-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Copy pathfunctions.py
849 lines (682 loc) · 34.1 KB
/
functions.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
import os
import math
import warnings
import pyedflib
import pandas as pd
import numpy as np
from plotly.subplots import make_subplots
import plotly.subplots as sp
from scipy import signal
from matplotlib.pyplot import figure
import scipy.signal
import neurokit2 as nk
import plotly.express as px
from shapely.geometry import Polygon
import plotly.graph_objects as go
import torch
from torchvision import transforms
from models_for_inference.model import *
import plotly.io as pio
def visualize_rotate(data):
# Функция по визуализации вращения по нажатию кнопки
x_eye, y_eye, z_eye = 1.25, 1.25, 0.8
frames=[]
def rotate_z(x, y, z, theta):
w = x+1j*y
return np.real(np.exp(1j*theta)*w), np.imag(np.exp(1j*theta)*w), z
for t in np.arange(0, 10.26, 0.025):
xe, ye, ze = rotate_z(x_eye, y_eye, z_eye, -t)
frames.append(dict(layout=dict(scene=dict(camera=dict(eye=dict(x=xe,
y=ye,
z=ze))))))
fig = go.Figure(data=data,
layout=go.Layout(
updatemenus=[dict(type='buttons',
showactive=False,
y=1,
x=0.8,
xanchor='left',
yanchor='bottom',
pad=dict(t=45, r=10),
buttons=[dict(label='Запуск вращения',
method='animate',
args=[None, dict(frame=dict(duration=20, redraw=True),
transition=dict(duration=0),
fromcurrent=True,
mode='immediate'
)]
)
])]
),
frames=frames
)
return fig
def show_3d(x, y, z):
# Отображение 3D интерактивного окна
data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z,
mode='lines+markers', opacity=1)]
fig = visualize_rotate(data)
fig.update_traces(marker=dict(size=3),
line=dict(width=5))
fig.update_layout(title_text="3D представление ВЭКГ")
fig.update_layout(height=800)
return fig
def convert_to_posix_path(windows_path):
# Перевод пути к формату posix:
posix_path = windows_path.replace('\\', '/')
return posix_path
def rename_columns(df):
# Приводит к правильному виду данные в df:
new_columns = []
for column in df.columns:
new_columns.append(column[:-4])
df.columns = new_columns
return df
def discrete_signal_resample_for_DL(signal, old_sampling_rate, new_sampling_rate):
"""
Осуществление ресемплирования перед DL инференсом
"""
num_points_new = int(len(signal) * new_sampling_rate / old_sampling_rate)
# Используем scipy.signal.resample для изменения дискретизации
new_signal = scipy.signal.resample(signal, num_points_new)
return new_signal
def discrete_signal_resample(signal, time, new_sampling_rate):
"""
Осуществление ресемплирования
"""
# Текущая частота дискретизации
current_sampling_rate = 1 / np.mean(np.diff(time))
# Количество точек в новой дискретизации
num_points_new = int(len(signal) * new_sampling_rate / current_sampling_rate)
# Используем scipy.signal.resample для изменения дискретизации
new_signal = scipy.signal.resample(signal, num_points_new)
new_time = np.linspace(time[0], time[-1], num_points_new)
return new_signal, new_time
def calculate_area(points):
# Считает площадь замкнутого полигона
polygon = Polygon(points)
area_inside_loop = polygon.area
return area_inside_loop
def find_mean(df_term):
# Считает средние значения петель
x_center = df_term.x.mean()
y_center = df_term.y.mean()
z_center = df_term.z.mean()
return [x_center, y_center, z_center]
def find_qrst_angle(mean_qrs, mean_t, name=''):
"""
Определение угла QRST
"""
# Преобразуем списки в numpy массивы
mean_qrs = np.array(mean_qrs)
mean_t = np.array(mean_t)
# Находим угол между векторами в радианах
dot_product = np.dot(mean_qrs, mean_t)
