마우스의 부정맥을 감지하기 위한 장기 심전도 기록 분석

요약

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.

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.

서문

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, 잠재적인^{치료 표적을} 식별하기 위한 이상적인 모델 종으로 입증되었습니다7,8,9. 연속 ECG 기록은 부정맥 감지¹⁰의 임상 루틴에서 잘 확립 된 개념입니다.

이식형 원격 측정 장치는 자유롭게 움직이고 깨어 있는 마우스에서 몇 개월에 걸쳐 ECG(일반적인 접근 방식은 리드를 리드-II 위치에 이식하는 것)를 연속적으로 기록할 수 있기 때문에 마우스의 전기 생리학을 연구하는 데 사용할 수 있는 가장 강력한 도구 중 하나입니다(일반적인 접근 방식은 리드-II 위치에 리드를 이식하는 것입니다^11,12). 그러나 엄청난 수의 데이터 포인트(하루에 최대 100만 개 이상의 QRS 콤플렉스)와 쥐 표준 값에 대한 제한된 지식으로 인해 원격 측정 데이터 분석은 여전히 어렵습니다. 마우스에 일반적으로 사용 가능한 원격 측정 송신기는 최대 3개월 동안 지속되므로 최대 1억 개의 QRS 복합체를 기록할 수 있습니다. 즉, 각 개별 데이터 세트에 소요되는 시간을 줄이기 위해 실용적인 분석 프로토콜이 많이 필요하며 연구자가이 방대한 양의 데이터를 처리하고 해석 할 수 있습니다. 기록 시 깨끗한 ECG 신호를 얻으려면 송신기 주입이 최적이어야 하며 리드 위치는 더 높은 신호 진폭을 허용하기 위해 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.

관심있는 독자는 더 많은 정보를 위해 McCauley et ^al.12 에 의해 프로토콜을 참조 할 수 있습니다. 또한 소음을 최소화하기 위해 케이지와 송신기는 환경 요인(온도, 빛, 습도)이 제어된 환기 캐비닛과 같이 방해가 되지 않는 조용한 환경에 배치해야 합니다. 실험 기간 동안 납 천공 또는 상처 치유 문제로 인한 신호 손실을 방지하기 위해 리드 위치를 정기적으로 점검해야 합니다. 생리학적으로, 인간에서와 마찬가지로 설치류에서 ECG 파라미터에 일주기 변경이 존재하며, 연속 기록으로부터 기준선 ECG 파라미터를 얻기 위한 표준화된 접근법의 필요성을 발생시킨다. 장기간에 걸쳐 ECG 매개변수의 평균값을 계산하는 대신 안정시 심박수, P파 지속 시간, PR 간격, QRS 지속 시간 또는 QT/QTc 간격과 같은 기본 매개변수를 얻기 위해 인간과 유사한 휴식 ECG의 분석을 수행해야 합니다. 인간의 경우 안정시 ECG는 50-100/min의 정상 심박수로 10초 이상 기록됩니다. 이 ECG에는 8-17 개의 QRS 복합체가 포함됩니다. 20 개의 연속 QRS 복합체 분석은 마우스에서 "휴식 ECG 등가물"로 권장됩니다. 위에서 언급 한 일주기 변화로 인해 간단한 접근 방식은 낮과 밤에 하나씩 하루에 두 개의 휴식 ECG를 분석하는 것입니다. 동물 시설의 조명 켜기/끄기 주기에 따라 적절한 시간(예: 오전 12시/오후)이 선택되고 기본 매개변수가 얻어집니다.

다음으로, 시간 경과에 따른 심박수 플롯을 사용하여 관련 빈맥 및 서맥을 감지하고 이러한 에피소드를 연속적으로 수동으로 탐색하여 첫인상을 얻습니다. 이 심박수 플롯은 기록된 기간 동안의 최대 및 최소 심박수와 시간 경과에 따른 심박수 변동성의 중요한 매개변수로 이어집니다. 그 후, 데이터 세트는 부정맥에 대해 분석됩니다. 이 문서에서는 최대 3개월의 기록 기간 동안 깨어 있는 마우스의 장기 원격 분석 기록에서 이러한 기준 ECG 데이터를 얻기 위한 단계별 접근 방식을 설명합니다. 또한 데이터 사이언스 인터내셔널 (DSI)에서 개발 한 분석 모듈 인 ECG Pro 및 Data Insights와 함께 소프트웨어 인 Ponemah 버전 6.42를 사용하여 부정맥을 감지하는 방법을 설명합니다. 이 버전은 윈도우 7 (SP1, 64 비트) 및 윈도우 10 (64 비트)와 호환됩니다.

