조기심실수축(Premature Ventricular Contraction) 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경망, 퍼지 이론, Support Vector Machine 등과 같은 비선형 방법이 주로 사용되어 왔다. 이러한 대부분의 방법들은 데이터의 가공 및 연산이 복잡하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 최적의 R파를 검출하고 이를 통해 R피크 기반의 특징점만을 정확하게 검출함으로써 최소한의 연산량으로 PVC를 분류할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 전처리를 통해 잡음이 제거된 심전도 신호에서 최적 문턱치에 따른 R파를 검출하고, RR간격과 R피크 패턴을 추출한다. 이후 RR간격과 R피크 패턴에 따라 PVC를 분류하였다. 제안한 방법의 우수성을 입증하기 위해 PVC가 30개 이상 포함된 MIT-BIH 9개의 레코드를 대상으로 한 R파의 평균 검출율은 99.02%의 성능을 나타내었으며, PVC 부정맥은 각각 94.85%의 평균 분류율을 나타내었다.
조기심실수축(premature ventricular contractions, PVC)은 가장 보편적인 부정맥으로 심실세동, 심실빈맥 등과 같은 위험한 상황을 유발할 수 있는 가능성을 가지고 있기 때문에 이의 조기 검출은 매우 중요하다. 특히 일반인들의 건강상태를 지속적으로 모니터링 해야하는 헬스케어 시스템에서는 이를 위한 ECG 신호의 실시간 처리가 필요하다. 즉, 최소한의 연산량으로 정확한 R파를 검출하고, 이를 이용하여 PVC를 분류할 수 있는 적합한 알고리즘의 설계가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 PVC 실시간 분류를 위한 적응형 문턱치와 윈도우 기반의 R파 검출 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 전처리 과정과 적응가변형 문턱치를 통해 R파를 검출하였으며, 검출의 효율성을 위하여 R-R 간격을 이용한 적응가변형 윈도우를 적용하였다. 제안한 알고리즘의 R파 검출 및 PVC 분류 성능을 평가하기 위해서 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 사용하였다. 성능평가 결과, R파는 평균 99.33%, PVC는 평균 88.86%의 검출결과가 나타났다.
The data were analyzed by using an S. P. S. S. computerized program for mean, standard deviation, percentage and paired t-test. The results of this study were as follows: 1. The increase in $PaO_2$ after hyperoxygenation and hyperinflation was highly statistically significant(p=0.041), and the increase in $PaO_2$ immediately after suctioning was not significant (p=0.752). The time of lowest $PaO_2$ was 30 seconds after the endotracheal suction. 2. The occurrance of cardiac arrhythmia after the endotracheal suction included sinus tachycardia, sinus arrhythmia, sinus bradycardia, premature atrial contraction (PAC), and premature ventricular contraction (PVC). The most frequent cardiac arrhythmia was sinus tachycardia (a subjects). Sinus arrhythmia was observed in 5 subjects and continued till 10 minutes after suctioning in two of these. Sinus bradycardia occurred in only 3 subjects and among them, 1 subjects shows sinus arrythmia till 10 minutes after suctioning along. PAC was observed in only one subject and continued till five minutes after suctining along with sinus arrhythmia. PVC was observed in three subjects: it lasted for only 30 seconds after suctioning in two subjects. but continued for 10 minutes after suctioning in the third. 6 subjects manifested two kinds of Cardiac arrhythmia Three of them showed sinus tachycardia with PVC, another 2 showed sinus bradycardia with sinus arrhythmia, and the other subject showed sinus arrhythmia with PAC. 3. The increases in heart rate during the endotracheal suction immediately after and at 30 seconds after suctioning were statistically significant (p=0.005). The increase in heart rate at one minute after suctioning was also significant (p=0.023). The increase in heart rate continued until 10 minutes after the endotracheal suction, but was not statistically significant In this study, endotracheal suctioning with hyperoxygenation and hyperinflation was effective in preventing a decrease in $PaO_2$ after suctioning, but not in preventing cardiac arrhythmias. Nurses should be aware of the complications of endotracheal suctioning and do effective hyperoxygenation and hyperinflation before and after suctioning. Further research is needed to develop a efficient endotracheal suction method which will minimize complications. This study needs to be replicated with different population of patients intubatted or having a tracheostomy, specifically, patients who cardiac or pulmonary desease. The data were analyzed by using an S. P. S. S. computerized program for mean, standard deviation, percentage and paired t-test. The results of this study were as follows: 1. The increase in $PaO_2$ after hyperoxygenation and hyperinflation was highly statistically significant(p=0.041), and the increase in $PaO_2$ immediately after suctioning was not significant (p=0.752). The time of lowest $PaO_2$ was 30 seconds after the endotracheal suction. 