<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Physiol.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physiology</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Physiol.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">1664-042X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1624403</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2025.1624403</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physiology</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>ECG-based beat-to-beat assessment of AV node conduction properties during AF</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Karlsson et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1624403">10.3389/fphys.2025.1624403</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Karlsson</surname>
<given-names>Mattias</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1375874/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Plappert</surname>
<given-names>Felix</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1859485/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>Pyotr G.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1096957/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>&#xd6;stenson</surname>
<given-names>Sten</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2988668/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" equal-contrib="yes">
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>Mikael</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>&#x2020;</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1375931/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes" equal-contrib="yes">
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>Frida</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>&#x2020;</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/944452/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Systems and Data Analysis</institution>, <institution>Fraunhofer-Chalmers Centre</institution>, <addr-line>Gothenburg</addr-line>, <country>Sweden</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Department of Biomedical Engineering</institution>, <institution>Lund University</institution>, <addr-line>Lund</addr-line>, <country>Sweden</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Cardiology, Clinical Sciences</institution>, <institution>Lund University</institution>, <addr-line>Lund</addr-line>, <country>Sweden</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Department of Internal Medicine and Department of Clinical Physiology</institution>, <institution>Central Hospital Kristianstad</institution>, <addr-line>Kristianstad</addr-line>, <country>Sweden</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/9339/overview">Mark Potse</ext-link>, UMR5251 Institut de math&#xe9;matiques de Bordeaux (IMB), France</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/490432/overview">Michela Mas&#xe8;</ext-link>, University of Trento, Italy</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1496821/overview">Alba Martin Yebra</ext-link>, University of Zaragoza, Spain</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Frida Sandberg, <email>frida.sandberg@bme.lth.se</email>
</corresp>
<fn fn-type="equal" id="fn001">
<label>
<sup>&#x2020;</sup>
</label>
<p>These authors share last authorship</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>01</day>
<month>08</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2025</year>
</pub-date>
<volume>16</volume>
<elocation-id>1624403</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>07</day>
<month>05</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>04</day>
<month>07</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2025 Karlsson, Plappert, Platonov, &#xd6;stenson, Wallman and Sandberg.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Karlsson, Plappert, Platonov, &#xd6;stenson, Wallman and Sandberg</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<sec>
<title>Introduction</title>
<p>The refractory period and conduction delay of the atrioventricular (AV) node play a crucial role in regulating the heart rate during atrial fibrillation (AF). Beat-to-beat variations in these properties are known to be induced by the autonomic nervous system (ANS) but have previously not been assessable during AF. Assessing these could provide novel information for improved diagnosis, prognosis, and treatment on an individual basis.</p>
</sec>
<sec>
<title>Methods</title>
<p>To estimate AV nodal conduction properties with beat-to-beat resolution, we propose a methodology comprising a network model of the AV node, a particle filter, and a smoothing algorithm. The methodology was evaluated using simulated data and using synchronized electrogram (EGM) and ECG recordings from five patients in the intracardiac atrial fibrillation database. The methodology&#x2019;s ability to quantify ANS-induced changes in AV node conduction properties was evaluated by analyzing ECG data from 21 patients in AF undergoing a tilt test protocol.</p>
</sec>
<sec>
<title>Results</title>
<p>The estimated refractory period and conduction delay matched the simulated ground truth based on ECG recordings with a mean absolute error (<inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> std) of 169<inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>14 ms for the refractory period in the fast pathway; 131<inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>13 ms for the conduction delay in the fast pathway; 67<inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>10 ms for the refractory period in the slow pathway; and 178<inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>28 ms for the conduction delay in the slow pathway. These errors decreased when using simulated ground truth based on EGM recordings. Moreover, a decrease in conduction delay and refractory period in response to head-up tilt was seen during the tilt test protocol, as expected under sympathetic activation.</p>
</sec>
<sec>
<title>Discussion</title>
<p>These results suggest that beat-to-beat estimation of AV nodal conduction properties during AF from ECG is feasible, with different levels of uncertainty, and that the estimated properties agree with expected AV nodal modulation.</p>
</sec>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>atrial fibrillation</kwd>
<kwd>atrioventricular node model</kwd>
<kwd>mathematical modeling</kwd>
<kwd>particle filter</kwd>
<kwd>smoothing algorithm</kwd>
<kwd>autonomic nervous system</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Cardiac Electrophysiology</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Atrial fibrillation (AF), characterized by disorganized electrical activity in the atria, is the most common sustained cardiac arrhythmia with an estimated prevalence between 2% and 4% globally (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Benjamin et al., 2019</xref>). The disorganized electrical activity in the atria leads to rapid and irregular contraction of the atria and ventricles, resulting in an increased risk of mortality, predominantly due to heart failure or stroke (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Andrew et al., 2013</xref>). Despite extensive research on AF, very little robust evidence exists to inform the best type and intensity of rate control treatment on an individual level (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Hindricks et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Al-Khatib et al., 2014</xref>).</p>
<p>The atrioventricular (AV) node normally functions as the sole electrical connection between the atria and ventricles. During AF, the AV node plays a crucial role in protecting the ventricles from the rapid and irregular impulses originating in the atria. This function is accomplished through two distinct pathways; the fast pathway (FP) and the slow pathway (SP), which converge at the Bundle of His (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Kurian et al., 2010</xref>). The FP conducts impulses faster than SP but has a longer refractory period. Depending on the refractoriness of its pathways, the AV node can either block an incoming impulse or send it through with a conduction delay. Therefore, the refractory period and conduction delay of the two pathways &#x2013; here denoted <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> [<inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>] &#x2013; are critical determinants of its filtering capability. The AV node thus serves an essential role in regulating the heart rate during AF, and can functionally be characterized by its properties <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The autonomic nervous system (ANS) has been shown to contribute to the initiation and maintenance of AF (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Shen and Zipes, 2014</xref>), suggesting that inter-patient variability in ANS activity might influence individual responses to AF treatment. During normal sinus rhythm, the ANS affects the heart rate primarily through changes to the sinus node automaticity, which can be quantified using heart rate variability (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Shaffer and Ginsberg, 2017</xref>). However, during AF, the disorganized electrical activity in the atria overrides the organized electrical signals from the sinus node, preventing it from regulating the heart rate. Instead, the ANS affects the heart rate primarily through changes to the atrial fibrillatory rate and AV node conduction properties. Therefore, heart rate variability is not applicable as a tool for quantifying ANS modulation during AF. As an alternative, modulation of AV nodal function could be used to quantify the ANS function during AF. Since the AV node function mainly depends on the refractory period and conduction delay of the two pathways, estimating beat-to-beat changes to these properties might give insights into the ANS function.</p>
<p>Assessing the AV-nodal function under AF is a complex task, since its behavior is influenced by multiple factors such as atrial impulses, autonomic modulation, as well as its intrinsic dynamics and structure. Thus, standard signal processing tools are insufficient, and a model-based analysis is required. Several mathematical models of the AV node have previously been proposed with varying complexity tailored to different intents, including but not limited to <xref ref-type="bibr" rid="B18">J&#xf8;rgensen et al. (2002)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">Mangin et al. (2005)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">Inada et al. (2009)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">Climent et al. (2011)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B26">Mas&#xe8; et al. (2015)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B14">Henriksson et al. (2015)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">Ryzhii and Ryzhii (2023)</xref>. For clinical application on an individual level, a model should ideally have parameters identifiable from non-invasive recordings. To the best of our knowledge, the only model incorporating the refractory period and conduction delay of both pathways while simultaneously allowing for identification of model parameters based on non-invasive recordings is our previously proposed model (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Karlsson et al., 2021</xref>). Using this model, the individual 24-h trends of the AV node properties <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have previously been estimated with a temporal resolution of 10 min using an error function based on the Poincar&#xe9; plot of the RR interval series (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Karlsson et al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B19">2024</xref>). However, the ANS is known to modulate AV node conduction with beat-to-beat resolution (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Leffler et al., 1994</xref>). Thus, beat-to-beat resolution of the AV node conduction property estimates would be preferable for studying the ANS.</p>
<p>Because the Poincar&#xe9; plot relies on statistical information gathered over a sequence of multiple heartbeats, it is of limited use for beat-to-beat analysis. To increase temporal resolution, we propose a particle filter to estimate <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with beat-to-beat resolution using our previously proposed model of the AV node (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Karlsson et al., 2021</xref>). Particle filters approximate the solution to the filtering problem &#x2013; estimating the current state of a system (<inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in our case) based on past and current observations. Due to their ability to leverage information from previous time points effectively, particle filters are suitable for beat-to-beat estimation. Particle filters have proven especially powerful for nonlinear and non-Gaussian problems, and have previously been used for, e.g., atrial flutter detection (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Lee et al., 2013</xref>), to robustly track heart rate (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Nathan and Jafari, 2017</xref>), and to automatically annotate ultrasound videos of the fetal heart (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Bridge et al., 2017</xref>). Moreover, by combining the resulting estimates from a particle filter with a smoothing algorithm, estimates of the current state of a system based on past, current, and future observations can be obtained (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Chopin and Papaspiliopoulos, 2020</xref>).</p>
<p>This study aims to present and evaluate two particle filter-based frameworks for beat-to-beat assessment of AV node conduction properties, based on intracardiac electrogram (EGM) and ECG data, respectively. The evaluation is done in three steps. Step one is to evaluate the estimation accuracy for the EGM and ECG-based methods on simulated data. Step two is to compare the estimates obtained from synchronized ECG and EGM measurements to estimates derived from ECG measurements only. Finally, step three is to analyze the dynamics of the AV node properties during a tilt test protocol using ECG recordings from 21 patients in order to evaluate the method&#x2019;s ability to quantify expected changes in AV node conduction properties.</p>
</sec>
<sec sec-type="materials|methods" id="s2">
<title>2 Materials and methods</title>
<p>The data used in this study are described in <xref ref-type="sec" rid="s2-1">Section 2.1</xref>, and are followed by a description of the signal processing used to derive an atrial activation time series (AA series) and a ventricular activation time series (RR series) from the EGM and ECG recordings, in <xref ref-type="sec" rid="s2-2">Section 2.2</xref>. Furthermore, the network model of the AV node is described in <xref ref-type="sec" rid="s2-3">Section 2.3</xref>, and the computation of the posterior distribution of <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using a particle filter is described in <xref ref-type="sec" rid="s2-4-1">Sections 2.4.1</xref>, <xref ref-type="sec" rid="s2-4-2">2.4.2</xref>. Finally, the posterior estimates are refined using a smoothing algorithm, as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-4-3">Section 2.4.3</xref>.</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Datasets</title>
<p>Two previously obtained datasets are used in this study. The publicly available intracardiac atrial fibrillation database (iafdb) provides synchronized EGM and ECG measurements during AF and is used to assess coherence between EGM and ECG-based estimates of <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Goldberger et al., 2000</xref>). Additionally, ECG recordings from a previously conducted tilt test study are used to study modulation of the AV node properties in response to changes in ANS activity (<xref ref-type="bibr" rid="B29">&#xd6;stenson et al., 2017</xref>).</p>
<sec id="s2-1-1">