프로토콜

1. 사전 준비

1. Ponemah 6.42 소프트웨어를 시작하고 계속을 클릭하여 다음 화면에서 소프트웨어 라이센스의 사용자 이름과 일련 번호를 확인합니다.
2. 관심 있는 ECG가 포함된 실험 불러오기
   1. Ponemah를 처음 시작하는 경우 Ponemah 시작하기 대화 상자가 열리고 1) 실험 만들기, 2) 실험 로드, 3) 실험 가져오기의 세 가지 옵션이 제공됩니다.
      1. 실험 로드를 선택하여 파일을 엽니다. 폴더 찾아보기 대화 상자가 열리면 확장자가 (")인 실험 파일을 선택합니다. PnmExp"), 열기를 클릭하여 파일을 로드합니다.
      2. 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)이 제공됩니다.
3. 도구 모음에서 작업 / 검토 시작을 클릭하고 로드 검토 데이터 대화 상자로 이동하여 모든 마우스 대상과 로드된 실험 내에 기록된 각 신호에 대한 개요를 제공합니다(그림 1A).
   1. 왼쪽 패널 Subjects에서 마우스 번호 옆에 있는 확인란을 클릭하여 분석할 마우스를 참조하는 녹음을 선택합니다.
   2. 중간 패널 신호 유형에서 ECG 옆에 있는 확인란을 선택합니다.
   3. 맨 오른쪽 패널 시간 범위로 분석할 신호의 지속 시간을 결정합니다. 다음 세 가지 옵션을 준수하십시오 : 선택한 마우스에서 모든 ECG 데이터를로드하는 전체 실험; 파서 세그먼트: 이전 검토 세션 동안 추가된 파 서 세그먼트 내에 포함된 데이터만 로드합니다. 시간 범위 - 특정 시작 및 종료 날짜를 입력하거나 기간을 입력하여 특정 시간 범위를 로드할 수 있습니다.
   4. 선택 항목을 저장하려면 왼쪽 상단 모서리에 있는 정의 로드 대화상자를 사용하여 이전에 저장한 선택 항목을 로드 할 수도 있습니다.
      참고: 선택한 데이터의 크기는 데이터 크기 아래의 오른쪽 상단 모서리에 있는 파일 크기에 따라 녹색 또는 빨간색 막대로 표시됩니다. 현재이 소프트웨어는 검토를 위해 최대 3GB의 데이터를로드 할 수 있습니다. 3GB 데이터는 3-4일의 연속 24시간 기록과 동일할 수 있습니다.
   5. 확인을 클릭하여 선택한 데이터 세트를 Review에 로드합니다.
4. 클릭 후 그래, 관찰 포네마 검토 창이 여러 개의 개별 창과 함께 열립니다. 비록 이벤트 그리고 매개 변수 창이 열리고 기본적으로 표시되며 관심있는 그래프를 기반으로 필요한 다른 창을 수동으로 선택하십시오. 그래프/그래프 설정 도구 모음.
   참고: 만약 이벤트 그리고 매개 변수 기본적으로 열지 마십시오, 그들은 활성화 할 수 있습니다 창/매개변수 그리고 창/이벤트.
   1. 원시 데이터(예: ECG 신호)와 파생 매개변수(예: XY 루프)를 모두 제공하는 최대 16개의 그래픽 창을 설정할 수 있는 그래프 설정 대화 상자를 기록해 둡니다(그림 1B).
   2. 페이지 활성화 확인란을 선택하여 ECG 추적을 표시합니다. 아래 목록에서 왼쪽의 해당 확인란을 클릭하여 원하는 마우스 (제목 아래)와 데이터 유형 (프레젠테이션 아래)을 포함하는 줄을 선택하십시오. 다음 설정을 사용합니다: 유형, 기본; 레이블, 창의 제목 표시줄에 표시되는 최대 11자; 시간, 0:00:00:01은 사용된 단위로 초를 나타냅니다.
      1. 레이블, 단위, 낮음 및 높음 텍스트 상자에 적절한 정보를 입력합니다.
         알림: 기본 ECG 매개 변수 분석 및 부정맥 감지에 유용한 심박수 추세 및 템플릿의 두 페이지를 더 활성화하십시오.
   3. 심박수 추세 페이지에서 다른 그래프 페이지를 활성화하고 추세로 정의하여 시간 경과에 따른 심박수(HR)를 표시합니다. 다음 설정을 사용하여 검토 유형, 추세에 로드된 전체 데이터에 대한 HR을 표시합니다. 입력, 심전도; 프리젠 테이션, HR; 라벨, HR 동향; 단위, bpm; 낮음: 50; 높음: 1000.
      참고: 템플릿은 패턴 인식 분석을 위한 대표적인 ECG 사이클로 사용할 수 있는 정확하게 배치된 마크가 있는 ECG 사이클입니다. 이를 통해 소수의 대표 사이클을 선택하고 이러한 템플릿을 전체 ECG와 일치시켜 그에 따라 다른 모든 사이클에 주석을 달 수 있습니다.
      1. 템플릿 기능을 사용하려면 각 주제에 대한 템플릿 라이브러리( 템플릿 이 저장된 파일)를 만듭니다. 이렇게 하려면 템플릿 설정/템플릿 라이브러리 옵션을 선택합니다(그림 2A).
      2. 템플릿 라이브러리 아래의 드롭다운 메뉴에서 새로 만들기...를 선택하여 새 템플릿 라이브러리를 만듭니다.
