MANIPULAÇÃO DE ARQUIVOS PhysioBank

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GUIA RÁPIDO PARA

MANIPULAÇÃO DE ARQUIVOS

PhysioBank

VERSÃO 0.1

Desenvolvido por

Kathy Mendes Ferreira

Orientador

Murilo E. D. Gomes

Departamento de Engenharia Eletrônica

MACSIN

Modelagem Análise e Controle de Sistemas Não Lineares Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Engenharia Elétrica

Departamento de Engenharia Eletrônica Universidade Federal de Minas Gerais

Av. Antônio Carlos 6627

31270-901 Belo Horizonte, M.G., BRAzIL fones: +55 (0) 31 499-4866/4848

fax: +55 (0) 31 499-4850/5480

Relatório: #CPDEE/MACSIN-03/04

December 2004

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Apresentação

Physiotoolkit é uma biblioteca de programas para realizar simulações, análises e obter visualizações de séries temporais e sinais fisiológicos. Com ele é possível detectar eventos fisiológicos, usando tanto técnicas clássicas quanto novos métodos baseados em statistical physics e dinâmica não-linear, realizar análises de processos não-estacionários e nonequilibrium, criar novos bancos de dados, dentre outras possibilidades. Disponibilizado pela licença código-aberto General Public License (GPL) da GNU, é permitido usar, modificar e distribuir os softwares fornecidos livremente.

Para estudar sinais fisiológicos e séries temporais como as encontradas no Physiobank foi organizado o WFDB (Waveform Database) Software Package. Os principais componentes deste pacote são a biblioteca WFDB e os aplicativos WFDB para processamento de sinais e análise automatizada.

Neste texto serão apresentados como usar as ferramentas disponibilizadas pelo Physiotoolkit na conversão binário-texto e na visualização gráfica dos registros do Physiobank (especificamente os encontrados em MIT-BIH

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1. Instalando o pacote de aplicativos WFBD

1.1 No Linux

Salvar os arquivos diretamente pelos endereços:

http://www.physionet.org/physiotools/binaries/intel-linux/wfdb-10.3.13-.i386.rpm http://www.physionet.org/physiotools/binaries/intel-linux/wfdb-devel-10.3.13-1.i386.rpm http://www.physionet.org/physiotools/binaries/intel-linux/wfdb-app-10.3.13-1.i386.rpm

Como superusuário instala-se o pacote clicando duplamente em cada um dos três arquivos.

Dependendo da distribuição do Linux pode ser necessário instalar certos pacotes, encontrados seguindo o caminho:

PhysioToolkit -> WFDB Software -> GNU/Linux -> Install libwww

Salve da seção Currently available binaries os arquivos requeridos de acordo com a versão do Linux utilizada. Instale-os com o comando

rpm -Uvh w3c-libwww-*

1.2 No Windows

Salvar o arquivo compactado de:

http://physionet.org/physiotools/binaries/windows/wfdb-10.3.13-i686-CYGWIN_NT-5.1.tar.gz

Descompactar o arquivo e renomear a pasta wfdb-10.3.13 para somente wfdb. Mover a pasta então renomeada para o diretório C:\Arquivos de Programa. Abra o arquivo C:\autoexec.bat e acrescente no final a linha:

PATH = %PATH%;C:\arquiv~1\wfdb\bin

Reinicie o computador. Tal procedimento permitirá que os aplicativos wfdb sejam executados a partir de qualquer pasta do sistema.

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2. Obtendo os registros

Um registro constitui-se em um arquivo de anotações de referência (.atr), sinais (.dat) e cabeçalho (.hea), com as seguintes características:

.atr: arquivo do tipo binário que denota um arquivo de anotação. Esse arquivo contém conjuntos de anotações (labels), cada qual descrevendo uma característica de um ou mais sinais em instantes especificados no registro.

.dat: arquivo do tipo binário que contém amostras digitalizadas de um ou mais sinais;

.hea: arquivo do tipo texto que descreve os sinais, como um cabeçalho (incluindo o nome ou URL, tipo de armazenamento, número e tipo dos sinais, freqüência de amostragem, dados de calibração, entre outros).

Observa-se que o nome do registro é o mesmo nome de um desses arquivos anteriores, contudo sem a extensão.