norm_qrs = np.linalg.norm(mean_qrs)
norm_t = np.linalg.norm(mean_t)
angle_radians = np.arccos(dot_product / (norm_qrs * norm_t))
# Конвертируем угол из радиан в градусы
angle_degrees = np.degrees(angle_radians)
#print(f"Угол QRST {name}равен {round(angle_degrees, 2)} градусов")
return angle_degrees
def make_vecg(df_term):
# Получает значения ВЭКГ из ЭКГ
DI = df_term['ECG I']
DII = df_term['ECG II']
V1 = df_term['ECG V1']
V2 = df_term['ECG V2']
V3 = df_term['ECG V3']
V4 = df_term['ECG V4']
V5 = df_term['ECG V5']
V6 = df_term['ECG V6']
df_term['x'] = -(-0.172*V1-0.074*V2+0.122*V3+0.231*V4+0.239*V5+0.194*V6+0.156*DI-0.01*DII)
df_term['y'] = (0.057*V1-0.019*V2-0.106*V3-0.022*V4+0.041*V5+0.048*V6-0.227*DI+0.887*DII)
df_term['z'] = -(-0.229*V1-0.31*V2-0.246*V3-0.063*V4+0.055*V5+0.108*V6+0.022*DI+0.102*DII)
return df_term
def loop(df_term, name, plotly_figures, show=False):
# Подсчет и отображение площади петли
if name == 'T':
name_loop = 'ST-T'
else:
name_loop = name
if show:
# Создаем подокно с тремя графиками в ряд
fig = sp.make_subplots(rows=1, cols=3, subplot_titles=('Фронтальная плоскость',
'Сагиттальная плоскость',
'Аксиальная плоскость'))
# Создаем графики для каждой плоскости
trace1 = go.Scatter(x=df_term['y'], y=df_term['z'], mode='lines',
name='Фронтальная плоскость', showlegend=False)
trace2 = go.Scatter(x=df_term['x'], y=df_term['z'], mode='lines',
name='Сагиттальная плоскость', showlegend=False)
trace3 = go.Scatter(x=df_term['y'], y=df_term['x'], mode='lines',
name='Аксиальная плоскость', showlegend=False)
# Добавляем графики в подокно
fig.add_trace(trace1, row=1, col=1)
fig.add_trace(trace2, row=1, col=2)
fig.add_trace(trace3, row=1, col=3)
# Установка общего заголовка
title = f'{name_loop} петля'
fig.update_layout(title_text=title, title_font_size=16, height=510, width=1300,)
# Переворачиваем оси
fig.update_xaxes(autorange="reversed", row=1, col=2) # Переворачиваем ось x для trace2
fig.update_yaxes(autorange="reversed", row=1, col=3) # Переворачиваем ось y для trace3
# Отображение графика
plotly_figures.append(fig)
points = list(zip(df_term['y'], df_term['z']))
area_inside_loop_1 = calculate_area(points)
#print(f"Площадь петли {name_loop} во фронтальной плоскости:", area_inside_loop_1)
points = list(zip(df_term['x'], df_term['z']))
area_inside_loop_2 = calculate_area(points)
#print(f"Площадь петли {name_loop} в сагиттальной плоскости:", area_inside_loop_2)
points = list(zip(df_term['y'], df_term['x']))
area_inside_loop_3 = calculate_area(points)
#print(f"Площадь петли {name_loop} в аксиальной плоскости:", area_inside_loop_3)
return area_inside_loop_1, area_inside_loop_2, area_inside_loop_3
def get_area(show, df, waves_peak, start, Fs_new, QRS, T, plotly_figures):
# Выделяет области петель для дальнейшей обработки - подсчета угла QRST и площадей
area = []
# Уберем nan:
waves_peak['ECG_Q_Peaks'] = [x for x in waves_peak['ECG_Q_Peaks'] if not math.isnan(x)]
waves_peak['ECG_S_Peaks'] = [x for x in waves_peak['ECG_S_Peaks'] if not math.isnan(x)]
waves_peak['ECG_T_Offsets'] = [x for x in waves_peak['ECG_T_Offsets'] if not math.isnan(x)]
# QRS петля
# Ищем ближний пик к R пику
closest_Q_peak = min(waves_peak['ECG_Q_Peaks'], key=lambda x: abs(x - start))
closest_S_peak = min(waves_peak['ECG_S_Peaks'], key=lambda x: abs(x - start))
df_new = df.copy()
df_term = df_new.iloc[closest_Q_peak:closest_S_peak,:]
df_row = df_new.iloc[closest_Q_peak:closest_Q_peak+1,:]
df_term = pd.concat([df_term, df_row])
mean_qrs = find_mean(df_term)
if QRS:
