ValsalvaAnalyzer 소프트웨어에는 Valsalva 기동(VM) 중에 기록된 연속 박동 간 심전도 및 혈압(BP) 측정값을 분석하는 기능이 포함되어 있습니다. 계산된 임상 바이오마커 및 추정된 모델 출력은 VM 중 심박수 및 혈압의 교감신경 및 부교감신경 조절에 대한 통찰력을 제공합니다.
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이 논문에서
요약
초록
Valsalva Maneuver(VM)는 15초 동안 40mmHg의 흉곽내 압력에 대해 강제 호흡에 대한 압력반사 유도 심박수(HR) 및 혈압(BP) 반응을 측정하는 저위험, 접근성이 높은 검사입니다. 이 연구는 모델링과 데이터 분석을 결합하여 시계열 혈압 및 심전도(ECG) 데이터에서 바이오마커를 추출하는 ValsalvaAnalyzer 소프트웨어를 보여줍니다. MATLAB에서 프로그래밍된 이 소프트웨어는 그래픽 사용자 인터페이스를 통합하여 임상의가 데이터 분석 및 수학적 모델링 예측에 액세스할 수 있도록 합니다. PC 및 Mac용으로 보정된 소프트웨어는 VM 중에 측정된 ECG 및 BP 데이터를 읽습니다. ECG 신호에서 R 및 S 피크를 자동으로 식별하며, 통합된 사용자 검증을 통해 캡처된 신호의 정확성을 보장합니다. RR 간격은 HR을 예측하는 데 사용되며 QRS 복합 크기 변화는 호흡을 예측하는 데 사용됩니다. 수축기 및 이완기 혈압이 캡처되고 사용자는 SBP에서 발병 및 VM 기간을 식별합니다. 이 소프트웨어는 4개의 VM 단계와 흉곽내 압력을 자동으로 감지합니다. 후자는 정지 상태의 호흡 신호와 VM 동안 피험자가 호흡하는 40mmHg 압력을 병합하여 얻습니다. HR 및 BP 데이터에서 계산된 가장 일반적으로 보고된 임상 VM 마커는 교감신경 및 부교감신경 역학을 예측하는 미분 방정식 모델을 사용하여 얻은 환자별 매개변수의 추정치와 함께 보고됩니다. 35개 이상의 메트릭으로 구성된 최종 출력에는 혈압 및 HR, 최대 및 최소 HR, 발살바 비율, 압력 반사 민감도 측정이 모두 스프레드시트에 저장됩니다. 이 소프트웨어는 VM 데이터를 분석하기 위한 것이지만 방법론은 다른 자율 테스트로 확장될 수 있습니다. 이 기술의 강점은 원시 데이터에서 추출한 수량을 모델 출력과 결합하고, 측정 불가능한 자율 수량에 대한 통찰력을 제공하는 수학적 모델로 임상 데이터를 보강하는 데 있습니다.
서론
발살바 기동(Valsalva Maneuver)은 강제호기운동을 통해 자율신경계 기능을 측정하기 위한 저위험, 비침습적, 저렴하고 접근성이 높은 검사이다 1,2. 이 기동은 환자가 압력계에 연결된 호기말 양압(PEP) 장치로 숨을 내쉬며 일반적으로 누운 자세 또는 앉은 자세에서 15초 동안 40mmHg의 흉곽 내 압력을 유지하여 수행됩니다 2,3. 이 동작은 자율신경계와 심혈관계에 동시에 도전하며, 무거운 물체를 들어 올릴 때 긴장하거나 비행할 때 압력을 평형화하는 것과 같은 스트레스 요인에 대한 생리적 반응을 모방합니다4. 이 검사는 임상 환경에서 자주 사용되지만, 2,5 기저의 생리학적 메커니즘을 정량화하는 데이터를 분석하기 위해서는 더 많은 도구가 필요합니다. VM에 적용된 신경학적 모델링은 자율신경 기능 장애에 대한 개선된 진단 기준과 인과 기전을 식별하는 데 도움이 될 수....