Exemplo:

O registro 100 constitui-se nos arquivos 100.atr, 100.dat e 100.hea.

Para salvar um registro, na página physionet.org acesse o PhysioBank e depois Signal Archieves. Escolha o banco de dados de acordo com o tipo de sinais desejados. Para avaliação de arritmias presentes em Eletrocardiogramas vá em

http://physionet.org/physiobank/database/mitdb/

para obter o MIT-BIH Arrhythmia Database. As três extensões do registro devem ser salvas (.atr, .dat, .hea).

Usando o wget (utilitário para transferência de arquivos da internet, com versões para Windows e Linux) é possível salvar todos os arquivos do banco de dados de arritmias do MIT com um só comando:

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Em http://physionet.org/physiobank/database/html/mitdbdir/mitdbdir.htm pode-se online ver informações sobre o citado banco de dados e também as descrições de cada registro (idade e sexo do paciente, tipos de arritmias presentes etc).

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3. Convertendo registros (.dat) para arquivo texto

1.1 No Linux

Na linha de comando do Konsole digite:

rdsamp -r nomeDoRegistro(sem a extensão) -p -v > arqSaida.txt

e um arquivo chamado "arqSaida.txt" será criado com os dados do registro no formato texto. As opções "-p" e "-v" são, respectivamente, para imprimir as unidades físicas e nomear as colunas. A opção "-r" é obrigatória, indica que o parâmetro passado após ela é o nome do registro. O sinal de ">" é para redirecionamento da saída para o arquivo. Mais opções podem ser vistas digitando na linha de comando man rdsamp.

1.2 No Windows

Na linha de comando do Konsole digite:

rdsamp -r nomeDoRegistro -p -v > arqSaida.txt

Analogamente à forma apresentada para o Linux, outras opções para o formato da saída podem ser vistas pelo comando rdsamp, bastando apenas digitar:

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4. Convertendo registros em gráficos

No Windows ou Linux o procedimento é o mesmo. Os registros WFDB do PhysioBank são convertidos em gráficos no formato EPS PostScript com o comando:

pschart -C -d 600 -E -G -M –l -R -S 2 2 arqScript.txt > arqSaida.eps

Seguem as descrições das opções:

-C: torna o gráfico colorido.

-d 600: faz a resolução ser 600 pontos por polegada.

-E: gera o arquivo de saída em formato EPSF (encapsulated PostScript file

format), capaz de ser incluído num arquivo PostScript (.ps).

-G: grid em segundo plano é impresso.

-M: imprime barras de marcação ao longo dos sinais para mostrar as localizações das anotações de batimento.

-l: coloca a identificação dos sinais.

-R: imprime o nome do registro como parte do cabeçalho, em cada página.

-S 2 2: imprime as escalas e marcas de tempo nos modos especificados.

Como parâmetro de entrada é necessário o arquivo arqScript.txt que contenha a seqüência:

registro intervalo [título]

Num arquivo gráfico pode ser impresso mais de um registro, intercaladamente. Para isso, em cada linha do arqScript.txt coloca-se as informações dos registros a ser intercalados. Caso haja somente uma linha, só um registro será impresso. Por exemplo, para obter-se o gráfico do registro 100, a respectiva linha deveria ser:

100 0-3000

O intervalo de tempo de 0 até 3000 é maior que o do registro 100, por isto todos os dados do registro serão impressos.

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5. Outras Informações

A descrição das siglas que aparecem nas anotações podem ser encontradas em

http://physionet.org/physiobank/annotations.shtml

Para obter descrições sobre os softwares incluídos nos pacotes oferecidos pela PhysioToolkit em

http://physionet.org/physiotools/software-index.shtml

e escolha a listagem de acordo com as tarefas realizadas pelo software ou pelo nome do software, na tabela apresentada no fim da página. Em uma das colunas da tabela pode ser obtida a documentação.

Os manuais dos aplicativos podem ser obtido em: http://physionet.org/physiotools/wag/

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Bibliografia

Goldberger AL, Amaral LAN, Glass L, Hausdorff JM, Ivanov PCh, Mark RG, Mietus JE, Moody GB, Peng CK, Stanley HE. PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysioNet: Components of a New Research Resource for Complex Physiologic Signals.

Circulation 101(23):e215-e220 [Circulation Electronic Pages;