Artykuł metodologiczny

Analiza długoterminowych zapisów elektrokardiograficznych w celu wykrycia arytmii u myszy

DOI:

10.3791/62386

23 maja 2021

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj prezentujemy krok po kroku protokół dla półautomatycznego podejścia do analizy mysich danych z długoterminowej elektrokardiografii (EKG) dla podstawowych parametrów EKG i częstych zaburzeń rytmu serca. Dane są uzyskiwane przez wszczepialne nadajniki telemetryczne u żywych i przytomnych myszy i analizowane za pomocą Ponemah i jego modułów analitycznych.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Arytmie są powszechne, dotykają miliony pacjentów na całym świecie. Obecne strategie leczenia wiążą się ze znacznymi skutkami ubocznymi i pozostają nieskuteczne u wielu pacjentów. Aby poprawić opiekę nad pacjentem, potrzebne są nowatorskie i innowacyjne koncepcje terapeutyczne ukierunkowane przyczynowo na mechanizmy arytmii. Aby zbadać złożoną patofizjologię arytmii, niezbędne są odpowiednie modele zwierzęce, a myszy okazały się idealnymi gatunkami modelowymi do oceny genetycznego wpływu na arytmie, do badania podstawowych mechanizmów molekularnych i komórkowych oraz do identyfikacji potencjalnych celów terapeutycznych.

Wszczepialne urządzenia telemetryczne są jednymi z najpotężniejszych dostępnych narzędzi do badania elektrofizjologii u myszy, umożliwiając ciągły zapis EKG przez okres kilku miesięcy u swobodnie poruszających się, obudzonych myszy. Jednak ze względu na ogromną liczbę punktów danych (>1 miliona kompleksów QRS dziennie) analiza danych telemetrycznych pozostaje wyzwaniem. W tym artykule opisano krok po kroku podejście do analizy EKG i wykrywania arytmii w długoterminowych zapisach telemetrycznych za pomocą oprogramowania Ponemah, z modułami analitycznymi, ECG Pro i Data Insights, opracowanym przez Data Sciences International (DSI). Aby przeanalizować podstawowe parametry EKG, takie jak tętno, czas trwania fali P, interwał PR, odstęp QRS lub czas trwania QT, przeprowadzono automatyczną analizę atrybutów przy użyciu Ponemah w celu identyfikacji fal P, Q i T w indywidualnie dostosowanych oknach wokół wykrytych załamków R.

Wyniki zostały następnie ręcznie przejrzane, co pozwoliło na dostosowanie poszczególnych adnotacji. Dane wyjściowe z analizy opartej na atrybutach i analizy rozpoznawania wzorców zostały następnie wykorzystane przez moduł Data Insights do wykrywania arytmii. Moduł ten umożliwia automatyczne badanie przesiewowe pod kątem indywidualnie zdefiniowanych arytmii w obrębie nagrania, a następnie ręczny przegląd podejrzewanych epizodów arytmii. W artykule pokrótce omówiono wyzwania związane z rejestracją i wykrywaniem sygnałów EKG, zaproponowano strategie poprawy jakości danych oraz przedstawiono reprezentatywne zapisy arytmii wykrytych u myszy przy użyciu podejścia opisanego powyżej.

Wprowadzenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zaburzenia rytmu serca są powszechne i dotykają miliony pacjentów na całym świecie1. Starzejące się populacje wykazują coraz większą częstość występowania, a tym samym poważne obciążenie dla zdrowia publicznego wynikające z zaburzeń rytmu serca oraz ich zachorowalności i śmiertelności2. Obecne strategie leczenia są ograniczone i często wiążą się ze znacznymi skutkami ubocznymi i pozostają nieskuteczne u wielu pacjentów3,4,5,6. Pilnie potrzebne są nowatorskie i innowacyjne strategie terapeutyczn....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Wstępne ustalenia

  1. Uruchom oprogramowanie Ponemah 6.42 i potwierdź nazwę użytkownika i numer seryjny licencji oprogramowania na następnym ekranie, klikając Kontynuuj.
  2. Załaduj eksperyment zawierający interesujące Cię EKG
    1. Jeśli Ponemah jest uruchamiany po raz pierwszy, zwróć uwagę, że otworzy się okno dialogowe Rozpocznij Ponemah, oferujące trzy opcje: 1) Utwórz eksperyment, 2) Załaduj eksperyment, 3) Importuj eksperyment.
      1. Wybierz pozycję Załaduj eksperyment, aby otworzyć plik. Po otwarciu okna dialogowego Przeglądaj w poszukiwaniu folderu wybierz plik e....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rejestrowanie długoterminowych wyników EKG w ogromnych zbiorach danych. Możliwości dalszych analiz są wielorakie i zależą od indywidualnego projektu badawczego. Protokół ten zawiera opis niektórych bardzo podstawowych odczytów, które mogą być wykorzystane przez większość badaczy, zwłaszcza do eksperymentów przesiewowych, np. podczas charakteryzowania transgenicznej linii myszy lub podczas badania skutków określonego leczenia w modelu choroby. Poprzedni projekt obejmował badanie nowego kandydata na lek w celu ust.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Powierzchniowe EKG jest podstawowym narzędziem diagnostycznym dla pacjentów cierpiących na zaburzenia rytmu serca, zapewniającym wgląd w wiele zjawisk elektrofizjologicznych. Niemniej jednak wystarczająca analiza patologii EKG powierzchni serca wymaga znajomości i zdefiniowania prawidłowych parametrów fizjologicznych. Wieloletnie badania epidemiologiczne doprowadziły do szerokiej zgody co do tego, co jest fizjologiczne u ludzi, a tym samym umożliwiły lekarzom na całym świecie wyraźne rozróżnienie tego, co patologiczne. J.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG; Clinician Scientist Program In Vascular Medicine (PRIME), MA 2186/14-1 dla P. Tomsitsa i D. Schüttlera), Niemieckie Centrum Badań Sercowo-Naczyniowych (DZHK; 81X2600255 dla S. Claussa), Corona Foundation (S199/10079/2019 dla S. Claussa), ERA-NET on Cardiovascular Diseases (ERA-CVD; 01KL1910 dla S. Claussa), Heinrich-and-Lotte-Mühlfenzl Stiftung (dla S. Claussa) oraz Chińska Rada Stypendialna (CSC, do R. Xia). Fundatorzy nie odgrywali żadnej roli w przygotowaniu manuskryptu.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Ponemah SoftwareMiędzynarodoweoprogramowanie do analizy EKG
do nauki o danych

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

D ugoterminowe EKGwykrywanie arytmiitelemetria u myszyanaliza elektrokardiograficznamonitorowanie cz stotliwo ci akcji sercawykrywanie bradykardiiwykrywanie tachykardiiblok przedsionkowo komorowymigotanie przedsionk wzautomatyzowana analiza EKG

Powiązane artykuły