Machine Learning Approach to Detect Cardiac Arrhythmias in ECG Signals: A Survey

Cardiac arrhythmia is a condition when the heart rate is irregular either the beat is too slow or too fast. It occurs due to improper electrical impulses that coordinates the heart beats. Sudden cardiac death may occurs due to some dangerous arrhythmias conditions. Hence the main objective of the electrocardiogram (ECG) analysis is to detect the life-threatening arrhythmias accurately for appropriate treatment in order to save life. Since the last decades, several methods were reported for automatic ECG beat classifications. In this work, we present a systematic review of the current state-of-the-art methods used to detect cardiac arrhythmia using on ECG signals. It includes the signal decomposition, feature extraction and machine learning approaches used for automatic detection and decision making process. The articles covers the pre-processing, detection of QRS complex, feature extraction and classification of ECG beats. Based on the past studies, it is understood that the automated approach using computer-aided decision making process is highly required for real-time detection of cardiac arrhythmias. The advantages and limitations of different methods are discussed and also the future scopes is highlighted in the process of effective detection of cardiac arrhythmias. This study could be beneficial for researchers to analyze the existing state-of-art techniques used in detection of arrhythmia conditions.     

Effects of branched-chain amino acid supplement on knee peak torque and indicators of muscle damage following isokinetic exercise-induced delayed onset muscle soreness

[Purpose] This study aimed to investigate the effects of branched-chain amino acid (BCAA) supplement on delayed onset muscle soreness (DOMS) by analyzing the maximum muscle strength and indicators of muscle damage.[Methods] Twelve men with majors in physical education were assigned to the BCAA group and placebo group in a double-blinded design, and repeated measurements were conducted. DOMS was induced with an isokinetic exercise. Following BCAA administration, the changes in the knee extension peak torque, flexion peak torque, aspartate aminotransferase (AST), creatine kinase (CK), and lactate dehydrogenase (LDH) concentrations were analyzed. The maximum knee muscle strength was measured at the baseline (pre-D0) following BCAA administration for 5 days before exercise (-D5, -4D, -3D, -2D, -1D). In contrast, the post-treatment measurements (D3) were recorded after BCAA administration for 3 days (post-D0, D1, D2). Blood samples were obtained before (pre-D0), immediately after (post-D0), 24 h (D1), 48 h (D2), and 72 h (D3) after the exercise to analyze the indicators of muscle strength. BCAA was administered twice daily for 8 days (5 days and 3 days before inducing DOMS and during the experimental period, respectively).[Results] There was no difference in the flexion peak torque between the groups. However, the BCAA group showed a significantly higher extension peak torque at D3 (second isokinetic exercise), compared to the placebo group (p<.05). There was no difference in AST changes between the groups. Nonetheless, the CK and LDH were significantly reduced in the BCAA group, compared to the placebo group. There was no correlation between the extension peak torque and flexion peak torque. However, the CK and LDH increased proportionately in DOMS. Moreover, their concentrations significantly increased with a decreasing peak torque (p<.01).[Conclusion] An exercise-induced DOMS results in a decrease in the peak torque and a proportional increase in the CK and LDH concentrations. Moreover, the administration of BCAA inhibits the reduction of the extension peak torque and elevation of CK and LDH concentrations. Therefore, BCAA might be administered as a supplement to maintain the muscle strength and prevent muscle damage during vigorous exercises that may induce DOMS in sports settings.     

慢性乙型肝炎患者肠道菌群与肝脏生化指标的相关性

乙型肝炎病毒感染引起的慢性乙型肝炎 (Chronic hepatitis B,CHB) 是一种全球性流行疾病,严重时可引起肝功能衰竭,甚至发展成肝硬化和肝癌。也已发现CHB的发生和发展与肠道菌群的组成和结构的变化密切相关。为进一步探究肠道菌群结构与肝脏生化指标之间的联系,文中随机纳入14名CHB患者和11名健康对照者 (Control group,CN),分析其肝脏生化指标和肠道菌群的结构以及两者的相关性。结果发现CHB患者肝脏生化指标丙氨酸转氨酶 (Alanine transaminase,ALT)、总胆红素 (Total bilirubin,TBIL) 和γ-谷氨酰转移酶 (Gamma glutamyl transferase,GGT) 等的水平发生显著变化;普雷沃氏菌属Prevotella、劳特氏菌属Blautia、瘤胃球菌属Ruminococcus、Eubacterium eligens group等菌属失调;单形拟杆菌Bacteroides uniformis和Ruminococcus sp. 5_1_39BFAA可能与CHB患者的肝损伤相关,提示这些菌可能成为治疗CHB的新“切入点”。     