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프로토콜
덴마크 법률에 따라 헌혈 자격이 있는 성인 남성(30-45세) 헌혈자로부터 3개의 예시 데이터 세트를 선택했으며,26, 무릎 및 고관절 치환술을 받은 성인(40-61세) 환자에 대한 수술 전 오피오이드의 효과를 조사한 연구에서 3개(27), 자세 기립성 빈맥 증후군(POTS)으로 진단된 환자로부터 1개를 선택했습니다28. BD 및 오피오이드 연구는 덴마크 지역 윤리 위원회의 승인을 받았고(각각 H-19069845 및 H-20071567), 덴마크 데이터 보호국에 등록되었으며 ClinicalTrials.gov(각각 NCT04499664 및 NCT04902222)에 등록되었습니다. 덴마크 프레데릭스베르크스베르크(Frederiksberg)와 비스페비에르 병원(Bispebjerg Hospitals)의 윤리 위원회는 연구를 위해 POTS를 진단하기 위해 데이터를 사용하는 것을 승인했습니다. 이 소프트웨어의 예시로 준비하기 전에 모든 데이터는 비식별화되었으며, 모든 피험자는 덴마크어를 말하고 이해할 수 있었으며 각자의 연구에 참여하기 위해 정보에 입각한 동의를 했습니다.
참고: 이 소프트웨어는 ECG 및 BP의 환자 측정에서 ....
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결과
다양한 범위의 응답을 나타내기 위해 8개의 예제 데이터 세트가 선택되었습니다. 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11 은 알고리즘 내 각 단계에 대한 대표적인 건강 대조군의 결과를 제시합니다. 보충 그림 1, 보충 그림 2,
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토론
이 연구에서 입증된 ValsalvaAnalyzer 소프트웨어는 Valsalva 기동 중에 기록된 임상 ECG 및 BP 데이터를 분석하는 기능을 제공합니다. 이 소프트웨어는 잡음이 있는 신호를 정리할 수 있는 기능을 제공하므로 인구 전체에 걸쳐 일관된 측정값을 얻을 수 있습니다. 소프트웨어는 수정된 데이터를 사용하여 사용자가 해석할 수 있는 35개 이상의 마커를 계산합니다. 이 소프트웨어는 여러 연구 1,8,9,31,32,34,36,38,40에서보고 된 Valsalva 기동 중에보고 된 모든 알려진 수량을 포함하는 것을 목표로합니다.
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공개 사항
저자는 공개할 내용이 없습니다.
감사의 글
이 연구는 National Science Foundation 상(DMS-2051010) 및 NSA 상(H98230-21-1-0014 및 H98230-20-1-0259)의 일부 자금을 지원받았습니다. 소프트웨어를 테스트해 주신 Sanaa Elmajdoubi(덴마크 Rigshospitalet), Niloufar Mehrani와 Jesper Mehlsen(Klinik Mehlsen, 덴마크)에게 감사드립니다. 수학적 모델에 대해 논의해 주신 노스캐롤라이나주 롤리의 Applied Research Associates의 E. Benjamin Randall과 인덱스에 대해 논의해 주신 캐나다 토론토 대학교의 Iryna Palamarchuk에게 감사드립니다. 마지막으로, 컴퓨터 코드를 수정하고 편집해 주신 University of California San Diego의 Sophie Carlson에게 감사드립니다. 이 소프트웨어는 결과를 컴퓨터에 로컬로 저장하고 외부 기관과 정보를 공유하지 않습니다. ValsalvaAnalyzer 소프트웨어 개발자는 환자 데이터의 사용 및 보호에 대한 책임이 없습니다. ValsalvaAnalyzer의 모든 사용자는 이 소프트웨어로 생성된 결과를 게시하기 전에 데이터를 보호하고 적절한 승인을 받을 책임이 있습니다.<....
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| LabChart | AD | ||
| 소프트웨어 |
참고문헌
- Palamarchuk, I., Baker, J., Kimpinski, K. The utility of Valsalva maneuver in the diagnoses of orthostatic disorders. Am J Physiol. 310 (3), R243-R252 (2016).
- Pstras, L., Thomaseth, K., Waniewski, K., Balzani, I., Bellavere, F. The Valsalva manoeuvre: physiology and clinical exam....
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재인쇄 및 허가
