El recurso PhysioBank databases del MIT

Universidad de Mendoza - Facultad de Ingeniería
Dr. Ing Jesús Rubén Azor Montoya
Base datos de ECGs
http://www.physionet.org/physiobank/database/#ecg
http://www.physionet.org/cgi-bin/atm/ATM
Cómo usar el PhysioBank ATM
El "Cajero Automático" de PhysioBank es un centro de auto-servicio para explorar
PhysioBank utilizando su navegador web. En la actualidad, su Toolbox incluye un
software que puede mostrar formas de onda anotadas, series de tiempo del intervalo RR
e histogramas, convertir archivos de señal WFDB a texto, CSV, EDF, o archivos mat
(para uso con Matlab u Octave), y mucho más.
Utilice el panel del cajero automático de control para:
1.
2.
3.
4.
seleccionar una Input (un registro PhysioBank),
definir las opciones output correspondientes,
elegir una herramienta desde el Toolbox,y
desplazarse dentro del registro que haya elegido con los botones Navigation (o,
una vez que le han permitido, la Navigation bar en la parte inferior del panel
de control encima del mapa de la señal).
Debajo del panel de control, el Record map y la barra Selected input aparecerá una
vez que haya hecho una selección, y debajo de ellos, los resultados aparecen una vez
que haya optado por una herramienta. (Ver The PhysioBank ATM Toolbox, abajo, para
encapsular descripciones de las herramientas disponibles.)
Curso “Experimentación con Bases de Datos de señales cardiológicas. Recursos de Physionet. ”
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Input
Las colecciones PhysioBank se organizan en más de 50 bases de datos, cada una con un
número de registros, y cada registro contiene información recogida de un solo sujeto.
(Para obtener más información acerca de PhysioBank, consulte An Introduction to the
PhysioBank Archives)
1 - En el panel de entrada (arriba, a la izquierda), seleccione una base de datos de la lista
desplegable de bases de datos.
2 - Elija un registro.
3 - (Opcional) Seleccione una señal (forma de onda) de interés, o elija todas (all) las
señales. Sólo unas pocas herramientas se ven afectadas por esta decisión.
4 - (Opcional) Seleccione un conjunto de anotaciones si hay más de un set disponible,
las herramientas que no leen las anotaciones no se ven afectadas por esta decisión.
Algunas bases de datos no tienen anotaciones. Si elige una de estas, la lista de
anotaciones estará vacía, y si luego elige una herramienta que necesita anotaciones, el
navegador mostrará un mensaje explicativo en lugar de un conjunto de resultados.
Unas pocas bases de datos tienen anotaciones solamente (sin señal), y las herramientas
que necesitan señales generarán mensajes similares si usted elige una de ellas.
Output
La elecciones en esta sección afectan la salida producida por alguna de las herramientas,
pero no el total de ellas.

Length: la duración de la ventana observaciones dentro del registro de entrada.
(Los botones Navigation a la derecha definen la ubicación de la ventana dentro
del registro.)

Time format: cómo se saca el tiempo (si hay datos disponibles).

Data format: cómo se sacan las muestras.
Algunas herramientas soportan sólo un subconjunto de posibles formatos de tiempo y
datos. El formato fecha /hora sólo está disponible para los registros de algunas bases de
datos en la se registró la hora del día (y en algunos casos, la fecha), de lo contrario, el
tiempo es indicado por el intervalo que ha transcurrido desde el inicio de la grabación.
Los tiempos en las muestras, y los datos en unidades ADC crudas, son valores enteros
sin escala y no desplazados como originalmente se han registrado, Otros formatos de
tiempo y de datos presentan los datos registrados convertidos en unidades físicas, pero
sin ninguna exactitud adicional.
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Toolbox
Una vez que se haya especificado qué datos examinar, se selecciona una herramienta en
el menú Toolbox (arriba, a la derecha). Los resultados aparecen en la ventana del
navegador, por lo general en unos pocos segundos.
Una vez que se haya elegido una herramienta, utilizando la mayoría de los demás
controles se actualizarán los resultados, así (por ejemplo) se puede aplicar la
herramienta a un registro diferente cambiando su selección en el área Input , o se la
puede aplicar a otra ventana de observación mediante el uso de los botones de
navegación, o puede estrecharse o ensancharse la ventana al cambiar la longitud en las
opciones Output . Por el contrario, se puede examinar la misma ventana utilizando
diferentes herramientas, eligiéndolos en sucesión desde el Toolbox. .
Los resultados aparecen en la parte inferior de la página, y es posible que haya que
desplazarse hacia abajo para verlas.
Navigation
La mayoría de los registros PhysioBank son demasiado grandes para cargarlos en un
navegador web, de ahí la necesidad de seleccionar una ventana de observación. La
ubicación de la ventana de observación se indica en Selected input (visible una vez que
se haya elegido un registro), y su duración está determinada por su elección de la
longitud en la zona de opciones Output.
