Studium elektrofyziologických projevů srdce v experimentální kardiologii
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Srdeční poruchy, jejichž příkladem je ischemie myokardu, infarkt, hypertrofie levé komory a myokarditida, jsou v experimentální kardiologii obvykle studovány na modelu izolovaného srdce. Kritéria pro detekci srdečních poruch však nejsou pro zvířecí modely standardizována, což komplikuje srovnání a interpretaci výsledků různých experimentálních studií. Obzvlášť složitá situace nastává při současném výskytu několika patologických jevů, jejichž vzájemná součinnost komplikuje rozpoznání jejich individuálních účinků. Korektní posouzení stavu srdce vyžaduje také zohlednění mnoha faktorů spojených s akvizicí dat. Tato práce je věnována kvantitativnímu hodnocení elektrofyziologických změn způsobených globální ischemií myokardu. Vliv ischemie byl hodnocen pro fyziologická srdce a srdce se zvětšenou levou komorou a dále pro srdce nabarvená napěťově-citlivým barvivem di-4-ANEPPS. Přestože jsou oba fenomény často zastoupeny v animálních studiích, nebyl dosud popsán jejich vliv na manifestaci ischemie v elektrogramech (EG), ani nebyl kvantifikován jejich vliv na přesnost detekčních algoritmů pro identifikaci ischemie. Práce shrnuje kvantitativní změny srdeční funkce vyvolané ischemií (v normálních podmínkách, při hypertrofii levé komory, a při administraci barviva) založené na hodnocení EG a VKG parametrů. Dále práce obsahuje rozbor důležitých aspektů akvizice záznamů, jako je umístění snímacích elektrod, způsob výpočtu deskriptorů z EG a VKG (s použitím výsledků manuálního rozměření záznamů, nebo bez něj) a identifikace okamžiku vývoje ischemie v preparátu. Nedílnou součást práce tvoří návrh, realizace a ověření metod pro automatickou detekci ischemie v experimentálních záznamech. Výsledky práce dokazují, že dosažení opakovatelných a věrohodných výsledků je podmíněno zohledněním všech výše uvedených faktorů souvisejících jak se stavem srdce, tak s metodikou záznamu a analýzy dat.
Isolated heart is widely used in experimental cardiology to study myocardial ischemia and infarct, left ventricular hypertrophy, myocarditis, etc. Nevertheless, the standardized criteria for assessment of above disorders in animal models are missing that complicates interpretation of the results obtained in such studies. It is of special importance, if several pathologies are presented simultaneously, when possible co-effects cannot be simply identified and analysed. Besides the condition of the heart, there are many other factors playing important role in data acquisition and analysis. In this work, electrophysiological effects of increased left ventricular mass (intrinsic factor) and voltage-sensitive dye di-4-ANEPPS (external factor) are evaluated on rabbit isolated hearts under non-ischemic and ischemic condition. Although both phenomena are quite frequent in animal studies, their effects on ischemia manifestations and electrogram-based ischemia detection accuracy have not been quantitatively described yet. Results of quantification of ischemia-induced changes in heart function (under normal conditions, increased LV or dye administration) by analysis of various EG and VCG parameters are summarized. Such important aspects as recording electrodes placement, method of parameters calculation (using or without outcomes of manual EG delineation) and definition of the beginning of ‘true’ ischemic injury in preparation (methodological factors) are also addressed. Along with it, different tools for automatic detection of ischemia in data are presented. According to the results of statistical analysis of parameters and testing the detectors on different data, all above mentioned phenomena (both heart-related and methodological) should be taken into account to ensure successful study of the heart electrical activity.
Isolated heart is widely used in experimental cardiology to study myocardial ischemia and infarct, left ventricular hypertrophy, myocarditis, etc. Nevertheless, the standardized criteria for assessment of above disorders in animal models are missing that complicates interpretation of the results obtained in such studies. It is of special importance, if several pathologies are presented simultaneously, when possible co-effects cannot be simply identified and analysed. Besides the condition of the heart, there are many other factors playing important role in data acquisition and analysis. In this work, electrophysiological effects of increased left ventricular mass (intrinsic factor) and voltage-sensitive dye di-4-ANEPPS (external factor) are evaluated on rabbit isolated hearts under non-ischemic and ischemic condition. Although both phenomena are quite frequent in animal studies, their effects on ischemia manifestations and electrogram-based ischemia detection accuracy have not been quantitatively described yet. Results of quantification of ischemia-induced changes in heart function (under normal conditions, increased LV or dye administration) by analysis of various EG and VCG parameters are summarized. Such important aspects as recording electrodes placement, method of parameters calculation (using or without outcomes of manual EG delineation) and definition of the beginning of ‘true’ ischemic injury in preparation (methodological factors) are also addressed. Along with it, different tools for automatic detection of ischemia in data are presented. According to the results of statistical analysis of parameters and testing the detectors on different data, all above mentioned phenomena (both heart-related and methodological) should be taken into account to ensure successful study of the heart electrical activity.
Description
Keywords
Izolované králičí srdce, elektrogram, vektorkardiogram, globální ischemie myokardu, velikost levé komory srdeční, di-4-ANEPPS, výběr příznaků, automatická klasifikace., Rabbit isolated heart, electrogram, vectorcardiogram, global myocardial ischemia, left ventricle size, di-4-ANEPPS, feature selection, automatic classification.
Citation
RONZHINA, M. Studium elektrofyziologických projevů srdce v experimentální kardiologii [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2017.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Biomedicínská elektronika a biokybernetika
Comittee
prof. Ing. Jiří Jan, CSc. (předseda)
prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Milan Tyšler, CSc. - oponent (člen)
Ing. Josef Halámek, CSc. - oponent (člen)
RNDr. Jan Neckář, Ph.D. (člen)
prof. Ewaryst Tkacz, Ph.D.,D.Sc. (člen)
Date of acceptance
2017-02-21
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení