PhysioNet生理信号处理（二）--PhysioToolkit

PhysioNet是一个由美国国家通用医学科学院（NIGMS）和国家生物医学成像和生物工程院（NIBIB）共同支持的面向科研人员免费提供生理信号库和其处理工具的一个资源网站或者项目。目前项目内容主要分为两个：PhysioBank和PhysioToolkit,也就是生理信号库和处理工具箱。

网站：https://physionet.org/

一、PhysioToolkit

PhysioToolkit是一个庞大且不断增长的生理信号处理和分析软件库，使用经典技术和基于统计物理和非线性动力学的新颖方法检测生理意义，信号的交互式显示和特征分析，创建新数据库，模拟生理和其他信号，量化评估和分析方法的比较，以及非平衡和非平稳过程的分析。为PhysioToolkit提供软件的研究项目的同一主题是从生物医学信号中提取“隐藏”的信息，可能对医学具有诊断或预判价值的信息，或基础研究中的解释性或预测性能力。

链接：https://physionet.org/physiotools/

目前的工具箱函数根据其功能分为一下类别和子类别：

数据可视化(Datavisualization)：PhsioBank data visualization、General-purpose data visualization

数据压缩(Data mining):PhysioBank data mining

数据读入写出(Importing and exporting data):Format converters、Creating PhysioBank-compatible recordings

匿名信息(Deidentification):Deidentification(Anonymization

信号和时间序列分析(Signal andtime series analysis):Physiologic signal processing、General-signal processing、Frequency-domain analysis of time series、Nonlinear analysis of time series、RR intervals,heart rate,and HVR analysis

合成生理信号(Models):Physiologic models and simulations

软件开发类(Software development):Libraries and software development tools、Development and evalution of ECG analyzers

其他类（other）:Physionet/CinC Challenge Software Archive、Miscellaneous software

其实每个类或者子类的函数可能来源于不同工具箱，举个栗纸：

图1.HVR类中的软件或者函数（来源 https://physionet.org/physiotools/software-index.shtml#pbdv）

我们在图1中看到了子类RR intervals,heart rate,and HVR analysis中的软件及其一些简介。这个集合是用来分析心率变化性的一个工具，其中9个软件分别来源于WFDB、HRV、pNNx、activity和heartprints软件包。每个软件后面都有简短描述和其说明文档连接。这样的好处是我们在处理生理信号的时候直接根据需要来找相应的软件，而不是漫无目的的大海捞针。

二、WFDB

上面把PhysioToolkit工具箱的框架大致熟悉了。我们可以这样理解，工具箱其实是由不同的软件包组成的，比如WFDB、HVR等。而这些包中的软件又被PhysioNet根据功能不同组成了一个按功能检索的序列PhysioToolkit Software Index。

PhysioToolkit Software Index：https://physionet.org/physiotools/software-index.shtml#pbdv

现在我们来具体了解其中的一个软件包：WFDB（WaveForm DataBase)。

目前WFDB包分成三个功能模块：

-WFDB library：用于开发者基于C\C++\Fortran语言开发的API或者说函数；

-WFDB applications:经过测试，用于信号处理的命令行工具；

-WAVE：用于信号查看、注释和分析的交互式环境；

这些函数或者环境在不同的操作系统都有对应的版本。

WFDB还可以通过其他语言环境：

-Python Package：一个python的本地脚本库

-Matlab Package：Matlab的一个工具箱（WFDB Toolbox for Matlab）

-JAVA、Perl、Pyhton等与WFDB的API库

三、WFDB Toolbox for Matlab

目前我比较常用的是提供给Matlab的版本--WFDB Toolbox for Matlab。WFDB Toolbox for Matlab很好理解，就是由20个.m函数组成的一个文件夹，只要将这些函数下载下来放入一个文件夹中，然后拷贝到Matlab Toolbox路径下，或者将该文件夹的路径添加到Matlab就可以了，根本不用复杂的安装（这就是商业软件的好处，其他开源的软件光安装就是一项浩大的工程）。

这一期就到这里了，下一期将具体将WFDBToolbox for Matlab的具体.m函数的说明和用法。