area = list(loop(df_term, name='QRS', plotly_figures=plotly_figures, show=show))
## ST-T петля
# Ищем ближний пик к R пику
closest_S_peak = min(waves_peak['ECG_S_Peaks'], key=lambda x: abs(x - start))
# Ищем ближний пик к S пику
closest_T_end = min(waves_peak['ECG_T_Offsets'], key=lambda x: abs(x - closest_S_peak))
df_new = df.copy()
df_term = df_new.iloc[closest_S_peak + int(0.025*Fs_new) : closest_T_end, :]
df_row = df_new.iloc[closest_S_peak+int(0.025*Fs_new):closest_S_peak+int(0.025*Fs_new)+1,:]
df_term = pd.concat([df_term, df_row])
mean_t = find_mean(df_term)
if T:
area.extend(list(loop(df_term, name='T', plotly_figures=plotly_figures, show=show)))
return area, mean_qrs, mean_t
def preprocessing_3d(list_coord):
# Строит линии на 3D графике, отвечающие за вектора средних ЭДС петель
A = np.array(list_coord)
step = 0.025
# Создаем массив точек от (0, 0, 0) до точки A с заданным шагом
interpolated_points = []
for t in np.arange(0, 1, step):
interpolated_point = t * A
interpolated_points.append(interpolated_point)
# Добавляем точку A в конец массива
interpolated_points.append(A)
# Преобразуем список точек в numpy массив
interpolated_points = np.array(interpolated_points)
df = pd.DataFrame(interpolated_points, columns=['x', 'y', 'z'])
df['s']=20 # задали размер для 3D отображения
return df
def angle_3d_plot(df1, df2, df3):
# Построение интерактивного графика логов вычисления угла QRST
fig = go.Figure()
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=df1['x'],
y=df1['y'],
z=df1['z'],
mode='markers',
marker=dict(size=df1['s'], sizemode='diameter', opacity=1),
name='Средняя электродвижущая сила QRS'
)
)
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=df2['x'],
y=df2['y'],
z=df2['z'],
mode='markers',
marker=dict(size=df2['s'], sizemode='diameter', opacity=1),
name='Средняя электродвижущая сила ST-T'
)
)
df3['size'] = 10
fig.add_trace(
go.Scatter3d(
x=df3['x'],
y=df3['y'],
z=df3['z'],
mode='markers',
marker=dict(size=df3['size'], sizemode='diameter', opacity=1),
name='ВЭКГ'
)
)
fig.update_layout(title_text="Угол QRST")
fig.update_layout(height=800)
return fig
def apply_filter_mean(column, window_size):
# Фильтр среднего для сглаживания петли ST-T
filtered_column = []
for i in range(len(column)):
if i < window_size // 2 or i >= len(column) - window_size // 2:
filtered_column.append(column[i])
else:
window = column[i - window_size // 2:i + window_size // 2 + 1]
filtered_value = np.mean(window)
filtered_column.append(filtered_value)
return filtered_column
#------------------------------------------ГЛАВНЫЙ КОД--------------------------------------#
def get_VECG(input_data: dict):
# ------------------ ARG parse ------------------
data_edf = input_data["data_edf"]
n_term_start = input_data["n_term_start"]
n_term_finish = input_data["n_term_finish"]
filt = input_data["filt"]
f_sreza = input_data["f_sreza"]
Fs_new = input_data["f_sampling"]
show_ECG = input_data["show_ecg"]
plot_3D = input_data["plot_3d"]
QRS_loop_area = input_data["qrs_loop_area"]
T_loop_area = input_data["t_loop_area"]
count_qrst_angle = input_data["count_qrst_angle"]
mean_filter = input_data["mean_filter"]
predict_res = input_data["predict"]
plot_projections = input_data["plot_projections"]
logs = input_data["logs"]
save_coord = input_data["save_coord"]
pr_delta = input_data["pr_delta"]
show_XYZ = input_data["show_xyz"]
show_loops = False
show_angle = False
show_detect_pqrst = False
pio.templates.default = "plotly" # Используем классический стиль Plotly
if logs:
show_loops = True
show_angle = True
show_detect_pqrst = True