<title>2.1.1 Intracardiac atrial fibrillation database</title>
<p>The iafdb data consist of EGM recordings from four separate regions of the right atrium with synchronized three-lead ECG from eight patients with AF or flutter, sampled at 1,000 Hz (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Goldberger et al., 2000</xref>). The recordings at the tip of the tricuspid valve annulus are used in this study, due to its proximity to the AV-node entrance. Five recordings contain solely AF and were selected for analysis, with an average patient age of 73 <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 10 years, 60% male, and an average signal duration of 58 <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 7 s. In addition, recordings with the catheter resting against the atrial free wall are used to create realistic simulated data, described in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S1</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2-1-2">
<title>2.1.2 Tilt test study</title>
<p>The tilt test study includes ECG recordings from 40 patients with persistent AF (<xref ref-type="bibr" rid="B29">&#xd6;stenson et al., 2017</xref>). For the current study, data with sufficient quality from 21 patients were used (average age of 67 <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 7 years, and 67% male). Eleven patients were excluded due to missing ECG data, five due to the inability of the CardioLund software to detect R peaks (see <xref ref-type="sec" rid="s2-2-1">Section 2.2.1</xref>) and three due to failure to extract f-waves (see <xref ref-type="sec" rid="s2-2-2">Section 2.2.2</xref>). The tilt test protocol involved standard 12-lead ECG recordings taken between 1 and 3 PM in a quiet room. Participants transitioned from supine position after approximately 5 min to head-down tilt (HDT) position (&#x2212;30&#xb0;) for approximately 5 minutes before finally a head-up tilt (HUT) position (&#x2b;60&#xb0;) for approximately 5 minutes.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Signal processing</title>
<p>The frameworks presented in this study for assessing the AV node conduction properties with beat-to-beat resolution rely on simultaneous analysis of the RR and AA series. These are obtained using different signal processing methods depending on whether synchronized EGM and ECG recordings are available, or only ECG recordings, as described below.</p>
<sec id="s2-2-1">
<title>2.2.1 RR and AA series from synchronized EGM and ECG</title>
<p>The synchronized ECG and EGM recordings from the iafdb were used to derive the RR and AA series. The RR series is extracted using R-peak detection performed by the CardioLund ECG parser (<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://www.cardiolund.com">www.cardiolund.com</ext-link>). The AA series is extracted from the EGM recordings using an iterative method (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Ng et al., 2013</xref>) following average beat subtraction-based ventricular far-field cancellation and standard pre-processing (<xref ref-type="bibr" rid="B34">Shkurovich et al., 1998</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B7">Botteron and Smith, 1995</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s2-2-2">
<title>2.2.2 RR and AA series from ECG</title>
<p>Using solely ECG, the RR series is again extracted from the R-peak detection performed by the CardioLund ECG parser. However, the AA series cannot be extracted from the ECG. Instead, multiple AA series are generated for each RR interval based on the f-wave characteristics of the corresponding ECG segment. Each AA series, denoted <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is generated by a Gaussian random walk described by a mean <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and standard deviation <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Both <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are estimated based on the f-wave signal extracted from the ECG by applying QRST-cancellation using the CardioLund ECG parser, before a harmonic model (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Henriksson et al., 2018</xref>) is fitted to the f-waves to estimate the f-wave frequency and a signal quality index <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, sampled at 50 Hz, as described by <xref ref-type="bibr" rid="B1">Abdollahpur et al. (2022)</xref>. For each RR interval, the mean <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and standard deviation <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the inverse f-wave frequency are calculated, as well as the <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Subsequently, <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is drawn from <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>max</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where a <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> greater than 0.3 is deemed sufficient based on previous studies (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Henriksson et al., 2018</xref>), and the exponent 4 is chosen to get a quadratic decrease on the variance for <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> below 0.3. Further, <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is set to <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where the factor 4 is chosen empirically.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>2.3 Network model of the AV node</title>
<p>Our previously introduced network model of the AV node (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Karlsson et al., 2021</xref>) describes it as two pathways (FP and SP). Each pathway comprises 10 nodes, interconnected with a coupling node at the end, which can transmit impulses to the ventricles (see <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>). Each node corresponds anatomically to a localized section of its respective pathway, while the coupling node represents the Purkinje fibers and Bundle of His (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Kurian et al., 2010</xref>).</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>A schematic representation of the network model where the yellow node represents the coupling node, the red nodes the SP, the green nodes the FP, and arrows the direction for impulse conduction. For readability, only a subset of the 21 nodes is shown (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Karlsson et al., 2021</xref>).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g001.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Diagram illustrating a cardiac conduction model. Input as AA interval series leads from Atria through AV node's slow and fast pathways. Paths converge at a coupling node, proceeding to output as RR interval series in the Ventricles.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>The AA series extracted from data (see <xref ref-type="sec" rid="s2-2">Section 2.2</xref>) arrives at the first nodes of the FP and the SP simultaneously. Each node can be refractory (blocking impulses) or non-refractory (transmitting impulses). Transmitted impulses arrive at adjacent nodes with an added conduction delay, and nodes immediately become refractory after transmitting an impulse. The refractory period <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and conduction delay <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for node <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are updated for each incoming impulse <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> according to <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equations 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref>,<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the diastolic interval preceding impulse <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the arrival time of impulse <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at node <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. When <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the node is in its refractory state and will block incoming impulses. Each pathway has three parameters for the refractory period and three for the conduction delay, totaling 12 model parameters <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<inline-formula id="inf946">
<mml:math id="m949">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The coupling node&#x2019;s refractory period is fixed to the shortest RR interval in the data used for estimation minus 50 ms, and its conduction delay is fixed at 60 ms (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Karlsson et al., 2021</xref>).</p>
<p>The model is evaluated using a modified version of Dijkstra&#x2019;s algorithm (<xref ref-type="bibr" rid="B35">Wallman and Sandberg, 2018</xref>). Impulses are propagated through the network in an event-based fashion where the impulse with the lowest <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in a queue <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of impulses is propagated next (or blocked depending on <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Three types of data are needed to run the model. First, the parameter vector <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is necessary, corresponding to the properties of the AV node. Second, the queue <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is required, where each impulse is represented by a tuple containing arrival time <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and node index <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These impulses can arrive from the atria or from a transmitting node within the model. The atrial activation times from an AA series are placed in <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with corresponding node index for the first nodes in the slow and fast pathway. Finally, a vector containing the repolarization times <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each of the 21 nodes in the model is needed, corresponding to the end of the diastolic interval <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The model code and a basic user example can be found at <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model">https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model</ext-link>.</p>
<p>The AV node model parameters <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are assumed to be fixed between two heartbeats and the corresponding AV node conduction properties <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are estimated in the following way: for a given pathway, e.g., FP, <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are estimated as the medians of all of <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>) in the time interval, with <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> multiplied by 10 to account for the cumulative delay of the whole pathway. Values for SP are computed analogously.</p>
</sec>
<sec id="s2-4">
<title>2.4 Parameter estimation</title>
<p>To estimate <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with beat-to-beat resolution, a particle filter is first used to solve the filtering problem &#x2013; estimating the current state of the system based on current and past observations &#x2013; before a smoothing algorithm is applied to the estimated states to solve the smoothing problem &#x2013; estimating the current state of the system based on current, past, and future observations. Moreover, two versions of the particle filter were developed, one designed for RR and AA series extracted from ECG and EGM recordings (EGM-PF), and one designed for AA series generated based on the f-wave frequencies and RR series extracted from the ECG (ECG-PF).</p>
<sec id="s2-4-1">
<title>2.4.1 EGM-particle filter</title>
<p>A basic particle filter can be described by its four phases: initialization, weighting, resampling, and propagation. These phases all affect the particles in the particle filter. In this work, each particle corresponds to a model parameter vector <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the RR interval index (also referred to as time step) and <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the particle index. The EGM-PF is initialized by drawing <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,000,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> particles independently from a twelve-dimensional uniform distribution (ranges found in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S2</xref>), where particles with an SP refractory period greater than the FP refractory period or an SP conduction delay less than the FP conduction delay are excluded. Initialization is followed by a weighting phase. This starts by evaluating all <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with the model, using the current repolarization times <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the current queue <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> filled by the AA series extracted from the EGM, until each particle has generated a ventricular activation at time <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, i.e., a simulated heartbeat. The resulting <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the time of each new heartbeat <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is saved. After all <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> particles in the filter have been used to simulate heartbeats, each <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is used together with the time of the true heartbeat <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to calculate the weight <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of particle <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The weight is related to the probability that <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was drawn from a normal distribution with zero mean and standard deviation <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, i.e.,<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was set to 30 ms to account for uncertainties in R wave detection. After all <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> weights have been calculated, they are further normalized by the sum of all weights. The weighting phase is followed by a resampling phase, where new particles <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with corresponding <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are drawn with replacement from <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with probability proportional to their weights, thereby approximating the posterior distribution at time step <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the subsequent propagation phase, each particle is propagated one time step forward by adding normally distributed noise drawn from <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Details on <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the propagation phase are found in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S2</xref>. The propagation phase is followed by a new weighting phase. The resampling, propagation, and weighting are repeated sequentially for each time step, from <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the last time step. The pseudo-code for the EGM-PF is shown in <xref ref-type="statement" rid="Algorithm_1">Algorithm 1</xref>.</p>
<p>
<statement content-type="algorithm" id="Algorithm_1">
<label>Algorithm 1</label>