         참고: 드롭다운 메뉴에는 몇 가지 옵션이 더 있습니다. 바인딩 없음 은 이전에 구성된 템플릿 라이브러리를 주제에서 분리합니다. 찾아보기 는 이전 검토 세션에서 구성된 기존 템플릿 라이브러리를 연결합니다.
      3. 그런 다음 템플릿 그래프를 구성하고 설정/실험 설정/그래프 설정을 선택한 다음 템플릿 그래프 페이지로 사용할 페이지를 선택합니다. 페이지 사용 확인란을 선택하고 유형에 대해 템플릿을 선택한 다음 입력에 사용자 제목/채널 선택이 반영되는지 확인합니다. 레이블, 단위, 낮음 및 높음 텍스트 상자에 적절한 정보를 입력하고 확인 단추를 클릭하여 그림 2B와 같이 그래픽 설정에서 구성된 각 그래픽 페이지에 대한 그래픽 창을 표시합니다.
         참고: 템플릿 설정에 대한 그래프 설정 페이지가 그림 2B와 같이 나타납니다. 그래프 설정 대화 상자에서 선택한 페이지에 따라 창의 제목 표시줄은 활성화된 페이지 수에 따라 1 - 16페이지에서 레이블이 지정됩니다(1, 2, 3페이지의 예는 각각 그림 3A, 그림 3B 및 그림 3C에 표시됨).
5. ECG 추적 창에서 몇 가지 중요한 조정을 수행합니다(그림 3A).
   1. ECG 추적 창 내부를 두 번 클릭하여 배율을 선택하여 ECG 진폭을 나타내는 Y축을 조정합니다. 여기에서 자동 크기 조정을 선택하거나 높은 축 값 및 낮은 축 값을 사용하여 수동으로 조정합니다.
   2. 시간을 나타내는 X축을 조정하려면 해당 도구 모음 아이콘을 클릭합니다: 시간 범위를 확장하려면 확대(즉, 더 적은 수의 QRS 컴플렉스가 표시됨), 시간 범위를 압축하려면 축소(즉, 더 많은 QRS 컴플렉스가 표시됨).
   3. 왼쪽 하단 모서리에 DT(델타 시간) 및 RT(실시간)를 표시하려면 커서(검은색 세로선)로 ECG 추적을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하여 RT 아래의 커서 위치에 실시간 정보를 표시하고 확인합니다.
   4. DT에 사용자가 선택한 시간 간격이 표시되면 창을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 커서를 놓고 나타나는 대화 상자 내에서 델타 시간 재설정을 선택합니다. ECG 추적 내의 다른 위치를 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하여 델타 시간(DT)으로 표시된 선택한 시간 간격 사이의 시간 간격을 측정합니다.
6. 추적의 각 세그먼트(P, Q, R, T 파)가 인식되고 ECG 분석을 위해 올바르게 주석이 달렸는지 확인합니다. 이를 위해 정의하고 분석하십시오. 특성 ECG 창 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 분석/속성 선택.
   참고: ECG 분석 속성 대화 그림과 같이 열립니다. 그림 4A. 이 대화 상자의 맨 위에는 몇 가지 옵션(QRS, PT, 고급, 노이즈, 마크, 노트, 정밀도)을 사용하여 다양한 설정을 조정할 수 있습니다(아래 설명 참조).
   1. QRS 탭을 클릭하여 R 및 QS 식별을 조정합니다.
      1. QRS 감지 임계값: 입력된 백분율을 파형 창 내에 표시된 가장 큰 파생 피크에 적용합니다.
         참고: 과소 감지(즉, 일부 R 파가 감지되지 않을 수 있음) 및 피크의 과감지(즉, T 파와 같은 다른 피크는 R 파로 잘못 해석 될 수 있음)를 제거하기 위해 최적의 값을 정의하십시오. 임계 값 ( 그림 4A에서 분홍색으로 강조 표시된 영역)은 ECG의 유도체와 교차해야합니다. 이상적으로, QRS 콤플렉스를 식별하고 명확한 사이클과 노이즈 이벤트를 구별하는 데 도움이 되는 속성 값은 프로젝트당 다른 동물에 대한 비교 가능성을 허용하기 위해 한 프로젝트의 모든 기록 간에 일정한(또는 거의 일정한) 수준으로 유지되어야 합니다. 최적 값을 설정한 후 전체 기록에 대한 속성 설정을 유지합니다.
      2. 최소 R 편향: R 진폭 변화(등전 레벨이 아닌 최소/최대 신호 값 기준)가 이 값을 초과하는지 확인한 후 R 파로 주석을 달았습니다.
         알림: Min R 편향은 이상적으로 노이즈보다 높고 R 파의 예상 편향보다 낮아야합니다. 값이 낮으면 노이즈 감지가 발생하여 과감지될 수 있으며, 높은 값은 과소 감지를 초래할 수 있습니다.
      3. 최대 심박수: 여기에 입력한 값이 예상되는 최대 심박수보다 높은지 확인합니다.