plotly_figures = []
output_results = {}
# Устанавливаем фильтр для игнорирования всех RuntimeWarning
warnings.filterwarnings("ignore", category=RuntimeWarning)
# Отработка ошибок введения номеров периодов ЭКГ
if n_term_finish != None:
if n_term_finish < n_term_start:
raise ValueError("Ошибка: n_term_finish должно быть >= n_term_start")
else:
n_term = [n_term_start, n_term_finish]
else:
n_term = n_term_start
# Приведение путей к posix формату
if '\\' in data_edf:
data_edf = convert_to_posix_path(data_edf)
# Считывание edf данных:
# Открываем EDF файл
f = pyedflib.EdfReader(data_edf)
# Получаем информацию о каналах
num_channels = f.signals_in_file
channels = f.getSignalLabels()
# Читаем данные по каналам
raw_data = []
for i in range(num_channels):
channel_data = f.readSignal(i)
raw_data.append(channel_data)
# Получаем частоту дискретизации
fd = f.getSampleFrequency(0)
# Закрываем файл EDF после чтения
f.close()
raw_data = np.array(raw_data)
# Создаем DataFrame
df = pd.DataFrame(data=raw_data.T,
index=range(raw_data.shape[1]),
columns=channels)
# Переименование столбцов при необходимости:
if 'ECG I-Ref' in df.columns:
df = rename_columns(df)
channels = df.columns
# Создание массива времени
Ts = 1/fd
t = []
for i in range(raw_data.shape[1]):
t.append(i*Ts)
# Ресемлинг:
df_new = pd.DataFrame()
for graph in channels:
sig = np.array(df[graph])
new_ecg, time_new = discrete_signal_resample(sig, t, Fs_new)
df_new[graph] = pd.Series(new_ecg)
df = df_new.copy()
# ФВЧ фильтрация артефактов дыхания:
if filt == True:
df_new = pd.DataFrame()
for graph in channels:
sig = np.array(df[graph])
sos = scipy.signal.butter(1, f_sreza, 'hp', fs=Fs_new, output='sos')
avg = np.mean(sig)
filtered = scipy.signal.sosfilt(sos, sig)
filtered += avg
df_new[graph] = pd.Series(filtered)
df = df_new.copy()
# ФНЧ фильтрация (по желанию можно включить):
filt_low_pass = False
if filt_low_pass:
df_new = pd.DataFrame()
for graph in channels:
sig = np.array(df[graph])
sos = scipy.signal.butter(1, 150, 'lp', fs=Fs_new, output='sos')
avg = np.mean(sig)
filtered = scipy.signal.sosfilt(sos, sig)
filtered += avg
df_new[graph] = pd.Series(filtered)
df = df_new.copy()
df['time'] = time_new
## Поиск точек PQRST:
n_otvedenie = 'I'
signal = np.array(df['ECG I'])
# способ чистить сигнал перед поиском пиков:
signal = nk.ecg_clean(signal, sampling_rate=Fs_new, method="neurokit")
# Поиск R зубцов:
_, rpeaks = nk.ecg_peaks(signal, sampling_rate=Fs_new)
# Проверка в случае отсутствия результатов и повторная попытка:
if rpeaks['ECG_R_Peaks'].size <= 5:
print("На I отведении не удалось детектировать R зубцы")
print("Проводим детектирование по II отведению:")
n_otvedenie = 'II'
signal = np.array(df['ECG II'])
signal = nk.ecg_clean(signal, sampling_rate=Fs_new, method="neurokit")
_, rpeaks = nk.ecg_peaks(signal, sampling_rate=Fs_new)
# При повторной проблеме выход из функции:
if rpeaks['ECG_R_Peaks'].size <= 3:
print('Сигналы ЭКГ слишком шумные для анализа')
# Создаем подразделы для графиков
num_channels = len(channels)
rows = int(num_channels / 2)
cols = 2
fig = make_subplots(rows=rows, cols=cols, shared_xaxes=True, subplot_titles=channels)
# Задаем общий интервал по оси X
x_range = [1, 7]
# Добавляем графики в subplot
for i, graph in enumerate(channels):
row = i // 2 + 1
col = i % 2 + 1
sig = df[graph]
trace = go.Scatter(x=time_new, y=sig, mode='lines', name=graph,
showlegend=False, line=dict(color='blue'))
fig.add_trace(trace, row=row, col=col)
fig.update_xaxes(row=row, col=col, range=x_range)
