水铝英石

ModernSignal_note1_data

小组作业是坏文明
1、MIT-BIH Arrhythmia Database
https://www.physionet.org/content/mitdb/1.0.0/
任务1:A、编写代码,显示ECG波形;B、完成R波标定算法(提示采用小波技术),给出框图;C、完成20例以
上不同样本(人均5例)的R波标注并统计和专家标注的误差。
任务2: A、编写代码,显示ECG波形;B、完成P波标注,给出框图;C、完成12例不同样本P波(人均2例)的P
波标注并统计和专家标注的误差。https://www.physionet.org/content/pwave/1.0.0/
任务3:A、编写代码,显示12导联ECG波形;B、给出基于小波变换心电降噪方案,展示针对不同信噪比条件下的
降噪效果;https://www.physionet.org/content/nstdb/1.0.0/

MIT-BIH为了节省文件长度和存储空间,使用了自定义的格式。一个心电记录由三个部分组成:
(1)头文件[.hea],存储方式ASCII码字符,记录文件名、导联数、采样率、数据点数
(2)数据文件[.dat],按二进制,采用212格式进行存储,每三个字节存储两个数,一个数12bit。
(3)注释文件[.atr],按二进制存储,记录了心电专家对相应的心电信号的诊断信息。

各导联类型
在大多数记录中,
第一条信号是MLII型(通过将电极置于胸部而获得),
第二条信号通常是V1(偶尔是V2或V5,在一个实例中是V4)
现将各记录中导联类型统计如下:

MLII、V1 : 101、105、106、107、108、109、111、112、113、115、116、118、119、121、122、200、201、202、214、215、217、219、220、221、222、223、228、230、231、232、233、234
MLII、V2 : 103、117
MLII、V4 : 124
MLII、V5 : 100、123
V5、MLII : 114
V5、V2 :102、104

第一行为记录行,指出该记录为一包含两个采样率为360Hz的信号,每一信号的长度为65万个采样点,采样开始时间和日期没有记录。后面紧跟的两行为信号技术规范说明行,从中可以看出,两个信号都包含在文件格式100.dat中,每一信号都是以12位的位压缩格式(即“212”格式)进行存储的,两个信号的增益都是每200ADCuints/mV,ADC的分辨率为11位,ADC零值为1024,在这里基线值没有明确给出,但可以认为他等于ADC零值1024。两个信号的第一采样点的值分别为995和1011(可以看出这他们都略低于0V),65万个采样点的校验数分别为-22131和20052,输入输出可以以任何尺寸的块来执行,因为文件内容说明了这两个信号的该值都为0,信号描述字段说明了这两个信号分别采自MLII导联和V5导联。文件的最后两行包含了注释字符串,其中第一行说明了患者的性别和年龄以及记录数据,第二行列出了患者的用药情况。(MIT—BIH心率失常数据库的识读及应用,宋喜国,中国医学物理学杂志,2004年7月第21卷第4期)

“212”格式是针对两个信号的数据库记录,这两个信号的数据交替存储,每三个字节存储两个数据。假设这两个数据分别采样自信号0和信号1
信号0的采样数据取自第一、二字节(16位)的高12位,其中第一字节作为低8位,第二字节的高4位作为其高4位
信号1的采样数据由第二字节的低4位(作为组成信号1采样数据的12位的高4位)和下一字节的8位(作为组成信号1采样数据的12位的低8位)共同组成。以100.dat为例。

按照“212”的格式,从第一字节读起,每三个字节(24 位)表示两个值,第一组为“E333 F3”,两个值则分别为 0x3E3和 0x3F3转换为十进制分别为 995和 1011,代表的信号幅度分别为 4.975mv和 5.055mv,这两个值分别是两个信号的第一采样点,后面依此类推,分别表示了两个信号的采样值。

“.atr”为注释文件,
记录了心电专家对相应的心电信号的诊断信息,主要有两种格式:MIT格式和AHA格式。MIT格式是一种紧凑型格式,每一注释的长度占用偶数个字节空间,多数情况下是占用两个字节,多用于在线的注释文件;而AHA格式的每一注释占用16个字节的空间,多用于交换文件的情况。
这两种格式的在文件中的区分决定于前两个字节的值,若文件的第一字节不为0或第二字节等于“[”(0x5B)或“]”(0x5D),则该文件是以MIT格式存储的,否则是按AHA格式存储的。
心律失常数据库采用的MIT格式

