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Experimentación con bases de datos de señales cardiológicas. Recursos de physionet




Enviado por Pablo Turmero



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    PhysioBank es una base de datos de señales digitales
    fisiológicas de gran crecimiento, con buena
    fundamentación en datos relativos a la comunidad de
    investigaciones biomédicas a la que se puede acceder desde
    la dirección de Internet www.physionet.org. Se incluye en
    esta base señales de múltiples parámetros
    cardiopulmonares, neurales y de otros campos de la biomedicina,
    abarcando a individuos sanos y pacientes con una gran variedad de
    condiciones que conciernen a distintas implicancias
    patológicas tales como muerte cardiaca súbita,
    falla congestiva de corazón, epilepsia, desórdenes
    motores, apnea del sueño y senilidad. Esta base de datos
    es de libre acceso vía Web y propende a actividades
    cooperativas, esto es suministrando datos para investigaciones y
    solicitando el envío de resultados para su
    realimentación. La base de datos PHYSIOBANK

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    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. PhysioBank ATM

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    Utilice el panel del cajero automático de control para: a)
    Seleccionar una Input (un registro PhysioBank), b) Definir las
    opciones Output correspondientes, c) Elegir una herramienta desde
    el Toolbox, y d) 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). El panel del “cajero
    automático “ presenta la siguiente forma:
    Cómo usar el PhysioBank ATM

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    Utilizando la barra Selected input aparecerá una
    selección, y debajo de ellos, los resultados aparecen una
    vez que haya optado. Cómo usar el PhysioBank ATM

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    Cómo usar el PhysioBank ATM Utilizando el Record map se
    selecciona el registro correspondiente.

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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. Cómo usar el PhysioBank
    ATM

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    Output Las elecciones en esta sección afectan la salida
    producida por alguna de las herramientas, pero no el total de
    ellas. Cómo usar el PhysioBank ATM 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.

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    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.
    Cómo usar el PhysioBank ATM

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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. Cómo usar el PhysioBank ATM

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    Especificación de datos a examinar Resultados aparecen en
    la ventana del navegador Cómo usar el PhysioBank ATM

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    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: Cómo usar el PhysioBank
    ATM

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    |<< 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 Se puede también
    usar la barra de navegación, descrita en la próxima
    sección, para moverse en el registro. Cómo usar el
    PhysioBank ATM

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    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. 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. Cómo usar el PhysioBank
    ATM

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    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. 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. Cómo
    usar el PhysioBank ATM

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    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 desde 2000 como Chart-O-Matic. El
    PhysioBank ATM Toolbox

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    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). El PhysioBank ATM
    Toolbox

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    Plot de histograma de intervalos RR Esta herramienta cal-cula las
    series de tiempo de intervalos RR y grafica un histograma de
    ellos usando las utilida-des estándar POSIX . El
    PhysioBank ATM Toolbox

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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. 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. El PhysioBank
    ATM Toolbox

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    El PhysioBank ATM Toolbox Algunas salidas de esta utilidad:

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    El PhysioBank ATM Toolbox

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    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. Algunos ejemplos: Beat
    annotations: Code Description N Normal beat (displayed as
    "·" by the PhysioBank ATM, pschart, and psfd) L Left
    bundle branch block beat R Right bundle branch block beat B
    Bundle branch block beat (unspecified) A Atrial premature beat El
    PhysioBank ATM Toolbox

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    El PhysioBank ATM Toolbox Una salida típica tiene el
    formato:

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    El PhysioBank ATM Toolbox 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. Una salida
    típica es:

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    El PhysioBank ATM Toolbox Exporta señales como .mat Esta
    herramienta crea un archivo con el formato .mat que se puede leer
    directamente en Matlab o en el software de código abierto
    Octave. Si se ha optado por una señal (en lugar de todas
    las señales), el archivo..mat contiene las muestras de esa
    única señal. Téngase en cuenta que los
    archivos .mat disponibles vía ATM PhysioNet contienen un
    máximo de 1.000.000 columnas (muestras por señal).
    Considérese que la carga y trazado de series de tiempo de
    esta longitud puede requerir uno o dos minutos de
    computación, aún con suficiente memoria. Si se
    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..

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    El PhysioBank ATM Toolbox Exporta señales como .mat A modo
    de ejemplo, desde la base Normal Synus Rithm: Con el botón
    derecho del mouse se puede descargar el archivo 16265m.mat en la
    carpeta work de Matlab y se pueden recuperar los datos. >>
    load 16265m >> whos Name Size Bytes Class Attributes val
    2×1280 20480 double

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    El PhysioBank ATM Toolbox Del mismo modo, se pueden bajar otros
    dos archivos en la misma carpeta, estos son 16265m.info y
    plotATM.m Ejecutando luego: matName='16265m.mat';
    infoName='16265m.info'; plotATM(matName,infoName)

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    El PhysioBank ATM Toolbox También es posible un
    graficación directa desde la matriz de dos columnas, val,
    que está cargada en el workspace. x=val(1,:); y=val(2,:);
    S=size(val); i=1:S(2);plot(i,x(i),i,y(i)+800)

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    El PhysioBank ATM Toolbox Exportar señales como CSV Esta
    herramienta crea un archivo en formato CSV (comma-separated
    value), conteniendo las muestras en la región de
    interés. Como en los otras casos, PhysioBank ATM
    está limitado a 100,000 muestras por señal y por
    requerimiento. Para registros más grandes se puede exceder
    la capacidad del navegador. Se puede usar rdsamp (sin
    límite para el número de muestras convertidas)
    sobre la propia computadora para convertir los archivos de
    señal desde PhysioNet y otras fuentes en formato CSV. Una
    vez el archivo en CSV, es posible utilizarlo en una variadad de
    programas que trabajan con este formato.

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    El PhysioBank ATM Toolbox Exportar señales como EDF El
    Formato de Datos Europeas (FED) es un formato de archivo
    estándar diseñado para el intercambio y
    almacenamiento de series de tiempo de origen médico. Al
    ser un formato abierto y no propietario, EDF se utiliza
    comúnmente para archivar, intercambiar y analizar los
    datos de los dispositivos comerciales en un formato que es
    independiente del sistema de adquisición. De esta manera,
    los datos pueden ser recuperados y analizados por un software
    independiente. El software EDF está disponibles
    gratuitamente. Esta herramienta crea un archivo ED desde un
    registro seleccionado, usando mit2edf. Unas pocas Bases de Datos
    PhysioBank contienen registros ya en formato EDF.

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