Articolo metodologico

Analisi delle registrazioni elettrocardiografiche a lungo termine per rilevare le aritmie nei topi

DOI:

10.3791/62386

23 maggio 2021

In questo articolo

Sommario

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Qui presentiamo un protocollo passo-passo per un approccio semiautomatico per analizzare i dati dell'elettrocardiografia a lungo termine (ECG) murina per i parametri ECG di base e le aritmie comuni. I dati sono ottenuti da trasmettitori di telemetria impiantabili in topi vivi e svegli e analizzati utilizzando Ponemah e i suoi moduli di analisi.

Abstract

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Le aritmie sono comuni e colpiscono milioni di pazienti in tutto il mondo. Le attuali strategie di trattamento sono associate a effetti collaterali significativi e rimangono inefficaci in molti pazienti. Per migliorare la cura del paziente, sono necessari concetti terapeutici nuovi e innovativi che mirano causalmente ai meccanismi di aritmia. Per studiare la complessa fisiopatologia delle aritmie, sono necessari modelli animali adatti e i topi hanno dimostrato di essere specie modello ideali per valutare l'impatto genetico sulle aritmie, per studiare i meccanismi molecolari e cellulari fondamentali e per identificare potenziali bersagli terapeutici.

I dispositivi di telemetria impiantabili sono tra gli strumenti più potenti disponibili per studiare l'elettrofisiologia nei topi, consentendo la registrazione continua dell'ECG per un periodo di diversi mesi in topi svegli che si muovono liberamente. Tuttavia, a causa dell'enorme numero di punti dati (>1 milione di complessi QRS al giorno), l'analisi dei dati di telemetria rimane impegnativa. Questo articolo descrive un approccio passo-passo per analizzare gli ECG e rilevare le aritmie nelle registrazioni di telemetria a lungo termine utilizzando il software, Ponemah, con i suoi moduli di analisi, ECG Pro e Data Insights, sviluppato da Data Sciences International (DSI). Per analizzare i parametri ECG di base, come la frequenza cardiaca, la durata dell'onda P, l'intervallo PR, l'intervallo QRS o la durata QT, è stata eseguita un'analisi automatica degli attributi utilizzando Ponemah per identificare le onde P, Q e T all'interno di finestre regolate individualmente attorno alle onde R rilevate.

I risultati sono stati quindi rivisti manualmente, consentendo la regolazione delle singole annotazioni. L'output dell'analisi basata sugli attributi e dell'analisi di riconoscimento dei pattern è stato quindi utilizzato dal modulo Data Insights per rilevare le aritmie. Questo modulo consente uno screening automatico delle aritmie definite individualmente all'interno della registrazione, seguito da una revisione manuale di sospetti episodi di aritmia. L'articolo discute brevemente le sfide nella registrazione e nel rilevamento dei segnali ECG, suggerisce strategie per migliorare la qualità dei dati e fornisce registrazioni rappresentative delle aritmie rilevate nei topi utilizzando l'approccio sopra descritto.

Introduzione

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Le aritmie cardiache sono comuni e colpiscono milioni di pazienti in tutto il mondo1. L'invecchiamento della popolazione mostra un'incidenza crescente e quindi un grave onere per la salute pubblica derivante dalle aritmie cardiache e dalla loro morbilità e mortalità2. Le attuali strategie di trattamento sono limitate e spesso associate a effetti collaterali significativi e rimangono inefficaci in molti pazienti 3,4,5,6. Sono urgentemente necessarie strategie terapeutiche nuove e innovative che ....

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Protocollo

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1. Predisposizioni

  1. Avviare il software Ponemah 6.42 e confermare il nome utente e il numero di serie della licenza software nella schermata seguente facendo clic su Continua.
  2. Caricare l'esperimento contenente l'ECG di interesse
    1. Se Ponemah viene avviato per la prima volta, nota che si apre la finestra di dialogo Inizia a Ponemah , che offre tre opzioni: 1) Crea esperimento, 2) Carica esperimento, 3) Importa esperimento.
      1. Seleziona Carica esperimento per aprire un file. Una volta aperta la finestra di dialogo Cerca cartella , seleziona il file dell'esperimento con estens....

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Risultati

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La registrazione di ECG a lungo termine si traduce in enormi set di dati. Le opzioni per ulteriori analisi sono molteplici e dipendono dal singolo progetto di ricerca. Questo protocollo fornisce una descrizione di alcune letture di base che possono essere utilizzate dalla maggior parte dei ricercatori, in particolare per esperimenti di screening, ad esempio, quando si caratterizza una linea di topi transgenici o quando si studiano gli effetti di un trattamento specifico in un modello di malattia. Un progetto pre.......

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Discussione

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L'ECG di superficie è lo strumento diagnostico primario per i pazienti affetti da disturbi del ritmo cardiaco, fornendo approfondimenti su molti fenomeni elettrofisiologici. Tuttavia, un'analisi sufficiente delle patologie ECG di superficie cardiaca richiede la conoscenza e la definizione dei normali parametri fisiologici. Molti anni di ricerca epidemiologica hanno portato ad un ampio consenso su ciò che è fisiologico negli esseri umani e quindi hanno permesso ai medici di tutto il mondo di distinguere chiaramente il pat.......

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Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato sostenuto dalla German Research Foundation (DFG; Clinician Scientist Program In Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 a P. Tomsits e D. Schüttler), Centro tedesco per la ricerca cardiovascolare (DZHK; 81X2600255 a S. Clauss), la Fondazione Corona (S199/10079/2019 a S. Clauss), l'ERA-NET sulle malattie cardiovascolari (ERA-CVD; 01KL1910 a S. Clauss), la Heinrich-and-Lotte-Mühlfenzl Stiftung (a S. Clauss) e il China Scholarship Council (CSC, a R. Xia). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella preparazione dei manoscritti.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Ponemah SoftwareSoftware per l'analisi ECGinternazionale
Data Science

Riferimenti

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  1. Camm, A. J., et al. Guidelines for the management of atrial fibrillation: the Task Force for the Management of Atrial Fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC). Europace. 12 (10), 1360-1420 (2010).
  2. Chugh, S. S., et al.

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ECG a lungo termineRilevazione delle aritmieTelemetria nei topiAnalisi elettrocardiograficaMonitoraggio della frequenza cardiacaRilevazione della bradicardiaRilevazione della tachicardiaBlocco atrioventricolareFibrillazione atrialeAnalisi automatizzata dell ECG

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