MIT格式,每一注释单元的前两个字节的第一个字节为最低有效位16位中的最高6位表示了注释类型代码(具体代码见后表),剩余的10位说明了该注释点的发生时间或辅助信息,若为发生时间,其值为该注释点到前一注释点的间隔(对于第一个注释点为从记录开始到该点的间隔),若为辅助信息则说明了附加信息的长度。以100.atr为例。

从文件中的第一字节不为0可以判断该文件是以MIT格式存储的。从第一字节开始按照MIT格式进行分析,
首先读出16位值0x7012其高6位的值为0x1C(十进制28),,该类型代码为28代表意义是节律变化发生时间在0.05秒(18/360Hz)
接着读出后面的16位值0xFC03其高6为的值为0x3F(十进制63)低10位的值为0x03该类型代码为63代表的意义是在该16位值后附加了3个低10位值代表的数)字节的辅助信息,若字节个数为奇数,则再附加一个字节的空值,在本例中就是“284E0000”;
然后再从下一字节读16位值0x043B,其高6位的值为1,低10位的值为0x3B(十进制59),该类型码1代表正常心搏,发生时间为0.213秒((18+59)/360Hz)
依次类推即可读出所有的注释,当读到的16位值为0时,就表示到了文件尾

另,当高6位为十进制59时,读取之后第3个16位的高6位,作为类型代码,读取之后第二个16位+第一个16位*2^16
高6位为十进制60,61,62时,继续读下一个16位

按照以上所述的识读方法!在这里我们对数据记录100和203进行读取,并显示其波形和注释信息. 图4显示了记录100的波形片段及其注释信息!图中的第三个QRS波注释代码为A表示该心博为房性早博
图5显示了记录203的波形片段及其注释信息!其中第二个QRS波注释代码为V表示该心博为室性期前收缩


搏动类型数量统计表
搏动类型表的列标题第一行是AHA注释代码( N、V、F、E、P、Q 和 O );第二行为MIT注释代码,有关符号的详细说明参见下边的注释标记说明
表中统计了每条记录中每种类型的节拍数

注:在数据库的可视化波形中,得到了
1.注释P在波形中标记为 ‘/’;2.注释p在任一可视化波形中无标记;3.可视化波形中有未统计标记 ‘x’

注释标记说明
注释是指向记录中的特定位置并描述这些位置上的事件的标签。下面表格包含心跳注释和非心跳注释(信息来源

注释代码SymbolMeaning中文含义
0No TQRS
1· or NNormal beat正常搏动
2LLeft bundle branch block beat左束支传导阻滞
3RRight bundle branch block beat右束支传导阻滞
4aAberrated atrial premature beat异常房性早搏
5VPremature ventricular contraction室性早搏
6FFusion of ventricular and normal beat心室融合心跳
7JNodal (junctional) premature beat交界性早搏
8AAtrial premature beat房性早搏
9SPremature or ectopic supraventricular beat室上性早搏或异位性搏动
10EVentricular escape beat室性逸搏
11jNodal (junctional) escape beat交界性逸搏
12/Paced beat起博心跳
13QUnclassifiable beat未分类心跳
14~signal quality change
16Iisolated QRS-like artifact
18sST change
19TT-wave change
20*systole
21Ddiastole
22comment annotation
23=measurement annotation
24pP-wave peak
25Bleft or right bundle branch block
26^non-conducted pacer spike
27tT-wave peak
28+rhythm change心率节奏变化
29uU-wave peak
30?learning
31!ventricular flutter wave
32[start of ventricular flutter/fibrillation
33]end of ventricular flutter/fibrillation
34eatrial escape beat房性逸搏
35nsupraventricular escape beat室上性逸搏
36link to external data (aux contains URL)
37xnon-conducted P-wave (blocked APB)
38ffusion of paced and normal beat
39(waveform onset
40)waveform end
41rR-on-T premature ventricular contraction

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