不同功率递增速率对正常人心肺运动试验整体功能的影响Ⅱ—亚极限运动相关指标的影响*

目的: 观察健康志愿者不同功率递增速率完成症状限制性极限心肺运动试验（CPET）对CPET亚极限运动相关核心指标的影响。方法: 选择12名健康志愿者在一周内不同工作天随机完成中等适度程度（30 W/min）及比较低（10 W/min）和比较高（60 W/min）3种不同功率递增速率CPET。按标准方法比较12名志愿者CPET亚极限运动相关核心指标：无氧阈（AT）、单位功率摄氧量（ΔVO₂/ΔWR）、摄氧通气有效性峰值平台（OUEP）、二氧化碳通气当量平均90 s最低值（Lowest VE/ VCO₂）、二氧化碳通气当量斜率（VE/ VCO₂ Slope）及截距（intercept）和无氧阈时的摄氧通气效率值（VO₂/ VE@AT）和无氧阈时的二氧化碳通气当量值（VE/ VCO₂@AT）。对三组不同功率递增速率下各个指标的差异组间两两比较。结果: 中等适度功率递增速率组与比较低和比较高功率递增速率组相比摄氧通气有效性峰值平台（42.22±4.76 vs 39.54±3.30 vs 39.29±4.29）和二氧化碳通气当量平均90 s最小值（24.13±2.88 vs 25.60±2.08 vs 26.06±3.05）明显好,差异有统计学意义（P<0.05）;比较低、比较高功率递增速率组与中等适度功率递增速率组相比,单位功率摄氧量显著升高和降低（（8.45±0.66 vs 10.04±0.58 vs 7.16±0.60）ml/（min·kg））,差异有统计学意义（P<0.05）;无氧阈值没有发生明显改变（（0.87±0.19 vs 0.87±0.19 vs 0.89±0.19）L/min）,差异无统计学意义（P>0.05）;结论: 比较低、比较高功率递增速率可以明显改变摄氧通气有效性、二氧化碳排出通气有效性、单位功率摄氧量等CPET亚极限运动相关指标;选择比较低和比较高的功率递增速率和适度功率递增速率CPET相比明显降低了健康个体的摄氧通气有效性和二氧化碳排出通气有效性。CPET规范化操作要求选择适合受试者的功率递增速率,这样得到的CPET亚极限相关指标才最能反应受试者的真实功能状态。     

盐酸右美托咪定联合盐酸罗哌卡因胸椎旁神经阻滞对肺癌根治术患者血清炎性因子和免疫学指标的影响

摘要 目的：探讨盐酸右美托咪定联合盐酸罗哌卡因胸椎旁神经阻滞（TPVB）对肺癌根治术患者血清炎性因子和免疫学指标的影响。方法：选取2018年4月~2020年4月期间于我院行肺癌根治术的患者400例,根据信封抽签法分为对照组和观察组,各200例,对照组给予盐酸罗哌卡因TPVB,观察组在对照组基础上联合盐酸右美托咪定,对比两组疼痛、炎性因子、免疫学指标、血流动力学及不良反应。结果：观察组术后6 h（T5）~术后48h（T8）时间点视觉模拟评分法（VAS）评分均低于对照组（P<0.05）。对照组插管后5 min（T1）~术毕（T3）时间点心率（HR）及平均动脉压（MAP）较麻醉诱导前（T0）时间点升高（P<0.013）,观察组T1~T3时间点HR、MAP低于对照组（P<0.05）。两组T8时间点白介素-6（IL-6）、C反应蛋白（CRP）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）均较T0下降,且观察组低于对照组（P<0.05）。两组T8时间点CD4⁺、CD4⁺/CD8⁺均较T0时间点下降,但观察组高于对照组（P<0.05）,CD8⁺均较T0时间点升高,但观察组低于对照组（P<0.05）。观察组不良反应总发生率低于对照组（P<0.05）。结论：盐酸右美托咪定联合盐酸罗哌卡因TPVB用于肺癌根治术患者,可稳定血流动力学,且可获得较好的镇痛效果,降低不良反应发生率,减轻术后炎性损伤及免疫抑制。     

