Abstract
Background: Patients who develop critical arrhythmia during left ventricular assist device (LVAD) perfusion have a low survival rate. For diagnosis of unexpected heart abnormalities, new heart-monitoring methods are required for patients supported by LVAD perfusion. Ventricular electrocardiography using electrodes implanted in the ventricle to detect heart contractions is unsuitable if the heart is abnormal. Left ventricular impedance (LVI) is useful for monitoring heart movement but does not show abnormal action potential in the heart muscle
Objectives: To detect detailed abnormal heart conditions, we obtained ventricular electrocardiograms (v-ECGs) and LVI simultaneously in porcine models connected to LVADs
Methods: In the porcine models, electrodes were set on the heart apex and ascending aorta for real-time measurements of v-ECGs and LVI. As the carrier current frequency of the LVI was adjusted to 30 kHz, it was easily derived from the original v-ECG signal by using a high-pass filter (cutoff: 10 kHz). In addition, v-ECGs with a frequency band of 0.1 – 120 Hz were easily derived using a low-pass filter. Simultaneous v-ECG and LVI data were compared to detect heart volume changes during the Q-T period when the heart contracted. A new real-time algorithm for comparison of v-ECGs and LVI determined whether the porcine heartbeats were normal or abnormal. Several abnormal heartbeats were detected using the LVADs operating in asynchronous mode, most of which were premature ventricle contractions (PVCs). To evaluate the accuracy of the new method, the results obtained were compared to normal ECG data and cardiac output measured simultaneously using commercial devices
Results: The new method provided more accurate detection of abnormal heart movements. This method can be used for various heart diseases, even those in which the cardiac output is heavily affected by LVAD operation
چکیده
مقدمه:بیماران دارای آریتمی بحرانی در طول خونرسانی دستگاه کمک کننده بطن چپ(LVAD)، نرخ زنده ماندن وبقای پایینی دارند. برای تشخیص اختلالات غیر منتظره قلب، روش های نوین مانیتورینگ(نظارت) قلبی ای مورد نیاز است که بیماران توسط دستگاه خونرسانی LVAD پشتیبانی شوند. اگر قلب حالت غیر طبیعی داشته باشد نوار قلب بطن با استفاده از الکترودهای کاشته شده در بطن برای تشخیص انقباضات قلب، نامناسب است . امپدانس بطن چپ (LVI) برای مانیتورینگ حرکت قلب بسیار مفید است اما غیر طبیعی بودن پتانسیل عمل در ماهیچه قلب را نشان نمی دهد.
اهداف:برای تشخیص دقیق وضعیت غیر طبیعی قلب ، ما با وصل کردن LVADs در مدل های گوشت خوک به طور همزمان الکتروکاردیوگرام بطن (v-ECGs) و LVI (امپدانس بطن چپ) را بدست آوردیم.
روش ها:در مدل های گوشت خوک، الکترود هایی در راس قلب و آئورت صعودی برای اندازه گیری زمان واقعی از v-ECGs و LVI گذاشته شد. به عنوان حامل،جریان فرکانس LVI به 30 کیلو هرتز تنظیم شده بود، و آن را به راحتی از سیگنال اصلی V-ECG با استفاده از یک فیلتر بالا گذر (نقطه قطع:10کیلوهرتز) بدست آوردیم. به علاوه V-ECG با یک باند فرکانسی از 0.1 – 120Hz با استفاده از یک فیلتر پایین گذر به راحتی بدست آمده بود.هنگام انقباض قلب همزمان داده های V-ECG و LVI برای تشخیص تغییرات حجم قلب در طول دوره Q-T مقایسه شدند. یک الگوریتم جدید بی درنگ(پردازش داده به محض دریافت)برای مقایسه V-ECG و LVIمشخص می کند که آیا ضربان قلب خوک طبیعی بوده یا غیر طبیعی. چندین ضربان قلب غیر طبیعی با استفاده از عملیاتی کردن LVADs در حالت غیرهمزمان(آسنکرون) مشاهده شد، که اکثر آنها انقباضات زودرس بطنی (PVCS) بود. به منظور ارزیابی صحت روش جدید، نتایج به دست آمده با استفاده از دستگاه های تجاری، به طور همزمان داده های ECG طبیعی و برون ده قلبی مقایسه شدند.
نتایج:روش جدید، تشخیص دقیق تر حرکات غیر طبیعی قلب را فراهم می کند. این روش می تواند برای بیماری های مختلف قلبی مورد استفاده قرار گیرد، حتی کسانی که در آنها برون ده قلبی به شدت متاثر ازعملکرد LVAD است.