<p>EGM-particle filter.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>Initialization (k &#x3d; 1):</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Sample <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with exclusion criteria described in <xref ref-type="sec" rid="s2-4-1">Section 2.4.1</xref>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>Weighting:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Simulate <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by running the model with <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Save <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at ventricular activation time <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Compute <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>end</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Normalize <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>for</bold> <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Resampling:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Generate <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by resampling <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Propagation:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Sample <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Weighting:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Simulate <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by running the model with <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Save <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at ventricular activation time <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Compute <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>).</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>end</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Normalize <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>end</bold>
</p>
</list-item>
</list>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s2-4-2">
<title>2.4.2 ECG-particle filter</title>
<p>Similar to the EGM-PF, the ECG-PF is described by its four phases: initialization, weighting, resampling, and propagation. In contrast to the EGM-PF, the atrial activity is not fully known from the ECG. To evaluate several possible AA series, <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>40,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> particles are first independently drawn from the same twelve-dimensional uniform distribution as the EGM-PF during initialization, after which <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> copies of each particle are created <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Additionally, normally distributed noise drawn from <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is added to each particle, with previously defined <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S2</xref>). This creates <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> unique particles, identical to the number of particles in the EGM-PF.</p>
<p>Each unique particle is evaluated with a different AA series <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with each <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> generated by a Gaussian random walk, as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-2-2">Section 2.2.2</xref>. For the first time step, each particle is evaluated by running the model with <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> until the first ventricular activation has been simulated <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For the following time steps <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the AA series <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is generated based on a Gaussian random walk (see <xref ref-type="sec" rid="s2-2-2">Section 2.2.2</xref>), with an added impulse at time zero. However, the arrival time of the first impulse is set to the arrival time of the atrial impulse leading to <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, denoted <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, so that <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Moreover, each particle is evaluated by running the model until two ventricular activations have been simulated (<inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Before the time <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the parameter vector <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is used to evaluate the model, whereas <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is used after <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. Around 98% of the time, <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is equal to <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and particles where <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> differ from <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are excluded. Consequently, when running the particle filter, <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is equivalent to <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, impulses in <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that arrive after <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> do not affect <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the particle filter and thus do not affect the probability of being selected for the previous resampling. Hence, these impulses should not affect <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. To ensure this, re-running the previous time step in this manner was performed.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>An AA series <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and corresponding time series of simulated ventricular activations (<inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), where <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> leads to <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Note that it is not necessarily the first AA impulse after a ventricular activation that leads to the next ventricular activation since impulses may be blocked.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g002.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Diagram showing a sequence from \( a_{k-1,j} \) to \( a_{k,j} \), marked by circles and crosses on a line labeled \( \alpha_{k,j} \). Dashed lines indicate transitions. Below, \( \hat{R}R \) is shown with two sections marked \( \hat{V}'_{k-1,j} \) and \( \hat{V}_{k,j} \), labeled &#x22;Simulating using \( \theta_{k-1,j} \)&#x22; and &#x22;Simulating using \( \theta_{k,j} \)&#x22; respectively.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>After <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has been generated by the model, values for <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are saved for each particle. As for the EGM-PF, each <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is used together with a corresponding measured value <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref> to calculate the weight <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>In the resampling phase, <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> new particles with corresponding <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are drawn with replacement from <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on their weights, before <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> copies of each particle are created. Normally distributed noise drawn from <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is added to each of the copied particles, which functions as the propagation phase, thereby creating <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The propagation phase is followed by a new weighting phase before the resampling, propagation, and weighting are repeated sequentially for each time step, from <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The pseudo-code for the ECG-PF is shown in <xref ref-type="statement" rid="Algorithm_2">Algorithm 2</xref>. In addition, Matlab code with a usage example can be found at <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model">https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model</ext-link>.</p>
<p>
<statement content-type="algorithm" id="Algorithm_2">
<label>Algorithm 2</label>
<p>ECG-particle filter. Differences from the EGM-PF are marked with &#x2018;&#x2a;&#x2018;.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>Initialization (k &#x3d; 1):</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Sample <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with exclusion criteria described in <xref ref-type="sec" rid="s2-4-1">Section 2.4.1</xref>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2a; Copy <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> times to generate <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2a; Sample <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>Weighting:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2a; Simulate <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by running the model with <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Save <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at ventricular activation time <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Compute <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>end</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Normalize <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>for</bold> <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Resampling:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Generate <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by resampling <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2a;  Copy <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> times to generate <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Propagation:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Sample <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Weighting:</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2a;  Simulate <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by running the model as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-4-2">Section 2.4.2</xref> with <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> generated as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-2-2">Section 2.2.2</xref>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  Compute <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Equation 4</xref>).</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>end</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> Normalize <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>end</bold>
</p>
</list-item>
</list>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s2-4-3">
<title>2.4.3 Smoothing algorithm</title>
<p>The combined particle filter and smoothing algorithm utilized in this work is commonly referred to as the forward filtering backward sampling algorithm (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Chopin and Papaspiliopoulos, 2020</xref>). The smoothing algorithm is applied after either the EGM-PF or the ECG-PF, and functions as the backward sampling step.</p>
<p>Starting at the last time step <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, one of the <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> particles is selected with probability proportional to <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and denoted <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a vector of indices. The algorithm continues iteratively from time step <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The weights are updated based on the likelihood that <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> originates from the selected particle at the time step of the previous iteration <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with previously defined <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S2</xref>), according to <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref>.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>A new particle <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is selected with probability proportional to <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and assigned to <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. After completion, the vector <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> contains one trajectory of indices corresponding to parameters <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sampled from the smoothing probability density function. Running the smoothing algorithm <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>20,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> times generates <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> trajectories <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, all sampled from the smoothing probability density function. The pseudo-code for the smoothing algorithm is shown in <xref ref-type="statement" rid="Algorithm_3">Algorithm 3</xref>. Since each simulated heartbeat is associated with a <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see <xref ref-type="sec" rid="s2-3">Section 2.3</xref>), the <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> trajectories <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> also yield <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> trajectories of <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sampled from the smoothing probability density function. These are used as estimates of the posterior distribution of the AV node conduction delays and refractory periods and denoted <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<statement content-type="algorithm" id="Algorithm_3">
<label>Algorithm 3</label>
<p>Smoothing algorithm.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>Initialization (k &#x3d; K):</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Sample</bold> <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to 1 <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>for</bold> <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>  <bold>Update weights:</bold> <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref>)</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>end</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p> <bold>Sample:</bold> <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>end</bold>
</p>
</list-item>
</list>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2-5">
<title>2.5 Evaluation of particle filters</title>
<p>To evaluate the accuracy of the proposed methodology, estimates obtained using the EGM-PF <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and ECG-PF <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, are compared with the corresponding ground truth from the simulations. Recordings from the iafdb (see <xref ref-type="sec" rid="s2-1-1">Section 2.1.1</xref>) are used to create realistic simulated data, as described in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Section S1</xref>. This results in 50 model parameter trends <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with associated AA series and f-waves, needed for the EGM-PF and ECG-PF, respectively. Each parameter trend <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with corresponding AA series was used to simulate an RR series of 1 min duration with associated ground truth AV node conduction property trends <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>To compute the most probable value at each time step <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each AV node property, the mode of the estimated trends <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is computed and compared to the mode of the ground truth <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The mode is obtained independently for each time step <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by sorting the <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> values into histogram bins with 5 ms width before identifying the center of the histogram bin with the highest count, resulting in <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The bin width of 5 ms was chosen to strike a balance between temporal resolution and robustness to noise in the estimated distributions. The average <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-norm <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, between <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, for each AV node property in each simulation is used to quantify how well the most probable estimate aligns with the ground truth. To facilitate comparison between the AV node conduction properties, <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is also normalized to a percentage by dividing by the range between the highest and lowest values for each property in the simulations <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, denoted <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (values found in <xref ref-type="sec" rid="s13">Supplementary Material S1</xref>). In addition, <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are averaged over each 1-min simulation, and the <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-norm between the averages, denoted <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is used to evaluate how well the proposed methodology performs with a temporal resolution of 1 min.</p>