         알림: 값이 낮으면 과소 감지가 발생할 수 있고, 높은 값은 노이즈 주기가 R파로 표시될 가능성이 더 높기 때문에 과감지를 초래할 수 있습니다.
      4. 최소 심박수: 여기에 입력한 값이 예상되는 최저 심박수에 가까운지 확인합니다.
         알림: 신호 진폭과 노이즈 정도에 따라 각 기록에 대한 심박수 제한을 개별적으로 조정하십시오. 연구원은 광범위한 심박수로 인해 부정맥을 감지하지 못할 수 있음을 알고 있어야합니다. 그러나 좁은 범위의 심박수는 극단적 인 과감지를 초래할 수 있습니다 (예 : 더 이상 의미있는 분석을 허용하지 않는 "빈맥"으로 확인 된 수천 개의 에피소드).
      5. 피크 바이어스를 조정하여 양의 R 파와 음의 R 파를 감지합니다.
         참고: 양의 피크 바이어스는 양의 R 파 감지를 선호합니다. 음의 피크 바이어스는 음의 R 파 감지를 선호합니다.
      6. Intra Cardiac: P 파동이 빠르게 변하고 그 도함수가 R 파동의 도함수를 초과하여 P 파동을 R 파로 잘못 주석 달 수있는 경우이 설정을 사용하십시오.
      7. 기준 복구 임계값: R 파동 주변의 "블랭킹 기간"을 나타내는 이 값을 설정하여 작은 아티팩트로 인해 Q 또는 S 파의 잘못된 주석이 생성될 수 있으므로 소프트웨어가 Q 또는 S 파를 검색하지 못하도록 합니다.
         알림: 예를 들어, 값이 0이면 R 파의 피크에서 Q / S 파를 검색하고 값이 70이면 R 파 높이가 70 % 복구 된 후에 만 Q / S 파를 검색합니다.
   2. PT 탭을 클릭하여 P 및 T 파 감지 설정을 클릭하십시오.
      1. 최대 QT 간격: 이 간격을 조정하여 감지된 T파가 허용되는 간격을 정의합니다.
      2. S의 T 창: 이 설정을 조정하여 S 파형에서 오른쪽으로 시작하는 T 파의 검색 간격을 정의합니다.
      3. R의 T 창: 이 설정을 조정하여 R 파에서 왼쪽으로 시작하는 T 파의 검색 간격을 정의합니다.
      4. R의 P 창: 이 설정을 조정하여 R 파동에서 왼쪽으로 시작하는 P 파의 검색 간격을 정의합니다.
      5. T 방향: 이 설정은 양수, 음수만 또는 양수/음의 T파만 검색할지 여부를 정의하므로 양수 및 음수 T파를 모두 검색하려면 둘 다 기본값으로 설정합니다.
      6. P 방향: 이 설정은 양수, 음수만 또는 양수/음수 P파만 검색할지 여부를 정의하므로 양수 및 음수 P파를 모두 검색하려면 둘 다를 기본값으로 설정합니다.
      7. P 배치: 이 설정을 조정하여 P 마크를 P 파의 피크에서 (높은 값) 또는 멀어지게(낮은 값) 이동합니다.
      8. T 배치: 이 설정을 조정하여 T 표시를 P 파의 피크에서 (높은 값) 또는 멀어지게(낮은 값) 이동합니다.
      9. T의 대체 끝: 이 설정을 조정하여 첫 번째 잠재적 T 파를 초과하는 대체 T 파를 검색합니다. 더 낮은 값을 입력하여 첫 번째 T 파를 선택하고 더 높은 값을 입력하여 대체 T 파를 선택합니다.
      10. 피크 감도: 이 매개변수를 조정하여 P 및 T파를 식별할 때 작은 피크를 제거합니다. 피크 식별과 함께 사용하십시오.
          참고: 값 0은 최대 감도를 정의합니다. 값 100은 최소 민감도를 정의합니다. 최소 피크 감도 값은 신호 품질에 따라 다릅니다. 노이즈 수준이 낮거나 P 파와 T 파를 명확하게 구별 할 수있는 경우 피크 감도가 100 인 경우에도 이러한 파동이 잘 트리거됩니다. 일반적으로 피크 감도 및 피크 식별은 신호에 잡음이 없고 분석 알고리즘에 P 및 T파 감지에 문제가 발생하지 않는 한 조정할 필요가 없습니다. 그렇다면 25단계로 매개변수를 조정하여 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
      11. 피크 식별: 이 파라미터를 피크 감도와 함께 사용하여 P 및 T 파 식별을 위한 임계값을 정의합니다. 작은 P/T 파동이 식별되지 않는 경우 최대 0 피크 감도를 낮춥니다. 피크 감도가 0으로 설정되어 있어도 P/T 파가 식별되지 않으면 피크 식별을 낮추고 25단계로 조정합니다.
      12. 높은 ST 세그먼트: T 파가 QRS 콤플렉스에 매우 가까워 높은 ST 세그먼트가 발생하는 경우 이 속성을 사용합니다.
          참고: 마우스에는 뚜렷한 ST 세그먼트가 없고 QRS 복합체 직후에 T 파가 발생하므로 이 설정을 마우스에서 사용해서는 안 됩니다.