# Настроим макет и отобразим графики
fig.update_layout(title_text="Сигналы ЭКГ, которые не получилось обработать")
output_results['text'] = 'too_noisy'
output_results['charts'] = [fig]
return output_results
# Поиск медианного размера кардиоцикла для данного пациента (нужно для рассчета сдвига pr)
dif_rr = np.diff(rpeaks['ECG_R_Peaks'])
median_rr = np.median(dif_rr)
# Поиск точек pqst:
_, waves_peak = nk.ecg_delineate(signal, rpeaks, sampling_rate=Fs_new, method="peak")
# Отображение PQST точек на сигнале первого отведения (или второго при ошибке на первом)
if show_detect_pqrst:
# Создаем график сигнала
fig = go.Figure()
fig.add_trace(go.Scatter(x=time_new, y=signal, mode='lines', name='Signal', line=dict(color='black')))
# Отображаем вертикальные линии для каждой точки
colors = {'ECG_P_Peaks': 'red', 'ECG_Q_Peaks': 'green', 'ECG_S_Peaks': 'magenta', 'ECG_T_Peaks': 'blue'}
for wave_type, peaks in waves_peak.items():
if wave_type in ['ECG_P_Peaks', 'ECG_Q_Peaks', 'ECG_S_Peaks', 'ECG_T_Peaks']:
wave_type_label = wave_type.split('_')[1] # Извлекаем часть имени для метки графика
for peak in peaks:
if not np.isnan(peak): # Проверяем, что значение точки не является NaN
fig.add_shape(go.layout.Shape(
type='line',
x0=time_new[int(peak)],
x1=time_new[int(peak)],
y0=min(signal),
y1=max(signal),
line=dict(color=colors[wave_type], dash='dot'),
name=f'{wave_type_label} Peak'
))
# Настройка макета и отображение графика
fig.update_layout(
xaxis=dict(range=[2, 5], title='Time (seconds)'),
yaxis=dict(title='Signal ECG'),
title=f'Детекция PQRST на {n_otvedenie} отведении'
)
plotly_figures.append(fig)
# Выбор исследуемого периода/периодов
i = n_term
if type(i) == list:
#print(f"Запрошен диапазон с {i[0]} по {i[1]} период включительно")
fin = i[1]
beg = i[0]
else:
#print(f"Запрошен {i} период")
fin = i
beg = i
if beg-1 < 0 or fin >= len(rpeaks['ECG_R_Peaks']):
#print('Запрашиваемого перода/диапазона периодов не существует')
output_results['text'] = 'no_this_period'
output_results['charts'] = []
return output_results
start_r = rpeaks['ECG_R_Peaks'][beg-1]
end_r = rpeaks['ECG_R_Peaks'][fin]
# сдвиг pr:
start = start_r - int(median_rr * pr_delta)
end = end_r - int(median_rr * pr_delta)
df_term = df.iloc[start:end,:]
df_row = df.iloc[start:start+1,:]
# Отображение многоканального ЭКГ
if show_ECG:
# Создаем подразделы для графиков
num_channels = len(channels)
rows = num_channels
cols = 1
fig = make_subplots(rows=rows, cols=cols, shared_xaxes=True, subplot_titles=channels)
# Задаем общий интервал по оси X
x_range = [0.5, 9.5]
fig_height = num_channels * 140
# Добавляем графики в subplot
for i, graph in enumerate(channels):
row = i + 1
trace1 = go.Scatter(x=df['time'], y=df[graph], mode='lines', name=graph,
line=dict(color='blue'), showlegend=False)
trace2 = go.Scatter(x=df_term['time'], y=df_term[graph],
mode='lines', name='Term_' + graph,
line=dict(color='red'), showlegend=False)
fig.add_trace(trace1, row=row, col=1)
fig.add_trace(trace2, row=row, col=1)
fig.update_xaxes(row=row, col=1, range=x_range)
# Настроим макет и отобразим графики
fig.update_layout(title_text="Графики ЭКГ отведений", height=fig_height)
plotly_figures.append(fig)
# Отображение отведений XYZ
if show_XYZ:
df = make_vecg(df)
df_term_show = make_vecg(df_term.copy())
# Создаем подразделы для графиков
rows = 3
cols = 1
fig = make_subplots(rows=rows, cols=cols, shared_xaxes=True, subplot_titles=['X','Y','Z'])
# Задаем общий интервал по оси X
x_range = [0.5, 9.5]
fig_height = 3 * 140
# Добавляем графики в subplot
for i, graph in enumerate(['x','y','z']):