<p>Furthermore, the percentage of heartbeats for which the 95% credibility region covered <inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, denoted <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is calculated by finding the values at the 2.5th and 97.5th percentiles of <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and evaluating how often <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> lies in between. In theory, this should converge towards 95% as the number of samples grows.</p>
</sec>
<sec id="s2-6">
<title>2.6 Analysis of iafdb data</title>
<p>EGM recordings from the tip of the tricuspid valve annulus with synchronized ECG recordings, as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-1-1">Section 2.1.1</xref>, are analyzed to compare the concordance between the resulting estimates from the EGM-PF and the ECG-PF. The <inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are estimated using the two particle filters and the smoothing algorithm before <inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are calculated as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-5">Section 2.5</xref>. The concordance between <inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is visualized using the Bland&#x2013;Altman plot.</p>
</sec>
<sec id="s2-7">
<title>2.7 Analysis of tilt test data</title>
<p>ECG recordings from a tilt test protocol, as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-1-2">Section 2.1.2</xref>, are analyzed to evaluate the method&#x2019;s ability to quantify expected changes in AV node characteristics. First, <inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is estimated using the ECG-PF and smoothing algorithm, before <inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated as described in <xref ref-type="sec" rid="s2-5">Section 2.5</xref>. Further, for each patient, <inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is averaged over each tilt phase to obtain <inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m285">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HDT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m286">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HUT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which are used to analyze changes between phases.</p>
</sec>
<sec id="s2-8">
<title>2.8 Statistical analysis</title>
<p>The paired one-sided Wilcoxon signed rank test is used to quantify significant increase or decrease in this study, since the data do not generally follow a normal distribution according to the Shapiro-Wilk test <inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m287">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This includes the paired significance test between <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m288">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf284">
<mml:math id="m289">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf285">
<mml:math id="m290">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf286">
<mml:math id="m291">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtained using <inline-formula id="inf287">
<mml:math id="m292">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf288">
<mml:math id="m293">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, as well as the paired difference between <inline-formula id="inf289">
<mml:math id="m294">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf290">
<mml:math id="m295">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HDT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and between <inline-formula id="inf291">
<mml:math id="m296">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf292">
<mml:math id="m297">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HUT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="results" id="s3">
<title>3 Results</title>
<p>To recapitulate, three datasets were used in this study. The simulated data (see <xref ref-type="sec" rid="s2-5">Section 2.5</xref>) are used to evaluate the estimation accuracy for the EGM and ECG-based methods. The iafdb recordings (see <xref ref-type="sec" rid="s2-1-1">Section 2.1.1</xref>) are used to compare the estimates obtained from synchronized EGM and ECG recordings. The tilt recordings (see <xref ref-type="sec" rid="s2-1-2">Section 2.1.2</xref>) are used to evaluate the method&#x2019;s ability to quantify expected changes in AV node characteristics.</p>
<p>The computation time (performed on a desktop computer with a Ryzen 9 5900X CPU, using the twelve cores in parallel) to obtain posterior distributions <inline-formula id="inf293">
<mml:math id="m298">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf294">
<mml:math id="m299">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was on average 3.7 and 17.5 min per minute of data, respectively.</p>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Evaluation of particle filters</title>
<p>An example of <inline-formula id="inf295">
<mml:math id="m300">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf296">
<mml:math id="m301">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, estimated from simulated data, with corresponding ground truth <inline-formula id="inf297">
<mml:math id="m302">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is displayed in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. The shown example displays typical patterns, such as the estimates of <inline-formula id="inf298">
<mml:math id="m303">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> having a more narrow credibility region compared to the estimates of <inline-formula id="inf299">
<mml:math id="m304">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf300">
<mml:math id="m305">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and, <inline-formula id="inf301">
<mml:math id="m306">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as well as more accurate tracking of changes for <inline-formula id="inf302">
<mml:math id="m307">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> estimates (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3d</xref>) obtained from EGM recordings compared to ECG recordings. Moreover, neither PF-EGM nor PF-ECG managed to capture fast changes in <inline-formula id="inf303">
<mml:math id="m308">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf304">
<mml:math id="m309">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf305">
<mml:math id="m310">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3a,c</xref>).</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>AV node estimates <inline-formula id="inf306">
<mml:math id="m311">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (blue) and <inline-formula id="inf307">
<mml:math id="m312">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (red) obtained based on simulated data and corresponding ground truth <inline-formula id="inf308">
<mml:math id="m313">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (black): <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf309">
<mml:math id="m314">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf310">
<mml:math id="m315">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf311">
<mml:math id="m316">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf312">
<mml:math id="m317">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For comparison with <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, EGM and ECG <inline-formula id="inf313">
<mml:math id="m318">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are 183 and 160 ms in <inline-formula id="inf314">
<mml:math id="m319">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 46 and 58 ms in <inline-formula id="inf315">
<mml:math id="m320">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 114 and 127 ms in <inline-formula id="inf316">
<mml:math id="m321">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and 76 and 138 ms in <inline-formula id="inf317">
<mml:math id="m322">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The modes <inline-formula id="inf318">
<mml:math id="m323">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf319">
<mml:math id="m324">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are shown as solid lines and the 80% credibility region as shaded background. The 80% credibility region is used over the 95% for clarity of visualization.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g003.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four line graphs labeled a, b, c, and d compare performances over time steps. Graph a shows \(R^{FP}\); b shows \(R^{SP}\); c shows \(D^{FP}\); and d shows \(D^{SP}\). Lines represent different models: blue for EGM, red for ECG, and black for a reference model, each with shaded confidence intervals. Values range from 0 to 1500 ms on the y-axis.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>The results from the analysis of all simulated data are summarized in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. As expected, the estimation error <inline-formula id="inf320">
<mml:math id="m325">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <inline-formula id="inf321">
<mml:math id="m326">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf322">
<mml:math id="m327">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf323">
<mml:math id="m328">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is significantly lower for EGM compared to ECG. However, the opposite is true for <inline-formula id="inf324">
<mml:math id="m329">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The estimate of <inline-formula id="inf325">
<mml:math id="m330">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has the closest match to the ground truth independently of the type of recording used, with an EGM <inline-formula id="inf326">
<mml:math id="m331">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of 4.48% and ECG <inline-formula id="inf327">
<mml:math id="m332">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of 6.33%. Further, the estimation error of <inline-formula id="inf328">
<mml:math id="m333">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases the most between EGM and ECG recordings, as seen in an almost doubling of <inline-formula id="inf329">
<mml:math id="m334">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, from 8.97% to 16%. Not surprisingly, the accuracy increases when compressing the 1-min trend into a single estimate, as seen by the decrease in <inline-formula id="inf330">
<mml:math id="m335">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> compared to <inline-formula id="inf331">
<mml:math id="m336">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for ECG and EGM for all AV node conduction properties. Additionally, <inline-formula id="inf332">
<mml:math id="m337">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is typically slightly above 95% for all AV node conduction properties, indicating that the uncertainty bounds produced are conservative if not exact.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>The mean <inline-formula id="inf333">
<mml:math id="m338">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> standard deviation of <inline-formula id="inf334">
<mml:math id="m339">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf335">
<mml:math id="m340">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between simulated patients, using the EGM-PF and ECG-PF.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Quantification type</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf336">
<mml:math id="m341">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf337">
<mml:math id="m342">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf338">
<mml:math id="m343">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf339">
<mml:math id="m344">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">EGM <inline-formula id="inf340">
<mml:math id="m345">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">174 <inline-formula id="inf341">
<mml:math id="m346">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 16.5</td>
<td align="center">51.4 <inline-formula id="inf342">
<mml:math id="m347">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 11.5</td>
<td align="center">105 <inline-formula id="inf343">
<mml:math id="m348">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 8.7</td>
<td align="center">99.5 <inline-formula id="inf344">
<mml:math id="m349">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 23.6</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ECG <inline-formula id="inf345">
<mml:math id="m350">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">169 <inline-formula id="inf346">
<mml:math id="m351">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 13.7<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn1">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">66.5 <inline-formula id="inf347">
<mml:math id="m352">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 9.78<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">131 <inline-formula id="inf348">
<mml:math id="m353">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 13.3<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">178 <inline-formula id="inf349">
<mml:math id="m354">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 28.1<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">EGM <inline-formula id="inf350">
<mml:math id="m355">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">141 <inline-formula id="inf351">
<mml:math id="m356">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 35.4</td>
<td align="center">16.2 <inline-formula id="inf352">
<mml:math id="m357">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 18.4</td>
<td align="center">24.4 <inline-formula id="inf353">
<mml:math id="m358">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 19.5</td>
<td align="center">44.3 <inline-formula id="inf354">
<mml:math id="m359">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 33.4</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ECG <inline-formula id="inf355">
<mml:math id="m360">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">92.3 <inline-formula id="inf356">
<mml:math id="m361">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 52.3<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn1">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">23.6 <inline-formula id="inf357">
<mml:math id="m362">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 17.5<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">89.6 <inline-formula id="inf358">
<mml:math id="m363">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 33.8<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">152 <inline-formula id="inf359">
<mml:math id="m364">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 65.5<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">EGM <inline-formula id="inf360">
<mml:math id="m365">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">12 <inline-formula id="inf361">
<mml:math id="m366">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.14</td>
<td align="center">4.89 <inline-formula id="inf362">
<mml:math id="m367">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.1</td>