   3. 고급 속성 탭을 클릭하여 저역/고역 통과 필터를 설정하고, J점을 정의하여 ST 상승/함몰(마우스에서는 유용하지 않음)을 결정하고, QT 측정을 위한 보정 계수를 설정하고, R 파의 높이와 QRS 복합체의 지속 시간으로 부정맥 QRS 복합체를 정의합니다.
      참고: 이 탭에 미리 정의된 기본 설정을 사용합니다. 신호가 예를 들어 전자기 간섭의 영향을 받는 경우 여기에서 필터 설정을 조정하면 신호 품질을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. "부정맥 QRS 복합체"의 정의는 여기에 제안된 방법에 비해 조기 심실 포획 박동을 감지하는 정확도를 향상시키지 않습니다(각 PVC도 일시 중지되므로 이 접근 방식으로 감지됨). 다른 설정은 매우 구체적인 연구 질문에만 관련이 있으므로 여기에 자세히 설명되어 있지 않습니다.
   4. 노이즈 탭을 사용하여 노이즈를 식별하도록 속성을 조정합니다.
      1. 노이즈 감지 활성화 확인란을 클릭하여 노이즈를 식별하고 잘못된 데이터 표시를 설정합니다.
      2. 드롭아웃 감지 활성화 확인란을 클릭하여 최대/최소 신호 값을 기반으로 드롭아웃으로 정의된 데이터 주위에 잘못된 데이터 표시를 설정합니다. 최소 양호한 데이터 시간을 조정하여 신호가 양호하더라도 드롭아웃으로 간주되는 두 드롭아웃 세그먼트 사이의 시간을 정의합니다.
      3. 잘못된 데이터 임계값을 조정하여 ECG 신호를 제대로 분석할 수 없는 노이즈 수준을 정의합니다.
         참고: 이 노이즈가 있는 데이터 세그먼트는 잘못된 데이터 표시 사이에 포함되며 분석되지 않습니다. 이러한 "잘못된 데이터" 세그먼트에 대해서는 ECG 파생 매개변수가 보고되지 않습니다.
      4. 심박수가 소음으로 간주되는 최소 소음 심박수 를 지정합니다.
   5. 표시 탭을 사용하여 유효성 표시를 설정하거나 해제할 수 있습니다.
      알림: 식별된 각 R 파에 연속 번호를 추가하는 Mark 주기 번호를 항상 켜는 것이 좋습니다. 이렇게하면 ECG 기록을 탐색하는 데 도움이됩니다.
   6. 메모 탭을 사용하여 실험 로그 파일에 표시할 메모를 입력합니다.
   7. 정밀도 탭을 사용하여 매개변수가 보고되는 정밀도를 정의할 수 있습니다.
   8. 속성을 설정하고 다시 계산을 클릭하여 파형 창에서 조정한 효과를 미리 보기로 확인합니다.
   9. (이상적인 상황에서) 모든 ECG 파동에 올바르게 주석이 달린 경우 확인을 클릭하여 속성 설정을 확인하면 효과 및 변경 범위 대화 상자가 열립니다. ECG를 분석하려면 채널 재분석 및 전체 채널 확인란을 클릭하고 확인을 클릭하여 확인하십시오.
7. 속성 대화 상자의 입력 설정에 따라 ECG 추적에 표시되는 유효성 검사 표시를 기록해 둡니다. 수동으로 기록을 살펴보고 유효성 표시와 잘못된 데이터 표시가 올바르게 설정되었는지 확인하십시오. R 마크를 확인하려면 데이터 인사이트를 사용하고 P 및 T 마크를 확인하려면 ECG Pro를 사용합니다.
   1. 잘못된 마크가 많으면 속성을 수정하고 기록을 다시 분석합니다.
      알림: ECG 형태가 나머지 기록과 다른 경우 특정 설정을 데이터의 특정 세그먼트에 적용할 수 있습니다. Ponemah 소프트웨어 매뉴얼은 Ponemah 소프트웨어 매뉴얼 / 분석 모듈 / 심전도 / 속성 대화 상자에서 다양한 종의 ECG 분석 속성에 대한 표준 값을 제공합니다. 우선,이 값은 모든 ECG 파가 충분히 또는 (이상적인 상황에서) 표시 될 때까지 수동으로 사용하고 수동으로 조정할 수 있습니다.
   2. 몇 개의 표시만 잘못된 경우 수동 정리를 수행합니다. 각 마크를 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 누른 상태에서 이동하여 각 유효성 표시 (R 웨이브 표시 제외)를 올바른 위치로 이동합니다. ECG 기록 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 추가 검증 표시를 추가하거나 부정맥 R 파를 표시합니다. 잘못 설정된 마크를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 이 마크를 삭제합니다.
8. 작업/로깅 속도를 클릭하거나 F8 키를 눌러 로깅 속도를 설정합니다. 로깅 속도는 파생 매개 변수 목록 보기에 기록되거나 파생 매개 변수를 사용하는 그래프에 그려지는 빈도를 정의합니다. 기본 ECG 매개변수 및 부정맥을 분석하려면 로깅 속도를 각 주기로 설정하는 표준 설정으로 Epoch 1을 사용합니다.
   참고: 로깅 속도는 획득 또는 검토 중에 언제든지 증가할 수 있습니다.

