用Python提取心电信号ST段多个特征的代码

时间: 2024-03-25 16:36:31 浏览: 35
以下是用Python提取心电信号ST段多个特征的示例代码: ```python import wfdb import numpy as np from scipy.signal import find_peaks from scipy.interpolate import interp1d # 读取心电图数据 record = wfdb.rdrecord('path/to/record', channels=[0]) signal = record.p_signal.flatten() # 滤波,去除基线漂移和高频噪声 filtered_signal = butter_bandpass_filter(signal, 0.5, 40, record.fs, order=4) # 检测QRS波群位置和R峰位置 qrs_inds, r_inds = detect_qrs(filtered_signal, record.fs) # 提取ST段 st_segment = extract_st_segment(filtered_signal, r_inds, record.fs) # 计算ST段特征 st_amplitude = np.abs(st_segment.mean(axis=1)) st_slope = calculate_st_slope(st_segment) st_area = calculate_st_area(st_segment) def butter_bandpass_filter(data, lowcut, highcut, fs, order=5): """ Butterworth滤波器,用于去除基线漂移和高频噪声。 """ nyq = 0.5 * fs low = lowcut / nyq high = highcut / nyq b, a = butter(order, [low, high], btype='band') y = filtfilt(b, a, data) return y def detect_qrs(signal, fs): """ 检测QRS波群位置和R峰位置。 """ qrs_inds = np.array([], dtype=int) r_inds = np.array([], dtype=int) # 滤波 filtered_signal = butter_bandpass_filter(signal, 5, 15, fs, order=2) # 梯度 gradient = np.gradient(filtered_signal) # 双门限阈值法 threshold_low = 0.3 * np.max(gradient) threshold_high = 0.6 * np.max(gradient) for i in range(1, len(signal)-1): if gradient[i] > threshold_high and gradient[i-1] < threshold_low: qrs_inds = np.append(qrs_inds, i) r_inds = np.append(r_inds, i + np.argmax(signal[i:i+int(fs/8)])) return qrs_inds, r_inds def extract_st_segment(signal, r_inds, fs): """ 提取ST段。 """ st_segment = [] for r in r_inds: r_ind = int(r) st_start = r_ind + int(0.04 * fs) st_end = r_ind + int(0.15 * fs) if st_end < len(signal): st_segment.append(signal[st_start:st_end]) return np.array(st_segment) def calculate_st_slope(st_segment): """ 计算ST段斜率。 """ st_slope = [] for st in st_segment: x = np.arange(len(st)) f = interp1d(x, st) df = np.gradient(f(x)) st_slope.append(df.mean()) return np.array(st_slope) def calculate_st_area(st_segment): """ 计算ST段面积。 """ st_area = [] for st in st_segment: peaks, _ = find_peaks(st) area = np.trapz(st[peaks]) st_area.append(area) return np.array(st_area) ``` 上述代码中,使用了Butterworth滤波器去除基线漂移和高频噪声,使用了QRS检测算法检测QRS波群位置和R峰位置,使用了插值法进行ST段斜率的计算,使用了积分法进行ST段面积的计算。其中,提取的ST段特征包括ST段振幅、ST段斜率和ST段面积。

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