益心康泰胶囊联合硫氮唑酮对不稳定型心绞痛患者心功能及血清ET-1、Hcy、cTnT水平的影响

摘要 目的：探讨益心康泰胶囊联合硫氮唑酮对不稳定型心绞痛（UAP）患者心功能及血清ET-1、Hcy、cTnT水平的影响。方法：选择2019年3月到2021年3月期间在我院接受治疗的UAP患者84例,按照随机数字表法分为研究组和对照组各42例,对照组给予阿司匹林、硝酸酯类、?茁-受体阻滞剂及他汀类药物等常规治疗,研究组在其基础上给予益心康泰胶囊联合硫氮唑酮治疗,两组均治疗30 d。对比两组患者的心绞痛疗效、心功能指标、血清学指标、心绞痛发作次数和持续时间、不良反应发生率。结果：研究组临床总有效率高于对照组（P<0.05）。研究组治疗后的QT间期离散度(QTd)、左室舒张末径(LVEDD)、左室收缩末径(LVESD)均低于对照组,而左室射血分数(LVEF)高于对照组 (P<0.05)。治疗后研究组心绞痛发作次数和持续时间均低于对照组（P<0.05）。治疗后研究组患者的血管内皮素1(ET-1)、同型半胱氨酸(Hcy)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)水平均低于对照组(P<0.05)。两组不良反应总发生率无明显差异（P>0.05）。结论：益心康泰胶囊联合硫氮唑酮治疗UAP患者疗效较好,能减少患者心绞痛持续时间和发作次数,增强患者的心功能,降低ET-1、Hcy、cTnT水平,且具有较好的安全性,具有一定临床应用价值。     

白细胞、C反应蛋白与凝血指标在哮喘发作期患儿的临床意义

摘要 目的：探讨白细胞（WBC）、C反应蛋白（CRP）与常见凝血指标凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）、纤维蛋白原（FIB）、凝血酶时间（TT）、抗凝血酶Ⅲ（ATⅢ）、D二聚体（D-D）在哮喘发作期儿童的临床意义。方法：选取发作期哮喘儿童,根据发作严重程度分为轻度、中度、重度3组。比较指标的组间差异,Pearson相关计算WBC、CRP与凝血指标的相关性,Logistic评估中度或重度哮喘发作期的影响因素。结果：全血WBC在中度组（12.02 ×10⁹ /L ± 4.61 ×10⁹ /L）显著高于轻度组（9.56 ×10⁹ /L ± 3.21 ×10⁹ /L,P < 0.05）,重度组（12.91×10⁹ /L ± 3.14 ×10⁹ /L）显著高于轻度组（9.56 ×10⁹ /L ± 3.21 ×10⁹ /L,P < 0.05）;重度组抗凝血酶ATⅢ（109% ± 13%）高于轻度组（99% ± 13%,P < 0.05）。WBC与FIB正相关（r = 0.297, P = 0.018）,CRP与TT（r = -0.330, P = 0.008）、ATⅢ（r = -0.375, P = 0.002）负相关,与FIB（r = 0.496, P = 0.001）、D-D（r = 0.326, P = 0.009）正相关。Logistic回归显示校正性别年龄的WBC影响重度组的比值比（OR）为1.602。结论：WBC和儿童哮喘发作严重程度有关,哮喘发作期儿童体内炎症状态与凝血指标存在一定关联。     