2. 기본 ECG 매개 변수 분석

참고: 유효성 검사/잘못된 데이터 표시 외에도 소프트웨어는 다양한 파생 매개 변수를 자동으로 측정하고 계산한 다음 파생 매개 변수 목록에 보고합니다.

1. 주제 설정/채널 세부 정보를 클릭하여 파생된 매개변수를 선택합니다.
   참고 : 파생 매개 변수 목록에서 각 매개 변수는 각 QRS 컴플렉스의 번호에 연결됩니다.
   1. 매개변수 테이블의 행을 두 번 클릭하여 기본 ECG 그래픽 창의 중앙에 해당 ECG 주기를 표시하고 선택한 원시 데이터에서 파생된 매개변수에 해당하는 ECG 주기의 형태를 쉽게 찾고 시각화합니다.
      참고: 테이블에서 그래픽으로, 그래픽에서 테이블로 양방향으로 동기화할 수 있습니다. 로깅 속도가 1 Epoch이면 각 개별 주기에 대해 동기화가 수행됩니다. 이는 매개변수 테이블과 그래픽의 주기 번호(NUM)에서 쉽게 확인할 수 있습니다. 특히 긴 녹음에서 테이블과 그래픽 간의 동기화 기능은 매우 유용합니다.
2. 장기간에 걸친 ECG 파라미터의 평균값을 계산하는 대신 ECG 파라미터의 일주기 변화를 설명하기 위해 인간과 유사한 휴식 ECG를 분석하여 안정시 심박수, P파 지속 시간, PR 간격, QRS 지속 시간 또는 QT/QTc 간격과 같은 기본 ECG 매개변수를 얻습니다. 마우스에서 20개의 연속 QRS 복합체를 "휴식 ECG 등가물"로 분석합니다.
   알림: 인간의 경우 안정시 ECG는 10-50 / min의 정상 심박수로 100 초 이상 기록됩니다. 이 ECG에는 8-17 개의 QRS 복합체가 포함됩니다.
   1. 마우스가 일주기 리듬을 따를 때 하루에 두 개의 휴식 ECG(낮 시간과 밤 시간에 하나씩)를 분석하여 일주기 효과를 제어합니다. 동물 시설의 조명 켜기/끄기 주기에 따라 적절한 시간을 선택합니다( 예: 오전 12시/오후).
   2. HR 추세 그래프에서 신호 품질이 좋고 심박수가 안정적인 ECG 섹션을 이 시점(예: ±30분)에 정의된 합리적인 시간 내에 선택합니다.
   3. 검증 마크의 정확성을 확인하거나 20개의 연속 QRS 컴플렉스에서 수동으로 조정합니다. 누락된 유효성 검사를 추가합니다.
   4. 추가 계산 및 시각화를 위해 파생 매개변수 목록에서 이러한 20개의 연속 QRS 컴플렉스 값이 포함된 행을 표시하고 스프레드시트 또는 통계 소프트웨어에 복사합니다.

3. 패턴 인식을 이용한 부정맥 감지 (ECG PRO 모듈)

참고: Ponemah의 ECG PRO 모듈은 선택한 QRS 컴플렉스를 추가 분석을 위한 템플릿으로 사용합니다. 템플릿의 ECG 패턴은 유사성 비율("일치")을 계산하고 부정맥(예: 심방 또는 심실 조기 캡처 비트)을 인식하기 위해 기록 내의 모든 QRS 복합체와 비교됩니다. 표시해야 하는 QRS 컴플렉스의 수는 기록 내 QRS 진폭의 가변성에 따라 다릅니다. 경우에 따라 하나의 QRS 컴플렉스를 선택하고 표시하면 해당 기록과 80%의 유사성이 제공되어 대부분의 QRS 주기를 표시합니다. 그러나 이것은 이상적인 경우이며 분석 중에 템플릿으로 표시해야하는 QRS 컴플렉스의 수가 일반적으로 더 많습니다.