2. The occurrance of cardiac arrhythmia after the endotracheal suction included sinus tachycardia, sinus arrhythmia, sinus bradycardia, premature atrial contraction (PAC), and premature ventricular contraction (PVC). The most frequent cardiac arrhythmia was sinus tachycardia (a subjects). Sinus arrhythmia was observed in 5 subjects and continued till 10 minutes after suctioning in two of these. Sinus bradycardia occurred in only 3 subjects and among them, 1 subjects shows sinus arrythmia till 10 minutes after suctioning along. PAC was observed in only one subject and continued till five minutes after suctining along with sinus arrhythmia. PVC was observed in three subjects: it lasted for only 30 seconds after suctioning in two subjects. but continued for 10 minutes after suctioning in the third. 6 subjects manifested two kinds of Cardiac arrhythmia Three of them showed sinus tachycardia with PVC, another 2 showed sinus bradycardia with sinus arrhythmia, and the other subject showed sinus arrhythmia with PAC. 3. The increases in heart rate during the endotracheal suction immediately after and at 30 seconds after suctioning were statistically significant (p=0.005). The increase in heart rate at one minute after suctioning was also significant (p=0.023). The increase in heart rate continued until 10 minutes after the endotracheal suction, but was not statistically significant In this study, endotracheal suctioning with hyperoxygenation and hyperinflation was effective in preventing a decrease in $PaO_2$ after suctioning, but not in preventing cardiac arrhythmias. Nurses should be aware of the complications of endotracheal suctioning and do effective hyperoxygenation and hyperinflation before and after suctioning. Further research is needed to develop a efficient endotracheal suction method which will minimize complications. This study needs to be replicated with different population of patients intubatted or having a tracheostomy, specifically, patients who cardiac or pulmonary desease.
Shin, Hong Ju;Song, Seunghwan;Shin, Yu Rim;Park, Han Ki;Park, Young Hwan
Journal of Chest Surgery
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제50권1호
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pp.41-43
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2017
A 38-year-old female patient with a history of tetralogy of Fallot repair at 10 years of age underwent pulmonary valve replacement with a mechanical prosthesis, tricuspid annuloplasty, and right ventricular outflow tract cryoablation due to pulmonary regurgitation, tricuspid regurgitation, and multiple premature ventricular contractions with sustained ventricular tachycardia. After surgery, she had an uneventful postoperative course with arrhythmia monitoring. She was discharged without incident, and a follow-up Holter examination showed a decrease in the number of ventricular ectopic beats from 702 to 41.
최근에 부정맥 환자가 증가하면서 머신러닝을 이용한 부정맥을 예측하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 많은 연구들은 특정한 시점의 RR 간격 데이터에서 추출한 특징변수 다변량 데이터에 기반하여 부정맥을 예측하였다. 본 연구에서는 심장 상태가 시간에 따라 변해가는 패턴도 부정맥 예측에 중요한 정보가 될 수 있다고 생각하여 일정한 시간 간격을 두고 특징변수의 다변량 벡터를 추출하여 쌓음으써 얻어지는 다변량 시계열 데이터로 부정맥을 예측하는 것의 유용성에 대해 살펴보았다. 1-Nearest Neighbor 방법과 그것을 앙상블(ensemble)한 learner를 중심으로 비교했을 경우 시계열의 특징을 고려한 적절한 시계열 거리함수를 선택하여 시계열 정보를 활용한 다변량 시계열 데이터 기반 방법의 분류 성능이 더 좋게 나오는 것을 확인하였다.
9개월 된 남환이 우연히 발견된 심장 종괴 때문에 내원하였다. 환자는 특별한 증상은 없었으며, 혈역학적 이상 증상도 없었다. 심초음파 검사상 상당히 커다란 좌심실 자유벽의 종괴가 보였으며, 그 종괴는 좌심실 유출로를 막고 있지는 않았다. 좌심실 자유벽 종괴를 최대한 절제하였고, 병리학적 진단은 심장 섬유종이었다. 수술 후 7개월 간의 추적 관찰 기간 동안 부정맥이나 종양의 재발은 보이지 않고 있다.
