Detecting patterns in waves

Question

I\'m trying to read a image from a electrocardiography and detect each one of the main waves in it (P wave, QRS complex and T wave). Now I can read the image and get a vector li

Answer 1

The first thing I would do is simplify the data.

Instead of analyzing absolute data, analyze the amount of change from one data point to the next.

Here is a quick one liner that will take ; separated data as input, and output the delta of that data.

perl -0x3b -ple'( $last, $_ ) = ( $_, $_-$last )' < test.in > test.out

Running it on the data you provided, this is the output:

0;0;20;0;0;-1;-1;-1;0;0;0;0;-1;0;0;0;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;0;0;2;0;-2;-1;-2;-1;-2;-1;0;-2;-1;1;-1;0;-1;0;0;0; 0;-1;0;-1;2;4;6;9;7;7;6;-4;-6;-8;-7;-5;-4;0;-1;0;-1;1;1;0;1;0;-1;1;0;0;0;0;0;0;-1;0;1;1;-1;0;1;0;0;0;1;0;-1;1; 2;2;0;1;1;1;1;1;1;1;0;0;1;0;0;-1;-2;-1;-2;-2;-2;-2;0;-1;-1;0;-1;0;-1;0;-1;0;1;-1;0;0;0;0;0;0;0;0;-1;1;1;0;0;0; 0;0;0;0;0;-1;1;-1;0;0;1;0;0;0;0;0;0;0;-1;1;0;0;0;0;-1;0;0;0;0;1;0;1;1;0;1;0;0;1;1;1;0;0;0;-1;-1;-2;-1;0;-2;0; -1;0;-1;0;1;-1;0;0;-1;0;0;0;1;5;5;7;8;9;4;-7;-5;-8;-7;-6;-2;-1;0;0;0;0;0;1;0;0;1;-1;0;1;0;-1;1;0;0;0;1;0;0;0; 1;0;1;0;0;0;1;1;0;2;1;1;1;1;1;1;1;1;1;-1;1;0;0;-1;-2;-2;-2;-2;-1;0;-1;-2;-1;0;-1;-1;0;1;-1;1;0;-1;1;-1;1;0;-1; 0;0;0;-1;1;0;0;1;0;-1;0;1;0;0;1;-1;0;-1;1;0;-1;0;0;0;0;1;-1;0;1;-1;0;0;0;0;0;0;1;-1;0;1;0;0;2;0;1;0;1;1;1;-1; 0;-2;0;-1;-2;0;-1;-1;-2;-1;0;0;0;0;0;0;0;0;-1;0;0;4;3;9;8;11;4;-5;-6;-8;-8;-4;-2;-2;0;0;0;-1;1;0;0;1;0;0;1;-1; 0;1;0;0;0;1;-1;0;1;1;0;0;0;0;1;0;1;0;1;2;1;1;2;0;1;1;1;1;0;0;1;1;0;0;-35;0;0;0;

_{There are new-lines inserted in the above text not originally present in the output.}

---

After you have done that it is trivial to find the qrs complex.

perl -F';' -ane'@F = map { abs($_) > 2 and $_ } @F; print join ";", @F'< test.out

;;20;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;4;6;9;7;7;6;-4;-6;-8;-7;-5;-4;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;5;5;7;8;9;4;-7;-5;-8;-7;-6
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;4;3;9;8;11;4;-5;-6;-8;-8;-4;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;-35;;;

The 20 and -35 data points result from the original data starting and ending with 0.

To find the other data points you will have to rely on pattern matching.

---

If you look at the first p wave, you can clearly see a pattern.

0;0;0;0;0;0;1;0;1;1;1;1;1;1;0;0;2;0;-2;-1;-2;-1;-2;-1;0;-2;-1;1;-1;0;-1;0;0;0;0;
#           \________ up _______/   \________ down _________/

It isn't as easy to see the pattern on the second p wave though. This is because the second one is spread out further

0;0;0;1;0;1;1;0;1;0;0;1;1;1;0;0;0;-1;-1;-2;-1;0;-2;0;-1;0;-1;0;1;-1;0;0;-1;0;0;0;
#     \________ up _______/       \________________ down ________________/

The third p wave is a little more erratic than the other two.

0;0;0;0;0;1;-1;0;1;0;0;2;0;1;0;1;1;1;-1;0;-2;0;-1;-2;0;-1;-1;-2;-1;0;0;0;0;0;
#                \_______ up ______/  \__________ down __________/

You would find the t waves in a similar manner to the p waves. The main difference is when they occur.

---

This should be enough information to get you started.

_{The two one-liners are for example only, not recommended for daily use.}