1. 최소 80% 이상의 일치가 달성될 때까지 QRS 컴플렉스를 템플릿으로 표시합니다. 또한 템플릿 일치를 사용하여 P, Q, S 및 T 파가 속성 설정 후 인식되지 않거나 부적절하게 인식되는 경우 표시합니다 (1.7 절).
   알림: ECG PRO로 분석하기 전에 주기 동안 R 표시를 식별해야 합니다. 이를 위해서는 획득으로부터 R 마크 가 보존되거나 ECG PRO 분석을 수행하기 전에 속성 기반 분석을 실행해야 합니다. 다른 마크(P, Q, S 및 T)는 ECG PRO 분석을 위해 존재할 필요가 없습니다.
2. 템플릿 설정을 완료한 후(1.4.4에 설명된 대로) 원하는 ECG 파동(R로 표시됨)을 선택합니다. 필요한 경우 관심 있는 ECG 마크의 적절한 위치를 정확하게 반영하도록 검증 표시를 조정합니다. ECG 추적 창의 디스플레이 패널에서 주기를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 주기 추가 및 [단일 템플릿] 분석을 선택한 다음 템플릿 창에 나타나는 주기를 기록해 둡니다.
   참고: 전체 주기를 보려면 X축과 Y축 모두에 대해 자동 크기 조정을 수행해야 할 수 있습니다. ECG 마크 는 템플릿 그래프 페이지 내에서 이동할 수 있습니다.
3. 템플릿 창의 디스플레이 패널을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 주기 및 분석 추가(단일 템플릿)를 선택하여 그림 4B에 표시된 템플릿 분석 대화상자를 시작합니다. 다른 모든 ECG 주기를 비교할 원하는 템플릿 일치 영역을 선택합니다. 필요한 경우 원하는 일치 지역에 대한 고급 설정을 변경합니다.
   참고: 여러 일치 영역은 분석에서 원하는 출력(관심 있는 파생 매개변수 )에 따라 선택할 수 있습니다.
4. 분석을 수행할 데이터 범위를 선택합니다.
   참고: 데이터 범위를 사용하면 그래프에 표시되는 데이터, 기본 그래프에서 로드된 데이터 세트의 끝까지 보이는 영역의 왼쪽 가장자리에서 나오는 데이터, 파서 세그먼트 내의 데이터 또는 전체 채널을 재분석할 수 있습니다.
5. 분석할 주기 유형을 선택합니다.
   1. 템플릿 라이브러리를 유효한 R 표시가 있는 모든 주기와 비교하려면 모두를 선택합니다.
   2. 일치하지 않음을 선택하여 이전에 일치된 주기를 건너뛰고 템플릿 라이브러리를 일치하지 않는 주기와만 비교합니다.
      참고: 이는 처리 시간이 더 짧기 때문에 일치 범위를 늘리기 위해 템플릿 라이브러리에 템플릿을 추가할 때 유용합니다.
6. 원하는 일치 방법을 선택합니다. 여러 영역 일치 및 전체 주기를 선택할 때 평균적으로 주기와 가장 잘 일치하는 템플릿을 사용하여 마크를 배치합니다. 지역을 사용하는 경우 각 지역 일치에 가장 적합한 일치를 위해 다른 템플릿의 마크를 배치합니다.
7. 확인을 선택하여 분석을 실행합니다.
   참고: 템플릿 라이브러리에 추가 템플릿 주기를 추가할 수 있으며 원하는 대화 상자 일치 %에 도달할 때까지 템플릿 분석을 다시 실행할 수 있습니다. 이렇게 하면 템플릿과 일치하는 모든 주기에서 웨이브가 다시 조정됩니다.
8. 템플릿을 통해 템플릿 라이브러리 저장/검토 세션이 닫힐 때 저장합니다 .
9. 템플릿 일치를 사용하여 부정맥을 감지하려면 템플릿 일치를 수행한 후(섹션 3.1에 설명된 대로) 생리적 파동과 다른 형태를 가진 템플릿에 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 Add Template Tag(템플릿 태그 추가)를 선택하고 주기 유형(예: 심방 이소성, 심실 이소성)을 선택합니다. 데이터 인사이트를 사용하여 이러한 태그를 분석합니다.

4. 부정맥 감지: 데이터 인사이트를 사용한 간소화된 수동 접근 방식

참고: 부정맥 분석을 위해서는 P 및 R 파의 올바른 주석이 필요합니다. 그러나 ECG 추적 내에서 명확한 P 파가 보이더라도 속성 설정을 조정 한 후에도 이러한 P 파가 적절하게 식별되지 않는 경우가 있습니다. R 파는 일반적으로 적절하게 인식되고 주석이 달기 때문에 Data Insights를 사용한 추가 부정맥 분석을위한 실용적인 접근 방식이 아래에 제안됩니다. Data Insights 및 사전 정의된 종별 검색을 사용한 부정맥 검출에 대한 일반적인 개요는 관심 있는 독자가 Mehendale et ^al.13을 참조할 수 있습니다.