<td align="center">11 <inline-formula id="inf363">
<mml:math id="m368">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 0.916</td>
<td align="center">8.97 <inline-formula id="inf364">
<mml:math id="m369">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 2.13</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ECG <inline-formula id="inf365">
<mml:math id="m370">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">11.7 <inline-formula id="inf366">
<mml:math id="m371">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 0.943<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn1">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">6.33 <inline-formula id="inf367">
<mml:math id="m372">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 0.931<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">13.8 <inline-formula id="inf368">
<mml:math id="m373">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.4<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">16 <inline-formula id="inf369">
<mml:math id="m374">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 2.53<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">EGM <inline-formula id="inf370">
<mml:math id="m375">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">9.69 <inline-formula id="inf371">
<mml:math id="m376">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 2.44</td>
<td align="center">1.54 <inline-formula id="inf372">
<mml:math id="m377">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.75</td>
<td align="center">2.57 <inline-formula id="inf373">
<mml:math id="m378">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 2.05</td>
<td align="center">3.99 <inline-formula id="inf374">
<mml:math id="m379">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 3.01</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ECG <inline-formula id="inf375">
<mml:math id="m380">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">6.36 <inline-formula id="inf376">
<mml:math id="m381">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 3.60<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn1">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">2.24 <inline-formula id="inf377">
<mml:math id="m382">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.67<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">9.43 <inline-formula id="inf378">
<mml:math id="m383">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 3.56<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">13.7 <inline-formula id="inf379">
<mml:math id="m384">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 5.90<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn2">
<sup>b</sup>
</xref>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">EGM <inline-formula id="inf380">
<mml:math id="m385">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">99.5 <inline-formula id="inf381">
<mml:math id="m386">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.1</td>
<td align="center">99.4 <inline-formula id="inf382">
<mml:math id="m387">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.39</td>
<td align="center">98.9 <inline-formula id="inf383">
<mml:math id="m388">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.67</td>
<td align="center">98.8 <inline-formula id="inf384">
<mml:math id="m389">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 2.38</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">ECG <inline-formula id="inf385">
<mml:math id="m390">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</td>
<td align="center">99.8 <inline-formula id="inf386">
<mml:math id="m391">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 0.543</td>
<td align="center">96.4 <inline-formula id="inf387">
<mml:math id="m392">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 3.72</td>
<td align="center">98.5 <inline-formula id="inf388">
<mml:math id="m393">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 1.97</td>
<td align="center">93 <inline-formula id="inf389">
<mml:math id="m394">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 6.48</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<fn id="Tfn1">
<label>
<sup>a</sup>
</label>
<p>Indicates a significant decrease for ECG compared to EGM <inline-formula id="inf390">
<mml:math id="m395">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</fn>
<fn id="Tfn2">
<label>
<sup>b</sup>
</label>
<p>Indicates a significant increase for ECG compared to EGM <inline-formula id="inf791">
<mml:math id="m796">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</fn>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Analysis of iafdb data</title>
<p>An example of <inline-formula id="inf391">
<mml:math id="m396">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf392">
<mml:math id="m397">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> estimated from synchronized EGM and ECG recordings from one patient is shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. Similar to the results from the analysis of simulated data, the largest difference between using EGM and ECG recordings is seen in <inline-formula id="inf393">
<mml:math id="m398">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4d</xref>). Notably, the difference between <inline-formula id="inf394">
<mml:math id="m399">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf395">
<mml:math id="m400">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is more prominent for the first heartbeats, as seen clearly in the <inline-formula id="inf396">
<mml:math id="m401">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4a</xref>). This is likely an artifact from the particle filter, which tends to give a higher uncertainty for early time steps.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>The AV node estimates <inline-formula id="inf460">
<mml:math id="m465">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(blue) and <inline-formula id="inf461">
<mml:math id="m466">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(red) obtained for Patient 6 in the iafdb database: <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf462">
<mml:math id="m467">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf463">
<mml:math id="m468">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf464">
<mml:math id="m469">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf465">
<mml:math id="m470">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The modes <inline-formula id="inf466">
<mml:math id="m471">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula id="inf467">
<mml:math id="m472">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are shown as solid lines and the 80% credibility region as shaded background.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g004.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four line graphs labeled a, b, c, and d show measurements over time steps ranging from zero to fifty-five. Each graph plots two lines: blue for EGM and red for ECG, with shaded areas representing eighty percent confidence intervals. Units are in milliseconds. Graph a measures \(R_{FP}\), b shows \(R_{SP}\), c depicts \(D_{FP}\), and d illustrates \(D_{SP}\).</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>The results of <inline-formula id="inf402">
<mml:math id="m407">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf403">
<mml:math id="m408">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all patient is summarized in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, and the Bland&#x2013;Altman plots of <inline-formula id="inf404">
<mml:math id="m409">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf405">
<mml:math id="m410">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are presented in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>. On average, <inline-formula id="inf406">
<mml:math id="m411">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf407">
<mml:math id="m412">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf408">
<mml:math id="m413">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> estimated from ECG are slightly lower than the corresponding estimates obtained from EGM, whereas the opposite is true for <inline-formula id="inf409">
<mml:math id="m414">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. However, the average difference is less than 5% for all AV node conduction properties. Differences between <inline-formula id="inf410">
<mml:math id="m415">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf411">
<mml:math id="m416">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> do not seem to be patient-specific.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>The mean <inline-formula id="inf412">
<mml:math id="m417">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> standard deviation of <inline-formula id="inf413">
<mml:math id="m418">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">EGM</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf414">
<mml:math id="m419">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> computed over all time steps <inline-formula id="inf415">
<mml:math id="m420">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all patients in the iafdb.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Patient</th>
<th align="center">Data</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf416">
<mml:math id="m421">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf417">
<mml:math id="m422">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf418">
<mml:math id="m423">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf419">
<mml:math id="m424">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">1</td>
<td align="center">EGM</td>
<td align="center">917 <inline-formula id="inf420">
<mml:math id="m425">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 141</td>
<td align="center">535 <inline-formula id="inf421">
<mml:math id="m426">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 104</td>
<td align="center">257 <inline-formula id="inf422">
<mml:math id="m427">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 67.8</td>
<td align="center">593 <inline-formula id="inf423">
<mml:math id="m428">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 135</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">1</td>
<td align="center">ECG</td>
<td align="center">993 <inline-formula id="inf424">
<mml:math id="m429">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 76.3</td>
<td align="center">492 <inline-formula id="inf425">
<mml:math id="m430">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 81.6</td>
<td align="center">231 <inline-formula id="inf426">
<mml:math id="m431">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 42.5</td>
<td align="center">627 <inline-formula id="inf427">
<mml:math id="m432">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 78.9</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2</td>
<td align="center">EGM</td>
<td align="center">818 <inline-formula id="inf428">
<mml:math id="m433">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 149</td>
<td align="center">392 <inline-formula id="inf429">
<mml:math id="m434">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 69.9</td>
<td align="center">240 <inline-formula id="inf430">
<mml:math id="m435">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 77.5</td>
<td align="center">600 <inline-formula id="inf431">
<mml:math id="m436">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 132</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">2</td>
<td align="center">ECG</td>
<td align="center">926 <inline-formula id="inf432">
<mml:math id="m437">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 74.8</td>
<td align="center">355 <inline-formula id="inf433">
<mml:math id="m438">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 61.3</td>
<td align="center">221 <inline-formula id="inf434">
<mml:math id="m439">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 34.4</td>
<td align="center">574 <inline-formula id="inf435">
<mml:math id="m440">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 68.2</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">3</td>
<td align="center">EGM</td>
<td align="center">1,015 <inline-formula id="inf436">
<mml:math id="m441">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 108</td>
<td align="center">663 <inline-formula id="inf437">
<mml:math id="m442">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 59.7</td>
<td align="center">283 <inline-formula id="inf438">
<mml:math id="m443">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 120</td>
<td align="center">761 <inline-formula id="inf439">
<mml:math id="m444">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 164</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">3</td>
<td align="center">ECG</td>
<td align="center">1,037 <inline-formula id="inf440">
<mml:math id="m445">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 101</td>
<td align="center">656 <inline-formula id="inf441">
<mml:math id="m446">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 79</td>
<td align="center">219 <inline-formula id="inf442">
<mml:math id="m447">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 68.8</td>
<td align="center">655 <inline-formula id="inf443">
<mml:math id="m448">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 104</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">4</td>
<td align="center">EGM</td>
<td align="center">1,240 <inline-formula id="inf444">
<mml:math id="m449">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 102</td>
<td align="center">1,058 <inline-formula id="inf445">
<mml:math id="m450">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 113</td>
<td align="center">355 <inline-formula id="inf446">
<mml:math id="m451">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 92.3</td>
<td align="center">507 <inline-formula id="inf447">
<mml:math id="m452">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 81.4</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">4</td>
<td align="center">ECG</td>
<td align="center">1,217 <inline-formula id="inf448">
<mml:math id="m453">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 72.2</td>
<td align="center">1,004 <inline-formula id="inf449">
<mml:math id="m454">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 37.7</td>
<td align="center">259 <inline-formula id="inf450">
<mml:math id="m455">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 93.7</td>
<td align="center">478 <inline-formula id="inf451">
<mml:math id="m456">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 67.7</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">6</td>
<td align="center">EGM</td>
<td align="center">952 <inline-formula id="inf452">
<mml:math id="m457">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 251</td>
<td align="center">576 <inline-formula id="inf453">
<mml:math id="m458">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 183</td>
<td align="center">253 <inline-formula id="inf454">
<mml:math id="m459">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 82</td>
<td align="center">538 <inline-formula id="inf455">
<mml:math id="m460">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 159</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">6</td>
<td align="center">ECG</td>
<td align="center">1,035 <inline-formula id="inf456">
<mml:math id="m461">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 89.6</td>
<td align="center">559 <inline-formula id="inf457">
<mml:math id="m462">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 161</td>
<td align="center">221 <inline-formula id="inf458">
<mml:math id="m463">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 50.8</td>
<td align="center">485 <inline-formula id="inf459">
<mml:math id="m464">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 72.9</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Bland-Altman plot comparing the concordance between ECG-PF and EGM-PF estimates of <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf397">
<mml:math id="m402">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf398">
