شناسایی کانون‌های آریتمی دهلیزی با استفاده از سیگنال ecg و تاثیر سیستم عصبی خودمختار

مقدمه: هر گونه اختلال در ریتم ضربان قلب را آریتمی قلبی می‌نامند. یکی از رایج‌ترین روش‌های درمان آریتمی قلبی، فرسایش با امواج رادیویی فرکانس بالا (ابلیشن) است. تعیین موقعیتی از قلب که باید تحت ابلیشن قرار گیرد، توسط پزشک متخصص در حین مطالعات الکتروفیزیولوژیک قلب (eps) و تحت تابش اشعه ایکس انجام می شود. سیگنال ecg ابزاری غیر‌تهاجمی، ایمن و سریع برای درک فعالیت الکتریکی قلب است. از سوی دیگر، سیستم عصبی قلب نیز فعالیت الکتریکی قلب را کنترل می‌کند. پژوهش حاضر در نظر دارد کانون آریتمی دهلیزی را با استفاده از ویژگی‌های سیگنال ecg شناسایی کند و تاثیر سیستم عصبی خودمختار در درمان آریتمی‌های قلبی را ارزیابی نماید. مواد و روش‌ها: 12 لید استاندارد سیگنال ecg بیماران مبتلا به آریتمی دهلیزی ثبت می‌شود. ضربان‌های هر سیگنال با استفاده از الگوریتم پن- تامپکینز جداسازی شده و ویژگی‌های هر ضربان توسط الگوریتم تجزیه به مولفه‌های مستقل (ica) استخراج می‌شود. بر اساس ویژگی‌های استخراج شده و تشکیل دیکشنری الگوریتم تجزیه تنک، موقعیت قرارگیری کانون‌های آریتمی در داخل دهلیز چپ، دهلیز راست و ناحیه بین دو دهلیز (سپتوم) تخمین زده می‌شود. عملکرد سیستم عصبی خودمختار نیز با استفاده از مشخصه‌های فرکانسی سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب (hrv) مورد بررسی قرار می‌گیرد. یافته‌ها: طبقه‌بندی ویژگی‌های هر ضربان سیگنال ecg از 52 بیمار، قرارگیری کانون‌های آریتمی را در داخل دهلیز راست، دهلیز چپ و سپتوم مشخص می‌کند. یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که آنالیز سیگنال ecg می‌تواند محل ابلیشن را در داخل دهلیز چپ یا راست با دقت بیش از 93 درصد تخمین بزند. بررسی تعادل سمپاتیک و پاراسمپاتیک در سیستم عصبی خودمختار با استفاده از آنالیز فرکانسی سیگنال hrv نشان می‌دهد که این سیستم نقش مهمی در تشدید یا بهبود آریتمی‌های قلبی دارد. نتیجه‌گیری: آنالیز سیگنال ecg بیماران مبتلا به تاکیکاردی دهلیزی یک ابزار مناسب و دقیق جهت شناسایی موقعیت قرارگیری کانون‌های آریتمی، قبل از مطالعات الکتروفیزیولوژیک و ابلیشن است. حفظ تعادل سیستم عصبی قلبی در درمان آریتمی موثر است و مطالعات بالینی بیشتر در این زمینه به افزایش اثربخشی درمان آریتمی قلبی کمک می‌کند.

identification of atrial arrhythmia foci using ecg signal and the effect of autonomic nervous system

introduction: any disturbance in the rhythm of the heartbeat is called cardiac arrhythmia. one of the most common methods of treating cardiac arrhythmias is radiofrequency ablation. determining the position of the heart to be ablated is performed by a specialist physician during electrophysiological studies of the heart (eps) and under x-ray radiation. ecg signal is a non-invasive, safe, and fast tool for understanding the electrical activity of the heart. on the other hand, the cardiac nervous system also controls the electrical activity of the heart. the present study aimed to identify focal atrial arrhythmia using ecg signal properties and to evaluate the effect of the autonomic nervous system in the treatment of cardiac arrhythmias. materials and methods: the standard 12-lead ecg signal was recorded in patients with atrial arrhythmia. the pulses of each signal are isolated by using the pan-tompkins algorithm and the properties of each pulse are extracted by the independent component analysis. based on the extracted features and dictionary of the sparse decomposition algorithm, the locations of the arrhythmia foci inside the left atrium, right atrium, and septum were estimated. the function of the autonomic nervous system was also examined using the frequency characteristics of the heart rate variability signal. results: the classification of the characteristics of each ecg signal from 52 patients determines the location of the arrhythmia foci within the right and left atrium and septum. findings show that ecg signal analysis can estimate the location of ablation in the left or right atrium with more than 93% accuracy. examination of sympathetic and parasympathetic balance in the autonomic nervous system using frequency analysis of hrv signal shows that this system plays an important role in exacerbating or improving cardiac arrhythmias. conclusion: ecg signal analysis of patients with atrial tachycardia is a suitable and accurate tool to identify the location of the arrhythmia foci before eps and ablation. maintaining the balance of the cardiovascular system is effective in treating arrhythmias and further clinical studies in this field will help increase the effectiveness of cardiac arrhythmia treatment.