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光学标测是心脏电生理研究的一项基础工具。此类信号的处理并非易事，通常需要多个预处理和后处理步骤，以减少解读误差。现有软件包的功能分散在不同平台上，用户往往需要组合使用多个软件包才能进行深入分析。为此，我们开发了 CADENCE，这是一款基于 MATLAB 的开源应用程序，将功能广度（例如，SVD 去噪、传导速度、交替现象和标注后的转子）与分析深度（例如，针对电压和钙两种模态共提供 15 项相互独立的交替现象特征）整合到端到端流程中，涵盖数据转换、信号调理、特征提取和信号分析。我们在涵盖四种物种（大鼠、兔、猪和人）、三种组织制备方式（组织切片、心室楔形标本和全心）以及三种相机配置（单相机、双相机和全景）的数据集上展示了 CADENCE 的能力。我们使用三名盲法专家观察者对其进行了验证（15 颗心脏），结果显示其一致性与观察者间变异相当（APD80、激活时间和 CaTD80 的标准差比值分别为 1.07、0.95 和 0.89）。在 88 条具有 1:1 捕获的起搏记录中，84 条成功恢复了主导频率，中位误差为 0.03%。CADENCE 的代码已公开发布，并以编译后的独立应用程序形式分发，终端用户无需 MATLAB 许可证即可安装和运行，从而推动其在各实验室中的采用与标准化。
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CADENCE：用于心脏光学标测数据调理、特征提取、可视化与分析的开源软件
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Kedar Aras、Shaivi Pandey、Adedayo Adelakun、Ethan Minnella、Alexis Lichtenberger、Neelam Qadus、Luke Barnhart
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755844
Kedar Aras
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光学
标测是心脏电生理学研究中的一项基础工具。对这些信号进行处理并非易事，通常需要多个预处理和后处理步骤，以减少解读错误。现有软件包的功能分散于不同平台，用户需要组合使用多个软件包才能开展深入分析。为此，我们开发了 CADENCE，这是一款基于 MATLAB 的开源应用程序，将功能广度（如 SVD 去噪、传导速度、交替变化、带注释的转子）与分析深度（如针对电压和钙两种模态提供 15 项独立的交替变化特征）相结合，并构建了涵盖数据转换、信号调理、特征提取和信号分析的端到端流程。我们使用涵盖四个物种（大鼠、兔、猪和人类）、三种组织制备类型（组织切片、楔形组织和全心）以及三种相机配置（单相机、双相机和全景）的数据集，展示了 CADENCE 的功能。我们将 CADENCE 与三位盲法专家观察者的结果进行了验证（15 颗心脏），发现其一致性与观察者间变异程度相当（APD80、激动时间和 CaTD80 的标准差比值分别为 1.07、0.95 和 0.89）。在 88 条具有 1:1 捕获的起搏记录中，有 84 条成功恢复了主导频率，中位误差为 0.03%。CADENCE 的代码已公开，并以编译后的独立应用程序形式发布，最终用户无需 MATLAB 许可证即可安装和运行，以促进其在不同实验室中的采用和标准化。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://github.com/kedararas/Cadence
基金信息（已声明）
美国国立心肺血液研究所内部研究部，
https://ror.org/023ny1p48，R00HL148523，R01HL174461
版权
版权持有人为 国产成人
本文作者/资助方已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议公开。
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发布于 2026 年 10 月 8 日。
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CADENCE：用于心脏光学标测数据的信号调理、特征提取、可视化与分析的开源软件
Kedar Aras、Shaivi Pandey、Adedayo Adelakun、Ethan Minnella、Alexis Lichtenberger、Neelam Qadus、Luke Barnhart
bioRxiv
2026.09.30.755844；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755844
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Kedar Aras、Shaivi Pandey、Adedayo Adelakun、Ethan Minnella、Alexis Lichtenberger、Neelam Qadus、Luke Barnhart
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2026.09.30.755844；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.09.30.755844
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关键词：心脏光学标测 · 电生理信号处理 · 信号特征提取 · 开源分析软件 · 传导速度与交替现象
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.755844v1?rss=1