여기에서는 기본 ECG 매개 변수 및 일반적인 부정맥에 대한 쥐의 장기 심전도 (ECG) 데이터를 분석하기위한 반자동 접근 방식에 대한 단계별 프로토콜을 제시합니다. 데이터는 살아 있는 마우스와 깨어 있는 마우스의 이식형 원격 측정 송신기로 얻고 Ponemah 및 해당 분석 모듈을 사용하여 분석합니다.
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이 논문에서
요약
초록
부정맥은 흔하며 전 세계 수백만 명의 환자에게 영향을 미칩니다. 현재의 치료 전략은 심각한 부작용과 관련이 있으며 많은 환자에서 효과가 없습니다. 환자 치료를 개선하기 위해서는 부정맥 메커니즘을 인과 적으로 표적으로 삼는 새롭고 혁신적인 치료 개념이 필요합니다. 부정맥의 복잡한 병태생리학을 연구하기 위해서는 적절한 동물 모델이 필요하며, 마우스는 부정맥에 대한 유전적 영향을 평가하고, 근본적인 분자 및 세포 메커니즘을 조사하고, 잠재적인 치료 표적을 식별하는 데 이상적인 모델 종으로 입증되었습니다.
이식형 원격 측정 장치는 마우스의 전기 생리학을 연구하는 데 사용할 수 있는 가장 강력한 도구 중 하나로, 자유롭게 움직이고 깨어 있는 마우스에서 몇 개월 동안 지속적인 ECG 기록을 가능하게 합니다. 그러나 엄청난 수의 데이터 포인트(하루에 1백만 > QRS 컴플렉스)로 인해 원격 분석 데이터 분석은 여전히 어렵습니다. 이 기사에서는 데이터 사이언스 인터내셔널(DSI)에서 개발한 분석 모듈인 ECG Pro 및 Data Insights와 함께 소프트웨어 Ponemah를 사용하여 ECG를 분석하고 장기 원격 측정 기록에서 부정맥을 감지하는 단계별 접근 방식을 설명합니다. 심박수, P 파 지속 시간, PR 간격, QRS 간격 또는 QT 지속 시간과 같은 기본 ECG 매개 변수를 분석하기 위해 Ponemah를 사용하여 자동 속성 분석을 수행하여 감지 된 R 파 주변의 개별적으로 조정 된 창 내에서 P, Q 및 T 파를 식별했습니다.
그런 다음 결과를 수동으로 검토하여 개별 주석을 조정할 수 있습니다. 속성 기반 분석 및 패턴 인식 분석의 출력은 Data Insights 모듈에서 부정맥을 감지하는 데 사용되었습니다. 이 모듈은 녹음 내에서 개별적으로 정의된 부정맥에 대한 자동 스크리닝을 허용한 다음 의심되는 부정맥 에피소드를 수동으로 검토할 수 있습니다. 이 기사에서는 ECG 신호 기록 및 감지의 문제에 대해 간략하게 논의하고, 데이터 품질을 개선하기 위한 전략을 제안하며, 위에서 설명한 접근 방식을 사용하여 마우스에서 감지된 부정맥의 대표적인 기록을 제공합니다.
서론
심장 부정맥은 흔하며 전 세계 수백만 명의 환자에게 영향을 미칩니다1. 고령화 인구는 발병률이 증가하고 따라서 심장 부정맥과 이환율 및 사망률로 인한 주요 공중 보건 부담을 보여줍니다2. 현재의 치료 전략은 제한적이며 종종 심각한 부작용과 관련이 있으며 많은 환자에서 효과가 없습니다 3,4,5,6. 부정맥 메커니즘을 인과 적으로 목표로하는 새롭고 혁신적인 치료 전략이 시급히 필요합니다. 부정맥의 복잡한 병태생리학을 연구하려면 적절한 동물 모델이 필요합니다. 마우스는 부정맥에 대한 유전적 영향을 평가하고, 근본적인 분자 및 세포 메커니즘을 조사하고, 잠재적인치료 표적을 식별하기 위한 이상적인 모델 종으로 입증되었습니다7,8,9. 연속 ECG 기록은 부정맥 감지10의 임상 루틴....
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프로토콜
1. 사전 준비
- Ponemah 6.42 소프트웨어를 시작하고 계속을 클릭하여 다음 화면에서 소프트웨어 라이센스의 사용자 이름과 일련 번호를 확인합니다.