row = i + 1
trace1 = go.Scatter(x=df['time'], y=df[graph], mode='lines', name=graph,
line=dict(color='blue'), showlegend=False)
trace2 = go.Scatter(x=df_term_show['time'], y=df_term_show[graph],
mode='lines', name='Term_' + graph,
line=dict(color='red'), showlegend=False)
fig.add_trace(trace1, row=row, col=1)
fig.add_trace(trace2, row=row, col=1)
fig.update_xaxes(row=row, col=1, range=x_range)
# Настроим макет и отобразим графики
fig.update_layout(title_text="Графики ВЭКГ отведений", height=fig_height)
plotly_figures.append(fig)
# Проверка на адекватность значений median_rr
if (median_rr > Fs_new * 3) or (median_rr < Fs_new * 0.1):
print('Медиана RR имеет неадекватные значения (ошибка детектирования R пиков)')
output_results['text'] = 'too_noisy'
output_results['charts'] = plotly_figures
return output_results
# Расчет ВЭКГ
df_term = pd.concat([df_term, df_row])
df_term = make_vecg(df_term)
df_term['size'] = 100 # задание размера для 3D визуализации
# Сглаживание петель
if mean_filter:
df = make_vecg(df)
window = int(Fs_new * 0.02)
df['x'] = apply_filter_mean(np.array(df['x']), window)
df['y'] = apply_filter_mean(np.array(df['y']), window)
df['z'] = apply_filter_mean(np.array(df['z']), window)
df_term = df.iloc[start:end,:]
df_row = df.iloc[start:start+1,:]
df_term = pd.concat([df_term, df_row])
df_term['size'] = 100
# Построение проекций ВЭКГ:
if plot_projections:
# Создаем подразделы для графиков
fig = make_subplots(rows=1, cols=3, subplot_titles=['Фронтальная плоскость',
'Сагиттальная плоскость',
'Аксиальная плоскость'])
# График фронтальной плоскости
trace1 = go.Scatter(x=df_term['y'], y=df_term['z'], mode='lines', showlegend=False)
fig.add_trace(trace1, row=1, col=1)
fig.update_xaxes(title_text='Y', row=1, col=1)
fig.update_yaxes(title_text='Z', row=1, col=1)
# График сагиттальной плоскости
trace2 = go.Scatter(x=df_term['x'], y=df_term['z'], mode='lines', showlegend=False)
fig.add_trace(trace2, row=1, col=2)
fig.update_xaxes(title_text='X', row=1, col=2)
fig.update_yaxes(title_text='Z', row=1, col=2)
# График аксиальной плоскости
trace3 = go.Scatter(x=df_term['y'], y=df_term['x'], mode='lines', showlegend=False)
fig.add_trace(trace3, row=1, col=3)
fig.update_xaxes(title_text='Y', row=1, col=3)
fig.update_yaxes(title_text='X', row=1, col=3)
# Настроим макет и отобразим графики
fig.update_layout(height=510, width=1300, title_text="Проекции ВЭКГ на главные плоскости")
# Переворачиваем оси
fig.update_xaxes(autorange="reversed", row=1, col=2) # Переворачиваем ось x для trace2
fig.update_yaxes(autorange="reversed", row=1, col=3) # Переворачиваем ось y для trace3
plotly_figures.append(fig)
# Интерактивное 3D отображение
if plot_3D:
fig = show_3d(df_term.x, df_term.y, df_term.z)
plotly_figures.append(fig)
# Работа при указании одного периода ЭКГ:
if n_term_finish == None or n_term_finish == n_term_start:
if save_coord:
df_save = df_term[['x', 'y', 'z']]
# Путь к файлу CSV для сохранения
file_name_without_extension = os.path.splitext(os.path.basename(data_edf))[0]
name = f'{file_name_without_extension}_period_{n_term_start}.csv'
# Сохраняем выбранные столбцы в CSV файл
# Создадим папки для записи если их еще нет:
if not os.path.exists('point_cloud_dataset'):
os.makedirs('point_cloud_dataset')
df_save.to_csv('point_cloud_dataset/' + name, index=False)
return df_save.shape[0]
## Масштабирование:
# Поиск центра масс:
x_center = df_term.x.mean()
y_center = df_term.y.mean()
z_center = df_term.z.mean()
df_term['x_scaled'] = df_term.x - x_center