Se usan los botones de navegación para mover la ventana de observación a través del
registro que se ha elegido. Si la longitud de la ventana es dt, entonces:
|<<
<<
Mueve al comienzo del registro
mueve 6dt atrás
<
mueve dt atrás
*
No mueve (refresca los resultados)
>
mueve dt adelante
>>
>>|
mueve 6dt adelante
Mueve al final del registro
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Se puede también usar la barra de navegación, descrita en la próxima sección, para
moverse en el registro.
La navigation bar (barra de navegación) y el record map (Mapa de
registro)
Una vez que se haya seleccionado una entrada, el mapa de registro aparece debajo del
panel de control. El mapa se escala para que toda la longitud del registro se ajuste a
través de la ventana del navegador.
Haga clic en el rectángulo azul en su borde derecho (justo debajo del panel de control)
para activar la barra de navegación, que ofrece otra manera de controlar la ubicación de
la ventana de observación. (Los botones de navegación en el panel de control siguen
siendo útiles también.)
El rectángulo gris en la barra de navegación indica la ubicación y la duración de la
ventana de observación. Utilice las flechas sobre su izquierda y derecha para desplazar
la ventana en un ancho-de-ventana, o haga clic en cualquier lugar dentro de la barra para
mover la ventana de observación en un monto mayor. Si el registro es mucho mayor que
la ventana de observación, el ancho del rectángulo gris no está a escala, y el rectángulo
puede permanecer en su lugar, si la ventana de observación se desplaza por un pequeño
intervalo de tiempo utilizando las flechas.
Cada barra en el mapa de registro representa una señal o un conjunto de anotaciones e
indica qué porciones del registro contienen la señal o anotaciones. En la mayoría de los
casos, las señales están continuamente disponibles para toda la duración del registro,
pero la MIMIC II Waveform Database es una notable excepción a esta regla, y el mapa
de registro es una guía útil para encontrar las señales o una combinación de señales en
los registros.
Las barras de señal están codificadas por colores según el tipo de señal (las señales ECG
son de color rojo, las señales de la presión arterial son de color azul, etc.) Las barras de
anotación son los histogramas que muestran (en gris) el número relativo de anotaciones
en cada minuto de grabación. Si las anotaciones incluyen etiquetas de latido (la
mayoría), estas son mostradas por la altura del histograma negro que recubre el gris, de
manera similar, las anotaciones de latidoectópico se indican mediante un histograma
azul superponiendo el negro, y las anotaciones ectópicas ventriculares por un
histograma rojo superponiendo el azul.
Los nombres de las señales y los anotadores se muestran a la izquierda de las barras,
pero pueden ser difíciles de leer, ellas aparecen en el mismo orden que en la señal y los
menús desplegables de anotador en el panel de control, que pueden ser más fáciles de
leer.
Selected input (entrada seleccionada)
Esta barra de estado está siempre visible justo debajo del panel de control, a menos que
todavía no se haya elegido un registro de entrada.
Indica qué registro y anotador han sido elegidos, los límites de la ventana de
observación, y contiene un enlace a la página principal de la base de datos a la que
pertenece el registro seleccionado.
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Resultados
Los
resultados
aparecen
debajo
de
la
barra
.
Selected
input
En la mayoría de los casos, los resultados solicitados desde la PhysioBank ATM
también se pueden obtener mediante la ejecución de los mismos programas utilizados
por el "cajero automático" en su propia computadora.
Frecuentemente, estos programas tienen opciones y capacidades adicionales que no son
accesibles a través de la ATM, y se lo anima a descargar y ejecutar por sí mismo. En
general, no es necesario descargar los archivos de datos PhysioBank , ya que estos
programas pueden actuar como clientes HTTP (web) que obtienen los datos necesarios
de este servidor web si no hay copias disponibles en su localidad.
Todo el software es gratuito y de código abierto, y se le anima a modificarlo para
satisfacer las necesidades de su investigación.
Si desea utilizar estas herramientas a nivel local, la primera sección de Results
(resultados) serán de interés, ello proporciona el comando o comandos necesarios para
obtener los resultados que siguen. Los enlaces que aparezcan en cada comando de
conducen a la información sobre el comando, sus argumentos, o la entrada y salida.
En la mayoría de los casos, el "cajero automático" no sólo proporciona enlaces para la
descarga de los resultados, sino que también los muestra o resume en la ventana del
navegador.
El PhysioBank ATM Toolbox
En esta sección se da una breve ayuda en línea describiendo algunas de las herramientas
en el Toolbox.
Plot waveforms (señales y anotaciones) gráficamente
Esta herramienta muestra un segmento corto de las formas de onda, junto con
cualesquiera anotaciones del conjunto de anotaciones seleccionado que ocurren dentro
de la ventana temporal. Si se ha optado por una señal en el área Input, sólo esa señal
aparece en la salida (esta función puede ser útil si se solapan señales de otro tipo).
Los charts se crean como figuras vector PostScript mediante pschart, y se convierten en
imágenes PNG amigables de navegador usando Image Magica .