冠状动脉磁共振血管成像和CT对可疑冠心病患者心脏事件的预测价值的比较研究

摘要 目的：探讨与比较冠状动脉核磁共振(MR)血管成像和CT对可疑冠心病患者心脏事件的预测价值。方法：2018年4月到2020年10月选择在本院诊治的103例可疑冠心病患者作为研究对象,所有患者都给予冠状动脉MRI血管成像与64层螺旋CT冠状动脉成像检查,记录影像学特征。随访患者的预后并进行预测价值分析。结果：103例可疑冠心病患者随访到2021年4月1日,发生心血管不良终点事件23例(不良事件组),发生率为22.3%。不良事件组的MRI血管成像显示右冠状动脉血管长度与内径都低于非不良事件组(P<0.05)。不良事件组的CT显示斑块率、斑块性质等与非不良事件组对比差异有统计学意义(P<0.05),两组斑块位置对比差异无统计学意义(P>0.05)。多因素Cox回归分析显示斑块性质、斑块率、右冠状动脉血管长度与内径都为导致心血管不良终点事件的重要因素(P<0.05)。结论：冠状动脉MRI血管成像和CT都可有效预测可疑冠心病患者心脏事件发生情况,能满足临床诊断可疑冠心病与预测预后的要求。     

玉屏风颗粒联合西咪替丁对过敏性紫癜患儿临床疗效及外周血免疫学指标的影响

目的:探讨玉屏风颗粒联合西咪替丁对过敏性紫癜患儿临床疗效及外周血免疫学指标的影响。方法:选取2017年1月至2019年12月我院68例过敏性紫癜患儿为研究对象,根据随机化原则将受试儿进行分组,其中对照组34例患儿仅接受西咪替丁治疗,研究组45例患儿在对照组的基础上口服玉屏风颗粒治疗,比较两组的治疗效果、治疗前后外周血免疫学指标水平变化及用药安全性。结果:研究组临床治疗总有效率显著高于对照组(P<0.05),治疗前两组各免疫学指标及各炎性因子水平比较无统计学差异(P>0.05),治疗后两组各免疫学指标及各炎性因子水平较治疗前均明显降低,且研究组显著低于对照组(P<0.05),两组治疗期间不良反应发生率无差异(P>0.05)。结论:玉屏风颗粒联合西咪替丁可有效改善患儿的临床症状及外周血免疫学指标,疗效安全显著,值得在过敏性紫癜患儿治疗中应用及推广。     

LncRNA Kcnq1ot1/miR-214-3p/caspase-1通路调控高糖处理的心脏成纤维细胞焦亡

摘要 目的：探讨长链非编码RNA Kcnq1ot1在高糖处理的心脏成纤维细胞中调控焦亡的作用及具体机制。方法：培养C57BL/6乳鼠原代心脏成纤维细胞,分别用5.5 mM和30 mM葡萄糖培养,用免疫荧光、qRT-PCR和western blot方法检测NLRP3、caspase-1和IL-1β的表达。高糖处理的成纤维细胞抑制Kcnq1ot1,检测caspase-1的表达。生物信息学和荧光素酶报告基因检测验证与Kcnq1ot1和caspase-1存在共同互补结合位点的microRNA。应用qRT-PCR和western blot方法检测高糖诱导的心脏成纤维细胞干扰Kcnq1ot1后miR-214-3p的表达,以及过表达或干扰miR-214-3p后caspase-1的表达水平。高糖诱导的细胞单独干扰Kcnq1ot1或同时抑制Kcnq1ot1和miR-214-3p,检测caspase-1、NLRP3和IL-1?茁的表达水平。结果：高糖诱导的成纤维细胞中焦亡激活,Kcnq1ot1表达明显升高;抑制Kcnq1ot1后caspase-1表达显著下调。生物信息学和荧光素酶报告基因检测发现miR-214-3p与Kcnq1ot1和caspase-1存在共同互补结合位点。高糖诱导的心脏成纤维细胞干扰Kcnq1ot1后miR-214-3p表达升高;过表达 miR-214-3p 后caspase-1表达降低,抑制miR-214-3p后caspase-1表达升高。同时抑制Kcnq1ot1和miR-214-3p可逆转干扰Kcnq1ot1对caspase-1的降低作用。结论：干扰Kcnq1ot1能够通过抑制miR-214-3p/caspase-1信号转导通路,抑制高糖诱导的心脏成纤维细胞焦亡。