<mml:math id="m403">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf399">
<mml:math id="m404">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf400">
<mml:math id="m405">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>obtained from Patient 1 (blue &#x201c;o&#x201d;), Patient 2 (red &#x201c;&#x2b;&#x201d;), Patient 3 (yellow &#x201c;&#x2a;&#x201d;), Patient 4 (black &#x201c;x&#x201d;), and Patient 6 (green &#x201c;<inline-formula id="inf401">
<mml:math id="m406">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x25a1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x201d;).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g005.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four Bland-Altman plots labeled a to d compare differences in measurements between EGM and ECG for five patients. Data points are represented by circles, plus signs, asterisks, crosses, and squares, each indicating a different patient. Horizontal lines indicate averages and limits of agreement. Averages are noted as -4.6%, 3%, 4.2%, and 2.8% for plots a, b, c, and d respectively. Plots depict variability across different measurement ranges, with corresponding X and Y axes labeled with mathematical symbols.</alt-text>
</graphic>
</fig>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Analysis of tilt test data</title>
<p>An example of <inline-formula id="inf468">
<mml:math id="m473">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> estimated from one patient during the tilt test is shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>. Notably, transient changes in <inline-formula id="inf469">
<mml:math id="m474">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf470">
<mml:math id="m475">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be seen in response to HDT and HUT.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>The estimated modes <inline-formula id="inf471">
<mml:math id="m476">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (lines) and the 80% credibility region (shaded background) for one patient in the tilt test study. Panel <bold>(a)</bold> show <inline-formula id="inf472">
<mml:math id="m477">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf473">
<mml:math id="m478">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf474">
<mml:math id="m479">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf475">
<mml:math id="m480">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Dashed vertical lines indicate the time of tilting, starting in supine position, following five minutes in HDT, before HUT.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphys-16-1624403-g006.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four graphs labeled a, b, c, and d display various measurements in milliseconds over time in minutes, with vertical dashed lines indicating key moments. Graph a) shows \( R_{FP} \), b) shows \( R_{SP} \), c) shows \( D_{FP} \), and d) shows \( D_{SP} \). All graphs include an orange line representing ECG data with a shaded area for ECG 80% confidence.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>The resulting average estimates for each patient and each phase, <inline-formula id="inf476">
<mml:math id="m481">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf477">
<mml:math id="m482">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HDT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf478">
<mml:math id="m483">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HUT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are summarized in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>. A significant decrease between <inline-formula id="inf479">
<mml:math id="m484">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf480">
<mml:math id="m485">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HUT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf481">
<mml:math id="m486">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf482">
<mml:math id="m487">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 16 of 21 patients), <inline-formula id="inf483">
<mml:math id="m488">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf484">
<mml:math id="m489">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 18 of 21 patients), and <inline-formula id="inf485">
<mml:math id="m490">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf486">
<mml:math id="m491">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 16 of 21 patients) could be seen, with no significant difference in <inline-formula id="inf487">
<mml:math id="m492">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Moreover, no significant difference between <inline-formula id="inf488">
<mml:math id="m493">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf489">
<mml:math id="m494">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HDT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was seen.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>The population mean <inline-formula id="inf491">
<mml:math id="m496">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> standard deviation of the average <inline-formula id="inf492">
<mml:math id="m497">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Mode</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ECG</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each tilt position for the patient in the tilt test.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Tilt position</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf493">
<mml:math id="m498">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf494">
<mml:math id="m499">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf495">
<mml:math id="m500">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf496">
<mml:math id="m501">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf497">
<mml:math id="m502">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Supine</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">926.2 <inline-formula id="inf498">
<mml:math id="m503">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 26.2</td>
<td align="center">349.4 <inline-formula id="inf499">
<mml:math id="m504">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 68.8</td>
<td align="center">203.5 <inline-formula id="inf500">
<mml:math id="m505">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 13.7</td>
<td align="center">523.8 <inline-formula id="inf501">
<mml:math id="m506">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 11.3</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf502">
<mml:math id="m507">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HDT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">925.5 <inline-formula id="inf503">
<mml:math id="m508">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 24.1</td>
<td align="center">338.7 <inline-formula id="inf504">
<mml:math id="m509">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 64.8</td>
<td align="center">202.0 <inline-formula id="inf505">
<mml:math id="m510">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 12.4</td>
<td align="center">528.8 <inline-formula id="inf506">
<mml:math id="m511">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 12.8</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf507">
<mml:math id="m512">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">HUT</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (ms)</td>
<td align="center">921.5 <inline-formula id="inf508">
<mml:math id="m513">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 25.3<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn3">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">327.8 <inline-formula id="inf509">
<mml:math id="m514">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 63.4<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn3">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">199.4 <inline-formula id="inf510">
<mml:math id="m515">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 14.2<xref ref-type="table-fn" rid="Tfn3">
<sup>a</sup>
</xref>
</td>
<td align="center">525.8 <inline-formula id="inf511">
<mml:math id="m516">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> 11.7</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<fn id="Tfn3">
<label>
<sup>a</sup>
</label>
<p>Indicate a significant decrease <inline-formula id="inf792">
<mml:math id="m717">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> compared with supine position.</p>
</fn>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="discussion" id="s4">
<title>4 Discussion</title>
<p>This study proposes a method for estimating AV node conduction properties with beat-to-beat resolution during AF utilizing a network model of the AV node and a particle filter together with a smoothing algorithm. The method was evaluated using simulated data to analyze how well the particle filters estimated the AV node conduction properties for each heartbeat. Additionally, synchronized EGM and ECG recordings were analyzed to study the concordance between estimates obtained from the two data types. Finally, ECG recordings obtained during a tilt test protocol were analyzed to evaluate the method&#x2019;s ability to quantify expected changes in AV node characteristics.</p>
<p>The proposed framework builds on a physiological model where <inline-formula id="inf512">
<mml:math id="m517">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> must be estimated for each heartbeat based on noisy observations. In this setting, optimization-based techniques such as a genetic algorithms could be used to estimate <inline-formula id="inf513">
<mml:math id="m518">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> beat by beat, but these would only yield point estimates and not the posterior. While Markov chain Monte Carlo methods, such as Metropolis-Hasting, could approximate the full posterior, they are too slow for dynamic beat-to-beat inference. Alternatively, recursive Bayesian methods such as the Kalman filter are computationally efficient but rely on strong assumptions, such as linear dynamics and Gaussian noise, which are not applicable here. Particle filtering and smoothing, by contrast, allow for efficient approximation of the full posterior in a nonlinear, non-Gaussian, and time-varying system, making them well-suited for this application.</p>
<p>The estimation accuracy of the present study can be compared to results from our previous study, where the same AV node model was used to estimate <inline-formula id="inf514">
<mml:math id="m519">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with a 10-min resolution using an approximate Bayesian computation approach (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Karlsson et al., 2024</xref>). In that study, <inline-formula id="inf515">
<mml:math id="m520">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> could be estimated with a mean absolute error of 111 ms for <inline-formula id="inf516">
<mml:math id="m521">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 12 ms for <inline-formula id="inf517">
<mml:math id="m522">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, 90 ms for <inline-formula id="inf518">
<mml:math id="m523">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and 110 ms for <inline-formula id="inf519">
<mml:math id="m524">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The present study, by contrast, introduces beat-to-beat tracking of AV nodal dynamics, which represents a major advancement in temporal resolution and allows for the analysis of short-term variations that were not accessible in the earlier framework.</p>
<p>Comparing these results to the ECG <inline-formula id="inf520">
<mml:math id="m525">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and ECG <inline-formula id="inf521">
<mml:math id="m526">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, it is evident that the beat-to-beat estimates in the present study have a higher error (ECG <inline-formula id="inf522">
<mml:math id="m527">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) for <inline-formula id="inf523">
<mml:math id="m528">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf524">
<mml:math id="m529">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf525">
<mml:math id="m530">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and a drastically higher error for <inline-formula id="inf526">
<mml:math id="m531">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, illustrating a trade-off between temporal resolution and estimation accuracy. Conversely, the error of the 1-min averaged estimates (ECG <inline-formula id="inf527">
<mml:math id="m532">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is comparable to the error <xref ref-type="bibr" rid="B19">Karlsson et al. (2024)</xref>. The computation time in the present study (17.5 min per minute of ECG) was multiple magnitudes greater than the 40 s per minute required using the framework of the previous study. Hence, the proposed methodology enables a more detailed analysis of the AV node dynamics at the expense of increased computational cost.</p>
<p>The accuracy of the ECG-based estimates differs between AV node conduction properties, with the lowest error obtained for <inline-formula id="inf528">
<mml:math id="m533">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (6%) and the highest for <inline-formula id="inf529">
<mml:math id="m534">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (16%), as seen in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> (ECG <inline-formula id="inf530">
<mml:math id="m535">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Comparing the estimated refractory period trends to clinical data is difficult, since the AV node refractory period is assessed using pacing protocols resulting in a point estimate rather than a trend. In addition, pacing protocols assess the refractory period under controlled conditions, not during the irregular conditions of AF, as is the case in this study. Nevertheless, the results in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> suggest that the model and framework cannot identify variations in the <inline-formula id="inf531">
<mml:math id="m536">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf532">
<mml:math id="m537">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> smaller than 169 and 67 ms, respectively.</p>
<p>The differences in estimation accuracy across AV node properties arise from both signal characteristics and model dynamics. Fast pathway properties are estimated with higher error for the simulated data since fewer beats conduct through it, reducing its effect on the output as well as the amount of data available for inference. Moreover, <inline-formula id="inf533">
<mml:math id="m538">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is estimated with similar accuracy using ECG-PF and the EGM-PF, as seen in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, likely because it strongly influences the timing of RR intervals and can therefore be inferred reliably even from ECG recordings. In contrast, the conduction delay is more accurately estimated from EGM recordings, since they provide direct information on atrial activation that is not visible in ECGs.</p>
<p>Only a few sources exist for functional and effective refractory periods in the SP and FP of the AV node in humans. In the study by Denes et al., the functional refractory period for two patients with paroxysmal supraventricular tachycardia and evidence of dual AV nodal conduction was 820 and 495 ms in the FP and 540 and 414 ms in the SP (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Denes et al., 1973</xref>). In the study by Blanck et al., the effective refractory period in 18 patients with inducible sustained atrioventricular nodal reentrant tachycardia varied from 230 to 440 ms in the FP, and from 180 to 420 ms in the SP (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Blanck et al., 1995</xref>). Assuming that intra-individual variations in the AV node refractory period are smaller than the difference between individuals, comparing the reported results to the results in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> indicates that identifying beat-to-beat variations in <inline-formula id="inf534">
