MIT-BIH

MIT-BIH 是由美国麻省理工学院提供的研究心律失常的数据库。目前国际上公认的可作为标准的心电数据库有三个,分别是美国麻省理工学院提供的MIT-BIH 数据库,美国心脏学会的AHA数据库以及欧洲AT-T心电数据库。其中MIT-BIH 数据库近年来应用比较广泛。

  MIT-BIH 的数据格式:

  MIT-BIH 为了节省文件长度和存储空间,使用了自定义的格式。一个心电记录由三个部分组成:

  (1)头文件[.hea],存储方式ASCII码字符。

  (2)数据文件[.dat],按二进制存储,每三个字节存储两个数,一个数12bit。

  (3)注释文件[.art],按二进制存储。

  [.hea]为头文件,其由一行或多行ASCII码字符组成。以100.hea为例

  100 2 360 650000

  100.dat 212 200 11 1024 995 -22131 0 MLII

  100.dat 212 200 11 1024 1011 20052 0 V5

  # 69 M 1085 1629 x1

  # Aldomet, Inderal

  第一行从左到右分别代表文件名,导联数,采样率,数据点数;

  第二行从左到右分别代表文件名,存储格式,增益,AD分辨率,ADC零值,导联1第一个值,校验数,?(不太清楚,貌似为0的话可以从任意数据块输出,即可以从中间读取任意一段),导联号

  第三行代表导联2的信息,同第二行

  以#开始的为注释行,一般说明患者的情况以及用药情况等。

  [.dat]为数据文件,MIT-BIH数据库中的数据存储格式有Format8、Format16、Format80、Format212、Format310等8种,心律失常数据库统一采用212格式进行存储。

  “212”格式是针对两个信号的数据库记录,这两个信号的数据交替存储,每三个字节存储两个数据。这两个数据分别采样自信号0和信号1,信号0的采样数据取自第一字节对(16位)的最低12位,信号1的采样数据由第一字节对的剩余4位(作为组成信号1采样数据的12位的高4位)和下一字节的8位(作为组成信号1采样数据的12位的低8位)共同组成。以100.dat为例。

  

 

  按照“212”的格式,从第一字节读起,每三个字节(24 位)表示两个值,第一组为“E3 33 F3”,两个值则分别为0x3E3和0x3F3转换为十进制分别为995和1011,代表的信号幅度分别为4.975mv和5.055mv,这两个值分别是两个信号的第一采样点,后面依此类推,分别表示了两个信号的采样值。

  “.atr”为注释文件,记录了心电专家对相应的心电信号的诊断信息,主要有两种格式:MIT格式和AHA格式。MIT格式是一种紧凑型格式,每一注释的长度占用偶数个字节空间,多数情况下是占用两个字节,多用于在线的注释文件;而AHA格式的每一注释占用16个字节的空间,多用于交换文件的情况。这两种格式的在文件中的区分决定于前两个字节的值,若文件的第一字节不为0或第二字节等于“[”(0x5B)或“]”(0x5D),则该文件是以MIT格式存储的,否则是按AHA格式存储的。心律失常数据库采用的MIT格式。

  MIT格式,每一注释单元的前两个字节的第一个字节为最低有效位,16位中的最高6位表示了注释类型代码(具体代码见后表),剩余的10位说明了该注释点的发生时间或辅助信息,若为发生时间,其值为该注释点到前一注释点的间隔(对于第一个注释点为从记录开始到该点的间隔),若为辅助信息则说明了附加信息的长度。以100.atr为例。

  

 

  从文件中的第一字节不为0可以判断该文件是以MIT格式存储的。从第一字节开始按照MIT格式进行分析,首先读出16位值0x7012,其高6位的值为0x1C(十进制28),低10位的值为0x12,该类型代码为28,代表意义是节律变化,发生时间在0.05秒(18/360Hz);接着读出后面的16位值0xFC03,其高6为的值为0x3F(十进制63),低10位的值为0x03,该类型代码为63,代表的意义是在该16位值后附加了3个(低10位值代表的数)字节的辅助信息,若字节个数为奇数,则再附加一个字节的空值,在本例中就是“28 4E 00 00”;然后再从下一字节读16位值0x043B,其高6位的值为1,低10位的值为0x3B(十进制59),该类型码1代表正常心搏,发生时间为0.213秒((18+59)/360Hz);依次类推即可读出所有的注释,当读到的16位值为0时,就表示到了文件尾。

  另,当高6位为十进制59时,读取之后第3个16位的高6位,作为类型代码,读取之后第二个16位+第一个16位*2^16;

  高6位为十进制60,61,62时,继续读下一个16位。

  

     
注释代码   说明
0   No TQRS
1 N Normal beat
2 L Left bundle branch block beat
3 R Right bundle branch block beat
4 a Aberrated atrial premature beat
5 V Premature ventricular contraction
6 F Fusuion of ventricular and normal beat
7 J Nodal (junctional) premature beat
8 A Atrial premature beat
9 S Premature or ectopic supraventricular beat
10 E Ventricular escape beat
11 j Nodal (junctional) escape beat
12 / Paced beat
13 Q Unclassifiable beat
14 ~ Signal quality change
15   Not specified
16 | Isolated QRS-like artifact
17   Not specified
18 s ST change
19 T T-wave change
20 * Systole
21 D Diastole
22 " Comment annotation
23 = Measurement annotation
24 p P-wave peak
25 B Left or right bundle branch block
26 ^ Non-conducted pacer spike
27 t T-wave peak
28 + Rythm change
29 u U-wave peak
30 ? Learning
31 ! Ventricular flutter wave
32 [ Start of ventricular flutter/fibrillation
33 ] End of ventricular flutter/fibrillation
34 e Atrial escape beat
35 n Supraventricular espace beat
36   Not specified
37 x Non-conducted P-wave (blocked APB)
38 f Fusion of paced and normal beat
39 ( Waveform onset, PQ junction(begin of QRS)
40 ) Waveform end, JPT(J point, end of QRS)
41 r R-on-T premature ventricular contraction
     

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