Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
/
v.50
no.5
/
pp.242-250
/
2013
In this paper, R-wave detection algorithm using refractory period to reflect the depolarization and repolarization of the myocardial cells of the heart is proposed. The proposed algorithm detects R-peaks using the features of R-wave and variable refractory period. First, the proposed algorithm extracts candidate R-peaks that have a relatively high potential and calculates the refractory period based on the kurtosis and potential for candidate R-peaks. Next, R-peak is determined by morphological features of the R-wave within the refractory period. In addition, due to less computation in the proposed algorithm, real-time processing is possible. The algorithm is applied to all records of the MIT-BIH arrhythmia database and the obtained results show a competitive detection rate of over 99.7%.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
/
v.18
no.1
/
pp.93-101
/
2013
The accurate detection of R-wave is important for other feature extraction in ECG, and R-wave has a lot of medical information about heart. Numerous R-wave detection algorithms have been studied on the ECG signal shape analysis, but it was difficult to find accurate R-wave when the shape of R-wave is similar to the shape of P-wave. This paper presents an R-wave detection method based on the refractory period that is the period of depolarization and repolarization of the cell membrane after excitation. And we also use the shape of kurtosis in the refractory period. The proposed method is validated using the ECG records of the MIT-BIH arrhythmia database. Experimental results show that the proposed method significantly outperforms other method in case of 105 and 108 record that have R-wave similar to P-wave, as well as other records.
$K^+$ channels are key components of the primary and secondary basolateral $Cl^-$ pump systems, which are important for secretion from the salivary glands. Paroxetine is a selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) for psychiatric disorders that can induce QT prolongation, which may lead to torsades de pointes. We studied the effects of paroxetine on a human $K^+$ channel, human ether-a-go-go-related gene (hERG), expressed in Xenopus oocytes and on action potential in guinea pig ventricular myocytes. The hERG encodes the pore-forming subunits of the rapidly-activating delayed rectifier $K^+$ channel ($I_{Kr}$) in the heart. Mutations in hERG reduce $I_{Kr}$ and cause type 2 long QT syndrome (LQT2), a disorder that predisposes individuals to life-threatening arrhythmias. Paroxetine induced concentration-dependent decreases in the current amplitude at the end of the voltage steps and hERG tail currents. The inhibition was concentration-dependent and time-dependent, but voltage-independent during each voltage pulse. In guinea pig ventricular myocytes held at $36^{\circ}C$, treatment with $0.4{\mu}M$ paroxetine for 5 min decreased the action potential duration at 90% of repolarization ($APD_{90}$) by 4.3%. Our results suggest that paroxetine is a blocker of the hERG channels, providing a molecular mechanism for the arrhythmogenic side effects of clinical administration of paroxetine.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
/
v.21
no.2
/
pp.450-460
/
2017
T wave is cardiac parameters that represent ventricular repolarization, it is very important to diagnose arrhythmia. Several methods for detecting T wave have been proposed, such as frequency analysis and non-linear approach. However, detection accuracy is at the lower level. This is because of the overlap of the P wave and T wave depending on the heart condition. We propose T wave detection algorithm based on target area extraction through QRS cancellation and moving average. For this purpose, we detected Q, R, S wave from noise-free ECG(electrocardiogram) signal through the preprocessing method. And then we extracted P, T target area by applying decision rule for four PAC(premature atrial contraction) pattern another arrhythmia through moving average and detected T wave using RT interval and threshold of RR interval. The performance of T wave detection is evaluated by using 48 record of MIT-BIH arrhythmia database. The achieved scores indicate the average detection rate of 95.32%.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
/
v.41
no.2
/
pp.244-253
/
2016
The QRS complex of ECG signal represents the depolarization and repolarization activities in the cells of ventricle. Accurate informations of $QRS_{onset}$ and $QRS_{offset}$ are needed for automatic analysis of ECG waves. In this study, using the amount of change in the QRS complex voltage values and the distance from the $R_{peak}$, we determined the junction point from Q-wave to R-wave and the junction point from R-wave to S-wave. In the next step, using the integral calculation based on the connection point, we detected $QRS_{onset}$ and $QRS_{offset}$. We use the PhysioNet QT database to evaluate the performances of the algorithm, and calculate the mean and standard deviation of the differences between onsets or offsets manually marked by cardiologists and those detected by the proposed algorithm. The experiment results show that standard deviations are under the tolerances accepted by expert physicians, and outperform the results obtained by the other algorithms.