- 관심 있는 ECG가 포함된 실험 불러오기
- Ponemah를 처음 시작하는 경우 Ponemah 시작하기 대화 상자가 열리고 1) 실험 만들기, 2) 실험 로드, 3) 실험 가져오기의 세 가지 옵션이 제공됩니다.
- 실험 로드를 선택하여 파일을 엽니다. 폴더 찾아보기 대화 상자가 열리면 확장자가 (")인 실험 파일을 선택합니다. PnmExp"), 열기를 클릭하여 파일을 로드합니다.
- Ponemah 5.x 또는 Dataquest ART에 기록된 데이터 세트를 열려면 실험 가져오기 기능을 사용합니다.
참고: 소프트웨어를 다시 열면 추가 검토를 위해 마지막 실험이 기본 창에 자동으로 로드됩니다. 실험 아래의 메뉴에는 Ponemah 시작하기 대화 상자에서와 동일한 세 가지 옵션(1) 실험 만들기, 2) 실험 열기, 3) 실험 가져오기)....
- Ponemah를 처음 시작하는 경우 Ponemah 시작하기 대화 상자가 열리고 1) 실험 만들기, 2) 실험 로드, 3) 실험 가져오기의 세 가지 옵션이 제공됩니다.
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결과
장기 ECG를 기록하면 방대한 데이터 세트가 생성됩니다. 추가 분석 옵션은 다양하며 개별 연구 프로젝트에 따라 다릅니다. 이 프로토콜은 대부분의 연구자, 특히 형질전환 마우스 라인을 특성화하거나 질병 모델에서 특정 치료의 효과를 조사할 때와 같은 스크리닝 실험을 위해 사용할 수 있는 몇 가지 매우 기본적인 판독값에 대한 설명을 제공합니다. 이전 프로젝트에는 시간이 지남에 따라 ECG 매개 변수를 분석하여 심장 독성 효과가 있는지 여부를 결정하기 위해 새로운 약물 후보에 대한 연구가 포함되었습니다. 원격 측정 송신기는 치료 20일 전에 이식되었고, ECG 기록은 마우스의 충분한 상처 치유 및 순응을 허용하기 위해 치료 10일 전에 시작되었다. 치료 전에 ECG를 3 일마다 연구했습니다. 치료 후 첫 주 이내에 매일 ECG를 연구 한 후 치료 후 3 주 동안 기록이 끝날 때까지 7 일마다 ECG를 분석했습니다.
이 접근법은 그림 .......
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토론
표면 ECG는 심장 리듬 장애로 고통받는 환자를 위한 주요 진단 도구이며 많은 전기 생리학적 현상에 대한 통찰력을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 심장 표면 ECG 병리를 충분히 분석하려면 정상적인 생리적 매개 변수에 대한 지식과 정의가 필요합니다. 수년간의 역학 연구를 통해 인간의 생리학적인 것이 무엇인지에 대한 광범위한 동의가 이루어졌으며 따라서 전 세계 의사들은 병리학을 명확하게 구별할 수 있었습니다. 그러나 표면 ECG 데이터의 분석은 쥐 모델에서 주요 과제입니다. 생리적 및 병리학적 ECG 결과를 구별하는 것은 기본 ECG 매개변수(15,16)의 불완전한 이해 및 정의로 인해 어려울 수 있습니다. 1968 년 Goldbarg et al. 건강한 마우스17에서 ECG를 처음으로 기술했습니다. PR 간격 및 QRS 지속 시간과 같은 심박수 및 기본 ECG 패턴을 보여주는 것 외에.......
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감사의 글
이 연구는 독일 연구 재단 (DFG; 혈관 의학 임상 과학자 프로그램 (PRIME), MA 2186 / 14-1에서 P. Tomsits 및 D. Schüttler), 독일 심혈관 연구 센터 (DZHK; 81X2600255에서 S. Clauss), 코로나 재단 (S199 / 10079 / 2019에서 S. Clauss), 심혈관 질환에 관한 ERA-NET (ERA-CVD; 01KL1910에서 S. Clauss까지), Heinrich-and-Lotte-Mühlfenzl Stiftung (S. Clauss에게) 및 중국 장학금위원회 (CSC, R. Xia). 기금 제공자는 원고 준비에 아무런 역할도 하지 않았습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Ponemah 소프트웨어 | 데이터 과학 국제 | ECG 분석 소프트웨어 |
참고문헌
- 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).
- Chugh, S. S., et al.
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재인쇄 및 허가
