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 | Symbol | Meaning | 中文含义 |
---|---|---|---|
0 | No TQRS | ||
1 | · or N | Normal beat | 正常搏动 |
2 | L | Left bundle branch block beat | 左束支传导阻滞 |
3 | R | Right bundle branch block beat | 右束支传导阻滞 |
4 | a | Aberrated atrial premature beat | 异常房性早搏 |
5 | V | Premature ventricular contraction | 室性早搏 |
6 | F | Fusion of ventricular and normal beat | 心室融合心跳 |
7 | J | Nodal (junctional) premature beat | 交界性早搏 |
8 | A | Atrial premature beat | 房性早搏 |
9 | S | Premature or ectopic supraventricular beat | 室上性早搏或异位性搏动 |
10 | E | Ventricular escape beat | 室性逸搏 |
11 | j | Nodal (junctional) escape beat | 交界性逸搏 |
12 | / | Paced beat | 起博心跳 |
13 | Q | Unclassifiable beat | 未分类心跳 |
14 | ~ | signal quality change | |
16 | I | isolated QRS-like artifact | |
18 | s | ST change | |
19 | T | T-wave change | |
20 | * | systole | |
21 | D | diastole | |
22 | “ | comment annotation | |
23 | = | measurement annotation | |
24 | p | P-wave peak | |
25 | B | left or right bundle branch block | |
26 | ^ | non-conducted pacer spike | |
27 | t | T-wave peak | |
28 | + | rhythm change | 心率节奏变化 |
29 | u | U-wave peak | |
30 | ? | learning | |
31 | ! | ventricular flutter wave | |
32 | [ | start of ventricular flutter/fibrillation | |
33 | ] | end of ventricular flutter/fibrillation | |
34 | e | atrial escape beat | 房性逸搏 |
35 | n | supraventricular escape beat | 室上性逸搏 |
36 | link to external data (aux contains URL) | ||
37 | x | non-conducted P-wave (blocked APB) | |
38 | f | fusion of paced and normal beat | |
39 | ( | waveform onset | |
40 | ) | waveform end | |
41 | r | R-on-T premature ventricular contraction |