df_term['y_scaled'] = df_term.y - y_center
df_term['z_scaled'] = df_term.z - z_center
# Нормирование на максимальное значение
max_value = max(df_term['x_scaled'].abs().max(),
df_term['y_scaled'].abs().max(),
df_term['z_scaled'].abs().max())
df_term['x_scaled'] = df_term['x_scaled'] / max_value
df_term['y_scaled'] = df_term['y_scaled'] / max_value
df_term['z_scaled'] = df_term['z_scaled'] / max_value
# СППР:
# Инференс модели pointnet:
message_predict = None
if predict_res:
point_cloud_array_innitial = df_term[['x', 'y', 'z']].values
# Приведем к дискретизации 1000 Гц на котором обучалась сеть
new_num_points = int(len(point_cloud_array_innitial) * 1000 / Fs_new)
# Инициализируем новый массив
point_cloud_array = np.zeros((new_num_points, 3))
# Производим ресемплирование каждой координаты
for i in range(3):
point_cloud_array[:, i] = discrete_signal_resample_for_DL(point_cloud_array_innitial[:, i],
Fs_new, 1000)
# Трансформация входных данных
val_transforms = transforms.Compose([
Normalize(),
PointSampler_weighted(512),
ToTensor()
])
inputs = val_transforms(point_cloud_array)
inputs = torch.unsqueeze(inputs, 0)
inputs = inputs.double()
pointnet = PointNet().double()
# Загрузка сохраненных весов модели
pointnet.load_state_dict(torch.load('models_for_inference/pointnet.pth',
map_location=torch.device('cpu')))
pointnet.eval().to('cpu')
# инференс:
with torch.no_grad():
outputs, __, __ = pointnet(inputs.transpose(1,2))
softmax_outputs = torch.softmax(outputs, dim=1)
probabilities, predicted_class = torch.max(softmax_outputs, 1)
if predicted_class == 0:
message_predict = f'Здоров (уверенность предсказания {probabilities.item() * 100:.2f}%)__'
else:
message_predict = f'Болен (уверенность предсказания {probabilities.item() * 100:.2f}%)__'
#print(message_predict)
# Задание ответов по умолчанию
area_projections = None
angle_qrst = None
angle_qrst_front = None
if count_qrst_angle or T_loop_area or QRS_loop_area:
start = start_r # Считать надо для всех расчетов петель относительно реального R пика
# Поиск площадей при задании на исследование одного периодка ЭКГ:
area_projections , mean_qrs, mean_t = get_area(show=show_loops, df=df,
waves_peak=waves_peak, start=start,
Fs_new=Fs_new, QRS=QRS_loop_area,
T=T_loop_area, plotly_figures=plotly_figures)
# Определение угла QRST:
if count_qrst_angle:
angle_qrst = find_qrst_angle(mean_qrs, mean_t)
angle_qrst_front = find_qrst_angle(mean_qrs[1:], mean_t[1:],
name='во фронтальной плоскости ')
# Отображение трехмерного угла QRST
if show_angle:
df_qrs = preprocessing_3d(mean_qrs)
df_t = preprocessing_3d(mean_t)
fig = angle_3d_plot(df_qrs, df_t, df_term)
plotly_figures.append(fig)
output_results['text'] = (area_projections, angle_qrst, angle_qrst_front, message_predict)
output_results['charts'] = plotly_figures
return output_results
if __name__ == "__main__":
input_data = {}
input_data["data_edf"] = 'Data_for_testing/ECG_bad_1.edf'
input_data["n_term_start"] = 3
input_data["n_term_finish"] = None
input_data["filt"] = True
input_data["f_sreza"] = 0.7
input_data["f_sampling"] = 2000
input_data["show_ecg"] = True
input_data["plot_3d"] = True
input_data["qrs_loop_area"] = True
input_data["t_loop_area"] = True
input_data["show_log_loop_area"] = True
input_data["count_qrst_angle"] = True
input_data["mean_filter"] = True
input_data["predict"] = True
input_data["plot_projections"] = True
input_data["logs"] = True
input_data["save_coord"] = False
input_data["pr_delta"] = 0.5
input_data["show_xyz"] = True
output_results = get_VECG(input_data)
print(output_results)