Ca movements during the late plateau phase in rabbit atrium implicate Na-Ca exchange. In single atrial cells isolated from the rabbit the properties of the inward current of Na-Ca exchange were investigated using the whole cell voltage clamp technique. The inward currents were recorded during repolarization following brief 2 ms depolarizing pulse to +40 mV from a holding potential of -70 mV. Followings are the results obtained: 1) When stimulated every 30 sec, the inward currents were activated and reached peak values $6{\sim}12\;ms$ after the beginning of depolarizing pulse. The mean current amplitude was 342 pA/cell. 2) The current decayed spontaneously from the peak activation and the timecourse of the relaxation showed two different phases: fast and slow phase. 3) The recovery of the inward current was tested by paired pulse of various interval. The peak current recovered exponentialy with a time course similar to that of Ca current recovery. 4) Relaxation timecourse was also affected by pulse interval and time constant was reduced almost linearly according to the decrease of pulse interval between 30 sec and 1 sec. 5) The peak inward current was increased by long prepulse stimulation, Bay K, isoprenaline or c-AMP. 6) The relaxation time constant of the inward current was prolonged by Bay K or c-AMP, and shortened by isoprenaline. From the above results, it could be concluded that increase of the calcium current potentiates and prolongs intracellular calcium transients, while shortening of the timecourse by isoprenaline or short interval stimulations might be due to the facilitation of Ca uptake by SR.
The goal of this study was to analyze the effects of genistein, a widely used tyrosine kinase inhibitor, on cloned Shaw-type $K^+$ currents, Kv3.1 which were stably expressed in Chinese hamster ovary (CHO) cells, using the whole-cell configuration of patch-clamp techniques. In whole-cell recordings, genistein at external concentrations from 10 to $100{\mu}M$ accelerated the rate of inactivation of Kv3.1 currents, thereby concentration-dependently reducing the current at the end of depolarizing pulse with an $IC_{50}$ value of $15.71{\pm}0.67{\mu}M$ and a Hill coefficient of $3.28{\pm}0.35$ (n=5). The time constant of activation at a 300 ms depolarizing test pulses from -80 mV to +40 mV was $1.01{\pm}0.04$ ms and $0.90{\pm}0.05$ ms (n=9) under control conditions and in the presence of $20{\mu}M$ genistein, respectively, indicating that the activation kinetics was not significantly modified by genistein. Genistein $(20{\mu}M)$ slowed the deactivation of the tail current elicited upon repolarization to -40 mV, thus inducing a crossover phenomenon. These results suggest that drug unbinding is required before Kv3.1 channels can close. Genistein-induced block was voltage-dependent, increasing in the voltage range $(-20\'mV{\sim}0\'mV)$ for channel opening, suggesting an open channel interaction. Genistein $(20{\mu}M)$ produced use-dependent block of Kv3.1 at a stimulation frequency of 1 Hz. The voltage dependence of steady-state inactivation of Kv3.1 was not changed by $20{\mu}M$ genistein. Our results indicate that genistein blocks directly Kv3.1 currents in concentration-, voltage-, time-dependent manners and the action of genistein on Kv3.1 is independent of tyrosine kinase inhibition.
