coupling and Metabolism. Biophysical Journal. 2011;101(11):2601-10.
  41. 平林智子, 岡田純一, 鷲尾巧, 杉浦清了, 久田俊明. 力学・電気化学効果を考慮した心筋細胞モデル化に関する検討. 日本機械学會論文集 A編. 2010;76(772):1806-15.
  42. Washio T, Okada J, Hisada T. A Parallel Multilevel Technique for Solving the Bidomain Equation on a Human Heart with Purkinje Fibers and a Torso Model. SIAM Review. 2010;52(4):717-43.
  43. Okada J, Washio T, Hisada T. Study of efficient homogenization algorithms for nonlinear problems. Computational Mechanics. 2010;46(2):247-58.
  44. Okada J, Washio T, Hisada T. Nonlinear Homogenization Algorithms with Low Computational Cost. Journal of Computational Science and Technology. 2009;3(1):101-14.
  45. Okada J, Hisada T. Study on Compressibility Control of Hyperelastic Material for Homogenization Method Using Mixed Finite Element Analysis. Journal of Computational Science and Technology. 2009;3(1):89-100.
  46. 岡田純一, 鷲尾巧, 久田俊明. 非線形問題に対する低計算負荷均質化法の提案. 日本機械学會論文集 A編. 2008;74(738):191-200.
  47. Washio T, Okada J, Hisada T. A Parallel Multilevel Technique for Solving the Bidomain Equation on a Human Heart with Purkinje Fibers and a Torso Model. SIAM Journal on Scientific Computing. 2008;30(6):2855-81.
  48. 岡田純一, 久田俊明. 混合型有限要素法を用いた均質化法における超弾性体の圧縮性制御に関する研究. 日本機械学會論文集 A編. 2007;73(735):1201-8.
  49. Nishimura S, Nagai S, Katoh M, Yamashita H, Saeki Y, Okada J, Hisada T, Nagai R, Sugiura S. Microtubules Modulate the Stiffness of Cardiomyocytes Against Shear Stress. Circulation Research. 2006;98(1):81-7.
  50. Okada J, Sugiura S, Nishimura S, Hisada T. Three-dimensional simulation of calcium waves and contraction in cardiomyocytes using the finite element method. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 2005;288(3):C510-C22.
  51. Watanabe H, Hisada T, Sugiura S, Okada J, Fukunari H. Computer Simulation of Blood Flow, Left Ventricular Wall Motion and Their Interrelationship by Fluid-Structure Interaction Finite Element Method(Reviewed Papers Accepted for Publication in this Special Issue)(Special Issue on Bioengineering). JSME international journal Series C, Mechanical systems, machine elements and manufacturing. 2002;45(4):1003-12.
  52. Okada J, Ito T, Kawashima K, Nishimura S. Finite Element Simulation of Nonlinear Acoustic Behavior at Minute Cracks Using Singular Element. Japanese Journal of Applied Physics. 2001;40(5S):3579.

解説・書籍
  1. 岡田純一, 鷲尾巧, 杉浦清了, 久田俊明，”心臓シミュレータの研究開発と医工連携”， 医学のあゆみ(医学・工学の融合によるイノベーション)，287巻1号，pp.38-44
  2. Sugiura S, Okada J, Washio T, Hisada T. UT-Heart: A Finite Element Model Designed for the Multiscale and Multiphysics Integration of our Knowledge on the Human Heart. Computational Systems Biology in Medicine and Biotechnology: Methods and Protocols. New York, NY: Springer US; 2022. p. 221-45.
  3. 岡田純一，”心臓の構造学～心臓有限要素解析の視点から～”，日本建築協会「建築と社会」2021年11月号　各論
  4. 岡田純一，”急性心筋梗塞の心電図における ST 上昇のイオン機構”，日本生理学雑誌 第83巻4号 AWARD
  5. 岡田純一，”"バーチャル心臓”で薬の副作用を予測”，Newton別冊「くすりの科学知識　増補第3版」，ニュートンプレス
  6. 岡田純一，”パッチクランプ法を用いた細胞薬理実験と心臓シミュレータを組み合わせた薬物スクリーニング手法”, 生物物理, Vol.56 (2016) pp.319-323
  7. 岡田純一，”心臓シミュレータUT-Heartの概要およびパッチクランプ実験と組み合わせた心毒性評価システム”， サイエンティスト社　谷本学校毒性質問箱18号
  8. 岡田純一，”異分野の融合から生まれた最高峰の心臓シミュレーション”， BioGARAGE
  9. Jun-ichi Okada，”Cardiotoxicity testing”，Laboratory news magazine LN Insight Drug Discovery
  10. 岡田純一，”最先端研究開発支援プログラム「心臓シミュレータによる最適医療」 に関して”，JSIAM Online Magazine, ラボラトリーズ, D1211A
  11. 岡田純一，”心臓の機械・電気統合モデルの開発”， 医学のあゆみ(循環器系のシミュレーション医学)，238巻3号，pp.244-250

受賞
2020年 日本生理学会 入澤宏・彩記念JPS心臓・循環論文賞，論文名：Ionic mechanisms of ST segment elevation in electrocardiogram during acute myocardial infarction
2015年 第20回計算工学講演会ベストペーパーアワード，論文名：心臓有限要素解析に基づく薬剤の催不整脈リスク評価
2013年度応用数理学会年会優秀ポスター賞．演題：心臓再同期療法の患者個別シミュレーションにおける最適化問題
2013年度応用数理学会ベストオーサー賞(論文部門)．論文名：心電図の数理
2008年 平成20年度文部科学大臣表彰 科学技術賞（研究部門）．業績名：マルチスケール・マルチフィジックス心臓シミュレータの研究

マルチスケール・マルチフィジックス心臓シミュレータ UT-Heart
(SIGGRAPH 2015 Computer Animation Festival BEST VISUALIZATION OR SIMULATION受賞作品)