<mml:math id="m539">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is generally not possible. Instead, the 1-min average, with an error of 92 ms, may be sufficient to detect transient changes in <inline-formula id="inf535">
<mml:math id="m540">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Moreover, the beat-to-beat error of 67 ms suggests that the model and framework may be sufficient to identify beat-to-beat variations in the <inline-formula id="inf536">
<mml:math id="m541">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Furthermore, the results in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> suggest that variations in the <inline-formula id="inf537">
<mml:math id="m542">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf538">
<mml:math id="m543">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> smaller than 178 ms cannot be identified. Beat-to-beat variations in AV conduction delay of such large magnitude are generally not observed during normal sinus rhythm (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Denes et al., 1973</xref>). However, it cannot be excluded that larger variations in conduction delay may occur during AF.</p>
<p>The iafdb was used to study the concordance between estimates obtained from synchronized ECG and EGM recordings. As seen in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>, there are some differences when using EGM recordings compared to ECG recordings. This is clearest in <inline-formula id="inf539">
<mml:math id="m544">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where estimates obtained using EGM recordings have higher beat-to-beat variability than those obtained using ECG recordings. Thus, the ability to track fast changes is somewhat reduced when only using non-invasive recordings. A difference in convergence time also exists, most clearly visible for <inline-formula id="inf540">
<mml:math id="m545">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. Such convergence behavior was seen for all patients in the iafdb database. Nevertheless, the estimates for all four AV node properties are similar using PF-EGM and PF-ECG, with no average difference larger than 5%.</p>
<p>The AV node conduction properties estimated based on the ECG recordings from the tilt test study, summarized in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, show a significant decrease from supine to HUT position for <inline-formula id="inf541">
<mml:math id="m546">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf542">
<mml:math id="m547">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf543">
<mml:math id="m548">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf544">
<mml:math id="m549">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf545">
<mml:math id="m550">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf546">
<mml:math id="m551">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Changing the position from supine to HUT is associated with increased sympathetic activity (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Aponte-Becerra and Novak, 2021</xref>), and hence a decrease in AV nodal conduction delay and refractory period, as previously discussed by <xref ref-type="bibr" rid="B30">Plappert et al. (2022)</xref>. Thus, the results summarized in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref> are in line with what can be expected for HUT, suggesting that the proposed methodology enables the detection of tilt-induced changes in AV node conduction properties. Although the decrease is significant and in line with what is expected for the studied population, the differences are smaller than the corresponding 1-min averaged error (ECG <inline-formula id="inf547">
<mml:math id="m552">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) seen in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, limiting the possibility to detect the changes on an individual level. In addition, the resulting RR interval is influenced not only by the AV node properties, but also by the electrical activity in the atria (<xref ref-type="bibr" rid="B26">Mas&#xe8; et al., 2015</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Climent et al., 2010</xref>). For the tilt test dataset specifically, a significant increase compared to baseline in the atrial fibrillatory rate was observed during HDT (<xref ref-type="bibr" rid="B29">&#xd6;stenson et al., 2017</xref>). Hence, variations in the RR interval across tilt phases cannot be attributed solely to changes in AV node properties, complicating the analysis.</p>
<p>Moreover, it is less clear how changing the position from supine to HDT affects the sympathetic and parasympathetic activity, and the results from our analysis do not show any significant changes in AV node conduction properties between supine and HDT. Further, as suggested by the estimated trends of <inline-formula id="inf548">
<mml:math id="m553">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf549">
<mml:math id="m554">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>, the proposed methodology may enable the detection of transient changes in the AV node conduction properties.</p>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Study limitations and future perspectives</title>
<p>The network model accounts for several important properties of the AV node conduction during AF, however, it is by no means a perfect replica. For example, it does not include ventricular escape rhythm and the network topology used in this work excludes some uncommon AV node structures such as multiple slow pathways. Nevertheless, these simplifications are essential to developing a model with a manageable number of parameters. Moreover, given that these are uncommon structures, these limitations are not likely to affect the results.</p>
<p>The estimated AV node properties have only been validated using ground truth data generated from the same AV node model. However, obtaining the exact refractory period and conduction delay in both pathways from patients suffering from AF &#x2013; if at all possible &#x2013; would be very difficult and time-consuming. In addition, the number of patient recordings analyzed in this study is limited, which restricts the ability to generalize the findings across the wider AF population.</p>
<p>While a computation time of 17.5 min per minute of analyzed data prevents real-time clinical application of this framework (e.g., using it as part of a monitoring system), this could be addressed in several ways. Since each particle in the particle filter is computed separately, parallellizing the method across CPU cores would reduce processing time. In addition, the number of particles is directly proportional to computation time. In this study, 1,000,000 particles were used to explore the potential of the framework to study beat-to-beat variations. Many applications, such as comparing tilt positions in the tilt test data, do not require beat-to-beat resolution. In those cases, using fewer particles and basing the analysis on 1-min averages could be sufficient. However, to study the transition period between tilt positions, beat-to-beat resolution is necessary, which is only achievable with a time delay using the current implementation of the method. In general, the number of particles, and thereby the computation time and accuracy, needs to be chosen to match the requirements of the clinical application.</p>
<p>The developed methodology constitutes an important step towards non-invasive characterization of autonomic activity in AF patients. This could potentially inform personalized therapeutic strategies and refine prognostic assessments. However, further investigations are required to establish which static and dynamic properties derived from this method exhibit the strongest correlation with clinically significant outcomes. It would thus be interesting to apply the proposed framework to ECG signals obtained during common AF treatments, such as different rate control drugs.</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>We have proposed a novel framework for estimating patient-specific AV node properties with beat-to-beat resolution and conservative uncertainty estimates utilizing a mathematical model combined with a particle filter and smoothing algorithm. By using synchronized EGM and ECG recordings for the parameter estimation, the loss of estimation accuracy using non-invasive recordings could be studied, suggesting a sufficient accuracy for capturing beat-to-beat changes in the refractory period of the SP.</p>
<p>We illustrate the potential of the proposed methodology by analyzing a tilt-test dataset. Results suggest that changes in AV node conduction properties can be assessed from ECG using the proposed method.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The estimated AV node properties and the simulated data supporting the conclusions for this article will be available from MK upon request. The code for the model together with a user example can be found at <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model">https://github.com/FraunhoferChalmersCentre/AV-node-model</ext-link>. The iafdb data are publicly available on <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://physionet.org/content/iafdb/1.0.0/">https://physionet.org/content/iafdb/1.0.0/</ext-link>. The tilt test protocol data is owned by the Department of Cardiology, Clinical Sciences, Lund University, Sweden, and access requests should be directed to <email>pyotr.platonov@med.lu.se</email>.</p>
</sec>
<sec sec-type="ethics-statement" id="s7">
<title>Ethics statement</title>
<p>The studies involving humans were approved by Regionala Etikpr&#xf6;vningsn&#xe4;mnden in Lund. The studies were conducted in accordance with the local legislation and institutional requirements. Written informed consent for participation was not required from the participants or the participants&#x2019; legal guardians/next of kin in accordance with the national legislation and institutional requirements.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s8">
<title>Author contributions</title>
<p>MK: Methodology, Investigation, Conceptualization, Software, Visualization, Validation, Writing &#x2013; original draft, Formal Analysis, Writing &#x2013; review and editing, Project administration. FP: Data curation, Writing &#x2013; review and editing. PP: Supervision, Writing &#x2013; review and editing, Funding acquisition. S&#xd6;: Data curation, Investigation, Writing &#x2013; review and editing. MW: Methodology, Conceptualization, Resources, Writing &#x2013; review and editing, Validation, Investigation, Project administration, Supervision, Formal Analysis, Software, Funding acquisition. FS: Supervision, Conceptualization, Investigation, Writing &#x2013; review and editing, Methodology, Funding acquisition, Project administration, Validation, Formal Analysis, Resources.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s9">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. This work was supported by the Swedish Foundation for Strategic Research (Grant FID18-0023), the Swedish Research Council (Grant VR2019-04272), and the Crafoord Foundation (Grant 20200605).</p>
</sec>
<ack>
<p>The computations were enabled by resources provided by the National Academic Infrastructure for Supercomputing in Sweden (NAISS) at Tetralith partially funded by the Swedish Research Council through grant agreement no. 2022-06725.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s11">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Generative AI was used in the creation of this manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s12">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec sec-type="supplementary-material" id="s13">
<title>Supplementary material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2025.1624403/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2025.1624403/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="DataSheet1.pdf" id="SM1" mimetype="application/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Abdollahpur</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Engstr&#xf6;m</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A subspace projection approach to quantify respiratory variations in the f-wave frequency trend</article-title>. <source>Front. Physiology</source> <volume>13</volume>, <fpage>976925</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2022.976925</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Al-Khatib</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Allen LaPointe</surname>
<given-names>N. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chatterjee</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Crowley</surname>
<given-names>M. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dupre</surname>
<given-names>M. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kong</surname>
<given-names>D. F.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Rate-and rhythm-control therapies in patients with atrial fibrillation: a systematic review</article-title>. <source>Ann. Intern. Med.</source> <volume>160</volume>, <fpage>760</fpage>&#x2013;<lpage>773</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7326/M13-1467</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Andrew</surname>
<given-names>N. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Thrift</surname>
<given-names>A. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cadilhac</surname>
<given-names>D. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>The prevalence, impact and economic implications of atrial fibrillation in stroke: what progress has been made?</article-title> <source>Neuroepidemiology</source> <volume>40</volume>, <fpage>227</fpage>&#x2013;<lpage>239</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1159/000343667</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aponte-Becerra</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Novak</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Tilt test: a review</article-title>. <source>J. Clin. Neurophysiology</source> <volume>38</volume>, <fpage>279</fpage>&#x2013;<lpage>286</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1097/WNP.0000000000000625</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Benjamin</surname>
<given-names>E. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Muntner</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alonso</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bittencourt</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Callaway</surname>
<given-names>C. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Carson</surname>
<given-names>A. P.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Heart disease and stroke statistics-2019 update a report from the American heart association</article-title>. <source>Circulation</source> <volume>139</volume>, <fpage>e56</fpage>&#x2013;<lpage>e528</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1161/CIR.0000000000000659</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Blanck</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhala</surname>
<given-names>A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sra</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deshpande</surname>
<given-names>S. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anderson</surname>
<given-names>A. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Akhtar</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Characterization of atrioventricular nodal behavior and ventricular response during atrial fibrillation before and after a selective slow-pathway ablation</article-title>. <source>Circulation</source> <volume>91</volume>, <fpage>1086</fpage>&#x2013;<lpage>1094</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1161/01.cir.91.4.1086</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Botteron</surname>