To investigate the contributions of intrinsic membrane properties to the spontaneous activity of medial vestibular nucleus (MVN) neurons, we assessed the effects of blocking large and small calcium-activated potassium channels by means of patch clamp recordings. Almost all the MVN neurons recorded in neonatal $(P13{\sim}P17)$ rat were shown to have either a single deep after-hyperpolarization (AHP; type A cells), or an early fast and a delayed slow AHP (type B cells). Among the recorded MVN cells, immature action potential shapes were found. Immature type A cell showed single uniform AHP and immature B cell showed a lack of the early fast AHP, and the delayed AHP was separated from the repolarization phase of the spike by a period of isopotentiality. Application of apamin and charybdotoxin (CTX), which selectively block the small and large calcium-activated potassium channels, respectively, resulted in significant changes in spontaneous firings. In both type A and type B cells, CTX (20 nM) resulted in a significant increase in spike frequency but did not induce bursting activity. By contrast, apamin (300 nM) selectively abolished the delayed slow AHP and induced bursting activity in type B cells. Apamin had no effect on the spike frequency of type A cells. These data suggest that there are differential roles of apamin and CTX sensitive potassium conductances in spontaneous firing patterns of MVN neurons, and these conductances are important in regulating the intrinsic rhythmicity and excitability.
Park, Jeaneun;Cho, Kwang-Hyun;Lee, Hong Joon;Choi, Jin-Sung;Rhie, Duck-Joo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.24
no.6
/
pp.545-553
/
2020
Aripiprazole is a quinolinone derivative approved as an atypical antipsychotic drug for the treatment of schizophrenia and bipolar disorder. It acts as with partial agonist activities at the dopamine D2 receptors. Although it is known to be relatively safe for patients with cardiac ailments, less is known about the effect of aripiprazole on voltage-gated ion channels such as transient A-type K+ channels, which are important for the repolarization of cardiac and neuronal action potentials. Here, we investigated the effects of aripiprazole on Kv1.4 currents expressed in HEK293 cells using a whole-cell patch-clamp technique. Aripiprazole blocked Kv1.4 channels in a concentration-dependent manner with an IC50 value of 4.4 μM and a Hill coefficient of 2.5. Aripiprazole also accelerated the activation (time-to-peak) and inactivation kinetics. Aripiprazole induced a voltage-dependent (δ = 0.17) inhibition, which was use-dependent with successive pulses on Kv1.4 currents without altering the time course of recovery from inactivation. Dehydroaripiprazole, an active metabolite of aripiprazole, inhibited Kv1.4 with an IC50 value of 6.3 μM (p < 0.05 compared with aripiprazole) with a Hill coefficient of 2.0. Furthermore, aripiprazole inhibited Kv4.3 currents to a similar extent in a concentration-dependent manner with an IC50 value of 4.9 μM and a Hill coefficient of 2.3. Thus, our results indicate that aripiprazole blocked Kv1.4 by preferentially binding to the open state of the channels.
The hERG (human ether-a-go-go related gene) ion channel is a main factor for cardiac repolarization, and the blockade of this channel could induce arrhythmia and sudden death. Therefore, potential hERG ion channel inhibitors are now a primary concern in the drug discovery process, and lots of efforts are focused on the minimizing the cardiotoxic side effect. In this study, $IC_{50}$ data of 202 organic compounds in HEK (human embryonic kidney) cell from literatures were used to develop predictive 2D-QSAR model. Multiple linear regression (MLR), Support Vector Machine (SVM), and artificial neural network (ANN) were utilized to predict inhibition concentration of hERG ion channel as machine learning methods. Population based-forward selection method with cross-validation procedure was combined with each learning method and used to select best subset descriptors for each learning algorithm. The best model was ANN model based on 14 descriptors ($R^2_{CV}$=0.617, RMSECV=0.762, MAECV=0.583) and the MLR model could describe the structural characteristics of inhibitors and interaction with hERG receptors. The validation of QSAR models was evaluated through the 5-fold cross-validation and Y-scrambling test.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.