Además para descargar las imágenes PNG, o verlas en su navegador, es posible
descargar imágenes de PostScript de alta resolución (se incluyen enlaces a las imágenes
chart.png y chart.ps en el Resumen de comandos que aparece entre la barra Select
Input y el chart).
Una versión previa de esta herramienta está disponible des 2000 como Chart-O-Matic.
Plot serie de tiempos del intervalo RR
Si la entrada seleccionada incluye anotaciones de ritmo cardiaco, esta herramienta
calcula la serie de tiempo de los intervalos entre latidos consecutivos (intervalos RR)
usando ann2rr, y muestra las series de tiempo utilizando plt (que produce figuras
vector PostScript) e Image Magick (que convierte el PostScript a PNG para su
visualización en su navegador). Un shell script (rrplot) desde nuestro tutorial HRV se
maneja corriendo ann2rr y plt. Además para descargar imágenes PNG de los
histogramas, o verlas en su navegador, es posible descargar las imágenes de PostScript
de alta resolución de las imágenes PNG que se hacen.
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Mostrar muestras como texto
Por defecto, las muestras de todas las señales dentro de la ventana de observación se
convierten en texto. Si se ha optado por una señal en el área Input, sólo esa señal
aparece
en
la
salida.
Los nombres de algunas señales son demasiado grandes para caber en las columnas,
estos nombres se acortan dejando caer los caracteres iniciales (ya que los nombres de las
señales relacionadas a menudo difieren sólo al final, esto hace identificables a las
columnas). Utilice el menú Signals en el panel de control para ver los nombres
completos de la señal.
Tenga en cuenta que la cantidad de salida disponible a través de los "cajeros
automáticos" PhysioBank se limitan a 100.000 muestras por señal de cada solicitud.
Para los registros que contienen múltiples señales, esto puede ser de varios megabytes
de texto, y puede exceder la capacidad de su navegador, si es así, reduzca el tamaño de
su pedido y vuelva a intentarlo.
La salida es generada por rdsamp, que está disponible gratuitamente en forma de código
fuente en C portátil y en las versiones de binarios precompilados para varios de los
sistemas operativos más populares. Se puede ejecutar rdsamp (sin un límite en el
número de muestras convertidas) en su propia computadora para convertir los archivos
de la señal desde PhysioNet y otras fuentes en forma de texto.
Mostrar anotaciones como texto
Cada línea de salida se corresponde con una única anotación. Las fechas y horas o
tiempo transcurrido son mostrados seguidos por tiempos en las muestras a menos que el
formato sea hora, minutos o segundos, la elección del formato de datos no tiene ningún
efecto en la salida, la cual es generada por rdann. Ver la annotation key (clave de
anotación) para una descripción de los mnemónicos de anotación que aparecen
después de las columnas de tiempo, tenga en cuenta que se han usado mnemónicos
especiales para algunas bases de datos, y estas se describen en la página principal de la
base de datos.
Mostrar intervalos-RR como texto
Si la entrada seleccionada incluye anotaciones de ritmo cardiaco, esta herramienta
calcula la serie de tiempo de los intervalos entre latidos consecutivos (los intervalos RR)
mediante ann2rr. Los intervalos RR en sí mismos, aparecen en la tercera columna de
salida, flanqueada por los mnemónicos de anotación de los latidos delimitando cada
intervalo, y los tiempos de ocurrencia de aquellos latidos.
Exporta señales como .mat
Esta herramienta crea un archivo con el formato .mat que se puede leer directamente en
Matlab o el software de código abierto Octave. Los ejemplos en la región de interés son
reescritos en formato .mat mediante wfdb2mat, el cual también produce un archivo de
formato corto WFDB. .hea que describe los tipos, ganancias, etc de las señales. Si se ha
optado por una señal (en lugar de todas las señales), el archivo..mat contiene las
muestras de esa única señal. Si se descargan ambos de estos archivos, se será capaz de
leer el archivo .mat usando las aplicaciones WFDB también.
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Esta herramienta también genera un archivo corto .info que es una descripción legible
del contenido del archivo .mat, incluyendo la información necesaria para convertir las
muestras crudas en valores apropiadamente corregidos baseline y escalados. También
está disponible para su descarga una función (plotATM.m) utilizable tanto en Matlab
como en Octave para leer los archivos .mat y .info, corrige y escala las muestras, y las
grafica.
Tenga en cuenta que los archivos .mat disponibles vía ATM PhysioNet contienen un
máximo de 1.000.000 columnas (muestras por señal). Tenga en cuenta que la carga y
trazado de series de tiempo de esta longitud puede requerir uno o dos minutos de
computación, aún con suficiente memoria de modo que el intercambio no es necesario.
Si usted descarga e instala el paquete de software WFDB, que incluye wfdb2mat, es
posible que se ejecute (sin límite en el número de muestras convertidos) en su propia
computadora para convertir los archivos de la señal de PhysioNet y otras fuentes en
forma .mat..
Time
00.050
00.214
01.028
01.839
02.628
03.419
04.208
05.025
05.678
06.672
07.517
Sample #
18
77
370
662
946
1231
1515
1809
2044
2402
2706
Type
+
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3862
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