浅谈心电信号处理（2）

浅谈心电信号处理（2）"/>

浅谈心电信号处理（2）

        所谓“工欲善其事，必先利其器“，我们在完成软件算法的设计后，必须通过数据进行验证，否则再好的算法也只能是空中楼阁，水中月镜中花。只有通过大量的数据验证后，才能说设计的算法是合格的，当然这并不是说算法一定是完美的，实际的应用中还可能碰到各种问题。究其原因，算法设计并不是一蹴而就，需要通过大量数据不断修正，最后才能达到理想的效果。

        在实际的工作中，你和客户说你的产品算法有多好多好，都不如上几个图，几个表有说服力。通过公认的数据库进行算法测试，就是一个很好的手段。GE的产品为什么会成为行业的金标杆，我个人觉得一个主要的原因就是GE的算法进行各数据库测试效果基本都不错，特别是横向对比其他的厂家结果。

       下面我简单介绍一下自己用到过的，以及了解一些的数据库。

1. MIT-BIH数据库

        MIT-BIH数据库由美国麻省理工学院和Beth Israel医院联合建立，包含了心电ECG、脑电EEG和心音PCG等数据。其中的心电数据库目前广泛应用于心电的研究中，特别是理论部分研究，如果你的学习研究是偏重于理论，以学校科研为主，可以好好利用这个数据库，许多论文的算法进行验证时，所用数据基本以该数据库为主，可以方便进行对比。在实际的工作中，如软件算法设计及验证，也可以寻找相关的数据库数据进行验证。

        MIT-BIH数据库包含各类型数据，应用的较多的有以下几个：

        1）心律失常数据库（MIT-BIH Arrhythmia Database）。该数据库包含48组心律失常数据，在心电的研究领域应用最为广泛（应该没有之一）。在算法的验证上，无论是滤波效果、QRS波检测、心拍分类或是心电数据压缩等，所用的数据基本为该数据库内数据。该数据库包含详细的人工确认过的心拍标记和节律类型，因而成为心电算法验证的“金标准”。

        2）房颤数据库（MIT-BIH Atrial Fibrillation Database）。该数据库包含25组房颤数据，大多数为阵发房颤，这些数据里通过人工标记完成了不同的节律类型，如房颤、房扑、交界性节律和正常节律等，是心电算法房颤自动分析检测准确率的首选数据库。

        对于房颤算法分析检测，除了这个数据库外，MIT-BIH里还包含了一些房颤分析挑战赛的房颤数据库，可根据自己的需要进行查阅下载。

        3）噪声抑制测试数据库（MIT-BIH Noise Stress Test Database， NST）。该数据库在心律失常数据库的118和119号加入不同等级的噪声得到，主要用来测试心电算法在噪声干扰情况下的表现情况。该数据库为动态心电性能要求YY 0885-2013的四个测试数据库之一（另外三个为：MIT-BIH心律失常数据库，AHA数据库和CU数据库）。

        MIT-BIH数据库目前是免费的，其数据可在网站ecg.mit.edu免费下载。

2. CSE数据库

        CSE（Common Standards for Electrocardiography）数据库由欧盟建立，包含了五个数据集。数据集1和2是三通道同时采集得到，数据集3、4和5是多通道采集得到（12导联ECG + 3导联VCG）。

        数据集3和4一般用于波形测量的验证，即P波、QRS波和T波特征点的测量，包含125组10秒钟的静态心电数据。在心电图机性能要求YY 0782-2010中，数据集3中的100个数据用于验证算法在模拟真实人体采集情况下的波形测量准确性。

        数据集5（也称诊断数据库）一般用于软件算法诊断结论的验证，包含1220个数据，类型包含了正常、心室肥大、心肌梗死等。该数据集由人工结合临床给出诊断结论，但不对外公开，如果需要验证算法的话，需要将自己算法的结论按CSE规定的方法映射为相应的编码，由CSE进行比对最后返回算法诊断的准确率等信息。

        CSE数据库需要购买获得，其中数据集3和4价格1500美元，数据集5价格3500美元，购买数据集5后，CSE可免费进行算法诊断结论判断的验证（三次内免费，超过三次600美元一次）。如果是学校或是科研院所，以上的价格有一些优惠，具体可联系咨询。

        CSE数据库可联系：prubel.lyon@gmail或Paul.Rubel@insa-lyon.fr获取相关的信息。

3. AHA数据库

        AHA（American Heart Association）数据库由美国心脏协会建立，主要用于室性心律不齐的验证，包含了80个数据，涵盖了室早单发、室早成对、室速、室性二联三联、R-ON-T型室早及室颤室扑等各类室性心律不齐的数据。

        AHA为付费数据库，需要购买才能使用。具体情况，可通过网站.aspx或通过邮件korourke@ecri进行详细咨询。同时MIT-BIH网站上有AHA的两个示例数据，感兴趣的可以下载查看。

4. CTS数据库

        CTS数据库为人工生成的心电数据，包含CAL（Calibration ECGs， 校准用心电图数据）和ANE（Analytical ECGs，分析用心电图数据）两种类型 。在心电图机性能要求YY 0782-2010中，该数据库用来评估算法波形振幅和时限自动测量的准确性。

        CTS数据库目前已被内置在一些模拟器上，当然如果需要，可以直接联系info@corscience.de进行咨询。

5. 欧洲ST-T数据库

        欧洲ST-T数据库（European ST-T Database）主要用来验证算法对ST段和T波改变的分析性能，包含了90个数据记录，记录的每个心拍ST段和T波形态改变均由医生人工标注。

        该数据库在2009年后，已经可以在MIT-BIH网站（ecg.mit.edu）上免费下载。

6. CU数据库

        CU数据库（CU Ventricular Tachyarrhythmia Database）主要用来分析室性心律失常的算法性能。包含35个持续性室性心动过速、室颤和室扑数据。数据里的节律均在注释里有说明，可以用来进行室性心律失常算法的验证。

        该数据可以在MIT-BIH网站（ecg.mit.edu）上免费下载。

        除了以上介绍的数据库外，在MIT-BIH网站上，还有其他各类型的数据库，如PTB 心电诊断数据库，T波交替挑战数据库等，可根据自己的需要查询下载。

        比较遗憾的是，以上数据库基本都是欧美国家采集的，由于人种不同，心电数据可能有些差异，用上面数据库验证完的算法不一定在中国（或是亚洲）适用。以前听说国内有关的科研机构及相关的心电厂家合作，进行中国心电数据库的构建，希望不会等得太久。