<given-names>G. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>A technique for measurement of the extent of spatial organization of atrial activation during atrial fibrillation in the intact human heart</article-title>. <source>IEEE Trans. Biomed. Eng.</source> <volume>42</volume>, <fpage>579</fpage>&#x2013;<lpage>586</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/10.387197</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bridge</surname>
<given-names>C. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ioannou</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Noble</surname>
<given-names>J. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Automated annotation and quantitative description of ultrasound videos of the fetal heart</article-title>. <source>Med. image Anal.</source> <volume>36</volume>, <fpage>147</fpage>&#x2013;<lpage>161</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.media.2016.11.006</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chopin</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Papaspiliopoulos</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <source>An introduction to sequential monte carlo</source>, <volume>4</volume>. <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Climent</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guillem</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Husser</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Castells</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Millet</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bollmann</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Role of the atrial rate as a factor modulating ventricular response during atrial fibrillation</article-title>. <source>Pacing Clin. Electrophysiol.</source> <volume>33</volume>, <fpage>1510</fpage>&#x2013;<lpage>1517</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1540-8159.2010.02837.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Climent</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guillem</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Millet</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mazgalev</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Functional mathematical model of dual pathway AV nodal conduction</article-title>. <source>Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.</source> <volume>300</volume>, <fpage>H1393</fpage>&#x2013;<lpage>H1401</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1152/ajpheart.01175.2010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Denes</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhingra</surname>
<given-names>R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chuquimia</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rosen</surname>
<given-names>K. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1973</year>). <article-title>Demonstration of dual av nodal pathways in patients with paroxysmal supraventricular tachycardia</article-title>. <source>Circulation</source> <volume>48</volume>, <fpage>549</fpage>&#x2013;<lpage>555</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1161/01.cir.48.3.549</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Goldberger</surname>
<given-names>A. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Amaral</surname>
<given-names>L. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Glass</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hausdorff</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ivanov</surname>
<given-names>P. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mark</surname>
<given-names>R. G.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Physiobank, physiotoolkit, and physionet: components of a new research resource for complex physiologic signals</article-title>. <source>Circulation</source> <volume>101</volume>, <fpage>e215</fpage>&#x2013;<lpage>e220</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1161/01.cir.101.23.e215</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Henriksson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Corino</surname>
<given-names>V. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>S&#xf6;rnmo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>A statistical atrioventricular node model accounting for pathway switching during atrial fibrillation</article-title>. <source>IEEE Trans. Biomed. Eng.</source> <volume>63</volume>, <fpage>1842</fpage>&#x2013;<lpage>1849</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TBME.2015.2503562</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Henriksson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Petr&#x117;nas</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marozas</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>S&#xf6;rnmo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Model-based assessment of f-wave signal quality in patients with atrial fibrillation</article-title>. <source>IEEE Trans. Biomed. Eng.</source> <volume>65</volume>, <fpage>2600</fpage>&#x2013;<lpage>2611</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TBME.2018.2810508</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hindricks</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Potpara</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dagres</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arbelo</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bax</surname>
<given-names>J. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Blomstr&#xf6;m-Lundqvist</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>2020 ESC guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European association of cardio-thoracic surgery (EACTS)</article-title>. <source>Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol</source>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/eurheartj/ehaa612</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Inada</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hancox</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Boyett</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>One-dimensional mathematical model of the atrioventricular node including atrio-nodal, nodal, and nodal-his cells</article-title>. <source>Biophysical J.</source> <volume>97</volume>, <fpage>2117</fpage>&#x2013;<lpage>2127</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bpj.2009.06.056</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>J&#xf8;rgensen</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sch&#xe4;fer</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guerra</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Talajic</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nattel</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Glass</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>A mathematical model of human atrioventricular nodal function incorporating concealed conduction</article-title>. <source>Bull. Math. Biol.</source> <volume>64</volume>, <fpage>1083</fpage>&#x2013;<lpage>1099</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1006/bulm.2002.0313</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Karlsson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ulimoen</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Model-based estimation of av-nodal refractory period and conduction delay trends from ECG</article-title>. <source>Front. Physiology</source> <volume>14</volume>, <fpage>1287365</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2023.1287365</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Karlsson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ulimoen</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Non-invasive characterization of human AV-nodal conduction delay and refractory period during atrial fibrillation</article-title>. <source>Front. Physiol.</source> <volume>12</volume>, <fpage>1849</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2021.728955</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Karlsson</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ulimoen</surname>
<given-names>S. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>ECG based assessment of circadian variation in AV-nodal conduction during AF &#x2013; influence of rate control drugs</article-title>. <source>Front. Physiology</source> <volume>2015</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2022.976526</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kurian</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ambrosi</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hucker</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fedorov</surname>
<given-names>V. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Efimov</surname>
<given-names>I. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Anatomy and electrophysiology of the human av node</article-title>. <source>Pacing Clin. Electrophysiol.</source> <volume>33</volume>, <fpage>754</fpage>&#x2013;<lpage>762</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1540-8159.2010.02699.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McManus</surname>
<given-names>D. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bourrell</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>S&#xf6;rnmo</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chon</surname>
<given-names>K. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Atrial flutter and atrial tachycardia detection using bayesian approach with high resolution time&#x2013;frequency spectrum from ECG recordings</article-title>. <source>Biomed. Signal Process. Control</source> <volume>8</volume>, <fpage>992</fpage>&#x2013;<lpage>999</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bspc.2013.04.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Leffler</surname>
<given-names>C. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saul</surname>
<given-names>J. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cohen</surname>
<given-names>R. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>Rate-related and autonomic effects on atrioventricular conduction assessed through beat-to-beat pr interval and cycle length variability</article-title>. <source>J. Cardiovasc. Electrophysiol.</source> <volume>5</volume>, <fpage>2</fpage>&#x2013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1540-8167.1994.tb01109.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mangin</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vinet</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pag&#xe9;</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Glass</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Effects of antiarrhythmic drug therapy on atrioventricular nodal function during atrial fibrillation in humans</article-title>. <source>EP Eur.</source> <volume>7</volume>, <fpage>S71</fpage>&#x2013;<lpage>S82</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.eupc.2005.03.016</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mas&#xe8;</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marini</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Disertori</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ravelli</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Dynamics of av coupling during human atrial fibrillation: role of atrial rate</article-title>. <source>Am. J. Physiology-Heart Circulatory Physiology</source> <volume>309</volume>, <fpage>H198</fpage>&#x2013;<lpage>H205</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1152/ajpheart.00726.2014</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nathan</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jafari</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Particle filtering and sensor fusion for robust heart rate monitoring using wearable sensors</article-title>. <source>IEEE J. Biomed. Health Inf.</source> <volume>22</volume>, <fpage>1834</fpage>&#x2013;<lpage>1846</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JBHI.2017.2783758</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ng</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sehgal</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ng</surname>
<given-names>J. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gordon</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldberger</surname>
<given-names>J. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Iterative method to detect atrial activations and measure cycle length from electrograms during atrial fibrillation</article-title>. <source>IEEE Trans. Biomed. Eng.</source> <volume>61</volume>, <fpage>273</fpage>&#x2013;<lpage>278</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TBME.2013.2290003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>&#xd6;stenson</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Corino</surname>
<given-names>V. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Carlsson</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Autonomic influence on atrial fibrillatory process: head-up and head-down tilting</article-title>. <source>Ann. Noninvasive Electrocardiol.</source> <volume>22</volume>, <fpage>e12405</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/anec.12405</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Plappert</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abdollahpur</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Platonov</surname>
<given-names>P. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>&#xd6;stenson</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>An atrioventricular node model incorporating autonomic tone</article-title>. <source>Front. Physiology</source> <volume>13</volume>, <fpage>1814</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2022.976468</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ryzhii</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ryzhii</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>A compact multi-functional model of the rabbit atrioventricular node with dual pathways</article-title>. <source>Front. Physiology</source> <volume>14</volume>, <fpage>1126648</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphys.2023.1126648</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shaffer</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ginsberg</surname>
<given-names>J. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>An overview of heart rate variability metrics and norms</article-title>. <source>Front. Public Health</source> <volume>5</volume>, <fpage>258</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fpubh.2017.00258</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>M. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zipes</surname>
<given-names>D. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Role of the autonomic nervous system in modulating cardiac arrhythmias</article-title>. <source>Circulation Res.</source> <volume>114</volume>, <fpage>1004</fpage>&#x2013;<lpage>1021</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1161/CIRCRESAHA.113.302549</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shkurovich</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sahakian</surname>
<given-names>A. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Swiryn</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1998</year>). <article-title>Detection of atrial activity from high-voltage leads of implantable ventricular defibrillators using a cancellation technique</article-title>. <source>IEEE Trans. Biomed. Eng.</source> <volume>45</volume>, <fpage>229</fpage>&#x2013;<lpage>234</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/10.661270</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wallman</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sandberg</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Characterisation of human AV-nodal properties using a network model</article-title>. <source>Med. Biol. Eng.</source> <volume>56</volume>, <fpage>247</fpage>&#x2013;<lpage>259</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11517-017-1684-0</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>