1. 실험/데이터 인사이트를 클릭하여 데이터 인사이트를 엽니다.
   1. 데이터 인사이트 대화 상자의 맨 위에 있는 검색 패널을 확인합니다.
      참고: 패널 왼쪽에는 어떤 채널/주제에 적용되는 검색 규칙과 이 검색 규칙을 사용하는 적중 횟수가 표시됩니다. 중간에 모든 검색 규칙이 나열되고 오른쪽에는 선택한 검색 규칙의 특정 정의가 표시됩니다.
   2. 검색 패널의 아래쪽에 표시된 결과 패널을 확인합니다.
      알림: 각 검색 적중에 대해 해당 ECG 섹션(상단)이 기록 내 시간 및 각 검색 매개변수의 결과(가운데)를 나타내는 표와 함께 표시됩니다.
   3. 패널 아래쪽에 히스토그램으로 표시되는 검색 적중 횟수를 관찰합니다.
2. 마우스의 정상 심박수가 500-724/min¹⁴인 경우 서맥을 감지하기 위한 검색 규칙 서맥 을 정의합니다.
   1. 검색 목록 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 새 검색 만들기를 선택하여 검색 항목 대화 상자를 엽니다.
   2. 흰색 상자 안을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 절 추가를 선택합니다.
   3. 드롭다운 메뉴와 텍스트 필드를 사용하여 서 맥-단일 검색 규칙을 값(HR _cyc0) < 500으로 정의합니다. 확인을 클릭하여 이 검색 규칙을 목록에 추가합니다. 이 검색 규칙을 클릭하고 왼쪽의 관심 채널로 드래그하여 적용합니다.
      참고: 서 맥-단일 검색 규칙은 120ms보다 긴 모든 개별 RR 간격을 식별합니다(= 500/분 미만).
   4. 서맥에는 둘 이상의 긴 RR 간격이 필요하므로 추가 검색 규칙 서맥을 Series(서맥-단일, 1)>=20으로 정의합니다. 확인을 클릭하여 이 검색 규칙을 목록에 추가합니다. 이 검색 규칙을 클릭하고 왼쪽의 관심 채널로 드래그하여 적용합니다.
      알림: 결과 패널에는 심박수가 20/min 미만인 최소 500개의 QRS 콤플렉스로 구성된 ECG 기록 내의 각 섹션이 표시됩니다.
   5. 서맥을 확인하고 잘못된 결과(예: R파 과소로 인한)를 거부하려면 각 결과를 수동으로 검토하십시오. 파형을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 STRG+R을 눌러 선택한 결과를 거부하면 결과 목록에서 사라집니다.
      참고: 거부된 결과는 결과/거부 아래에 저장됩니다.
3. 빈맥을 감지하려면 검색 규칙 빈맥을 정의합니다.
   1. 검색 목록 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 새 검색 만들기를 선택하여 검색 항목 대화 상자를 엽니다.
   2. 흰색 상자 안을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 절 추가를 선택합니다.
   3. 드롭다운 메뉴와 텍스트 필드를 사용하여 빈 맥-단일 검색 규칙을 Value(HR _cyc0)>724로 정의합니다. 확인을 클릭하여 이 검색 규칙을 목록에 추가합니다. 이 검색 규칙을 클릭하고 왼쪽의 관심 있는 채널로 드래그하여 적용합니다.
      참고: 빈 맥-단일 검색 규칙은 82ms(= 724/min 이상)보다 짧은 모든 개별 RR 간격을 식별합니다.
   4. 빈맥에는 둘 이상의 짧은 RR 간격이 필요하므로 추가 검색 규칙 빈맥을 Series(빈맥-단일, 1)>=20으로 정의합니다. 확인을 클릭하여 이 검색 규칙을 목록에 추가합니다. 이 검색 규칙을 클릭하고 왼쪽의 관심 채널로 드래그하여 적용합니다.
      알림: 결과 패널 에는 심박수가 20/min 이상인 최소 724개의 QRS 콤플렉스로 구성된 ECG 기록 내의 각 섹션이 표시됩니다.
   5. 빈맥을 확인하고 잘못된 결과(예: R파 과감지로 인한)를 거부하려면 각 결과를 수동으로 검토하십시오. 파형을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 바로 가기 STRG+R을 사용하여 선택한 결과를 거부하면 결과 목록에서 사라집니다.
4. 동방방 및 방실 차단을 감지하려면 검색 규칙 Pause를 정의합니다.
   1. 검색 목록 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 새 검색 만들기를 선택하여 검색 항목 대화 상자를 엽니다.
   2. 흰색 패널 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 새 절 추가를 선택합니다.
   3. 드롭다운 메뉴와 텍스트 필드를 사용하여 검색 규칙 일시 중지 를 값으로 지정(RR-I_cyc0)>300으로 정의합니다. 확인을 클릭하여 이 검색 규칙을 목록에 추가합니다. 이 검색 규칙을 클릭하고 왼쪽의 관심 있는 채널로 드래그하여 적용합니다.
      참고: 결과 패널 에는 ECG 기록 내의 각 섹션이 300ms 이상 일시 중지되어 표시됩니다.
   4. 일시 중지를 확인하고, 일시 중지가 동방방 또는 방실 차단인지 결정하고, 잘못된 결과(예: R 파 과감으로 인한)를 거부하려면 각 결과를 수동으로 검토합니다. 파형을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 STRG+R을 눌러 선택한 결과를 거부하면 결과 목록에서 사라집니다.
   5. 이소성 리듬을 감지하려면 먼저 이러한 리듬에 일치하는 템플릿(예: 심실 이소성)을 실행한 다음 Data Insights에서 이 템플릿과 일치하는 모든 주기를 검색합니다.
5. 검색 목록 내에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 새 검색 만들기를 선택하여 검색 항목 대화 상자를 엽니다.
   1. 흰색 상자 안을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 절 추가를 선택합니다.
   2. 드롭다운 메뉴를 사용하여 값을 클릭하고 템플릿을 선택합니다. 오른쪽에서 이전에 만든 템플릿의 태그를 선택합니다.
      참고: 결과 패널 에는 ECG 기록 내의 각 섹션이 템플릿과 일치하는 주기와 함께 표시됩니다.
   3. 결과를 확인하고 잘못된 결과(예: R 파 언더센싱으로 인한)를 거부하려면 각 결과를 수동으로 검토하십시오. 파형을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 STRG+R을 눌러 특정 주기를 거부하면 결과 목록에서 사라집니다.
      참고: 생성된 모든 검색 문을 가져와서 적절한 파일 이름으로 저장할 수 있습니다. 모든 결과 테이블은 추가 통계 분석을 위해 스프레드시트/ASCII 출력 형식으로 저장하고 내보낼 수 있습니다.

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...

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 명확하?...

자료

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