Premature atrial complex (PAC) and premature ventricular complex (PVC) are the most common arrhythmias. Most of them are benign, whereas some could be an initial sign of any underlying significant heart disease. Evaluation of daily burden and the presence of any association with underlying medical conditions are essential for proper assessment. Recently, newly developed electrocardiogram smart devices are widely available to document arrhythmias and identify correlations with symptoms. Management is required if the daily burden is high, patients are highly symptomatic, or significant structural heart disease is present. Antiarrhythmic drugs (AADs) are the first-line treatment, but if arrhythmias are drug-refractory or the patients are intolerable to AADs, catheter ablation is considered a good alternative in selected cases. In this paper, the proper diagnosis and management for PAC and PVC will be comprehensively reviewed.
부정맥 심전도 신호에는 전도장애 및 발생부위에 따라 다양한 비정상 모양을 띄는 특이심박들이 포함되어 있고, 이들 특이심박은 부정맥 등의 심장질환을 진단하는데 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 심실질환에 관련한 PVC 특이심박 검출 알고리즘을 제안한다. PVC 특이심박에서는 심전도 신호의 구성요소 가운데 QRS 군의 왜곡이 발생하는 특징이 있다. 따라서 QRS 군의 왜곡 정도에 따라 PVC 특이심박을 검출할 수 있다. 먼저 R-peak의 전위, 첨도, 주기를 사용하여 QRS 군의 왜곡을 정량화하고, 이들 값들의 평균과 표준편차를 이용하여 정상 심박과의 왜곡의 정도에 따라 PVC 특이심박을 검출한다. 제안한 알고리즘은 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스 중 심실질환과 관계되는 AAMI-V class 타입의 특이심박을 평균 98% 이상을 검출할 수 있었다.
부정맥 분류를 위한 기존 연구들은 분류의 정확성을 높이기 위해 신경회로망(Artificial Neural Network), 퍼지(Fuzzy), 기계학습(Machine Learning) 등을 이용한 방법이 연구되어 왔다. 특히 딥러닝은 신경회로망의 문제인 은닉층 개수의 한계를 해결함으로 인해 오류 역전파 알고리즘을 이용한 부정맥 분류에 가장 많이 사용되고 있다. 딥러닝 모델을 심전도 신호에 적용하기 위해서는 적절한 모델선택과 파라미터를 최적에 가깝게 선택할 필요가 있다. 본 연구에서는 심실 조기 수축 비트 검출을 위한 딥러닝 기반의 최적 파라미터 검출 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 잡음을 제거한 ECG신호에서 R파를 검출하고 QRS와 RR간격 세그먼트를 추출하였다. 이후 딥러닝을 통한 지도학습 방법으로 가중치를 학습시키고 검증데이터로 모델을 평가하였다. 제안된 방법의 타당성 평가를 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스를 통해 각 파라미터에 따른 딥러닝 모델로 훈련 및 검증 정확도를 확인하였다. 성능 평가 결과 R파의 평균 검출 성능은 99.77%, PVC는 97.84의 평균 분류율을 나타내었다.
Paeonol is a major component found in the Paeoniaceae family such as Paeonia suffruticosa Andrews. Paeonia suffruticosa Andrews has traditionally been used to enhance blood flow and relieve joint pain in east Asian countries including China, Korea and Japan. Current research has shown that paeonol blocked the voltage-gated sodium channel and L-type calcium channel. However, there is a lack of research to reveal the relation between cardiac function and blockade of ion channels by paeonol. Therefore, the aim of this study is to investigate whether paeonol has anti-arrhythmic effects via modulating cardiac ion channels. It is collected that the effects of paeonol on multiple ion channels such as the fast sodium channel and L-type calcium channel from published papers. To incorporate the information on multi-channel block, we computed the effects using the mathematical cardiac model of the guinea-pig and rat ventricular cells (Noble 1998 and 1991 model) and induced early after-depolarizations (EADs) to generate an arrhythmia in the whole heart. Paeonol slightly shortened the action potential duration in the normal cardiac ventricular action potential by the inhibition of sodium channel and L-type calcium channel. Paeonol presented the protective effect from EADs by the inactivation of sodium channel but not L-type calcium channel. Paeonol did not show any changes when it treated on normal ventricular cells through the inhibition of sodium channel, but the protective effect of paeonol through sodium channel on EADs was dose-dependent. These findings suggest that paeonol and its original plant may possess anti-arrhythmic activity, which implies their cardioprotective effects.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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