/// <summary>
/// Возвращает фрагмент сигнала, соответствующий периоду первого стимула;
/// по возможности сглаженный со стабилизированной амплитудой,
/// </summary>
/// <param name="ismid"></param>
/// <param name="all_data">data package to which returned channel data belongs</param>
/// <param name="begin_mark">beginning of the relevant signal</param>
/// <param name="end_mark">end of the relevant signal in the returned signal's buffer</param>
/// <returns></returns>
private ChannelData GetSignal(
HrvRawData ismid,
ref PatientPhysioData all_data,
ref long begin_mark,
ref long end_mark)
{
var data = ismid.PhysioData;
// and we must have at least some physio data
System.Diagnostics.Debug.Assert(data != null);
all_data = data;
ChannelData result = null;
// first, we take all the data
var ecg_data = data.GetChannelDataBySignalType(SignalType.ECG);
var ppg_data = data.GetChannelDataBySignalType(SignalType.PPG);
// select appropriate signal using 'a priori' information about priority of signal types
result = GetPreferredSignal(ecg_data, ppg_data);
if (result == null)
{
return(null);
}
begin_mark = ismid.PhSyncBegin;
end_mark = ismid.PhSyncEnd;
// Возвращаем результат
return(result);
}
/// <summary>
/// throws exception if something is wrong with the input data
/// </summary>
private void TestIfDataAreAcceptable(
HrvRawData hrvData,
SvmrRawData svmrData,
out TestInfo hrvTestInfo,
out TestInfo svmrTestInfo)
{
if (null == hrvData)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException(
"This summary generator requires HRV & SVMR data. HRV test data not found."
);
}
if (null == svmrData)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException(
"This summary generator requires HRV & SVMR data. SVMR test data not found."
);
}
if (ReferenceEquals(hrvData, svmrData))
{
throw new Exception("Logic error. Please report the error to solution vendor!");
}
svmrTestInfo = svmrData.TestInfo;
hrvTestInfo = hrvData.TestInfo;
if (ReferenceEquals(svmrTestInfo, hrvTestInfo))
{
throw new Exception(
"2 methods must have different result instances. Please report the error to developers!"
);
}
if (svmrTestInfo.Patient == null)
{
throw new Exception("SVMR data doesn't have employee/patient information!");
}
if (hrvTestInfo.Patient == null)
{
throw new Exception("HRV data doesn't have employee/patient information!");
}
if (svmrTestInfo.Patient.Id != hrvTestInfo.Patient.Id)
{
throw new Exception(
"Summary report will only be generated based on results belonging to a single employee!"
);
}
}
public SummaryDocument GenerateSummary(string databaseId, Guid inspectionId, Employee employee, SvmrRawData svmrData, HrvRawData hrvData)
{
TestIfDataAreAcceptable(hrvData, svmrData, out TestInfo hrvTestInfo, out TestInfo _);
_log.Info($"Input data for employee '{employee}' seem to be accessible");
DateTimeOffset completionDate = GetCompletionDate(hrvData, svmrData);
var hostName = hrvTestInfo.MachineName;
new RusHydroHrvAnalyzer().GetHrvConclusion(
hrvData, hrvData.TestInfo.TestId, out PreShiftHrvConclusion hrvConclusion);
new RusHydroSvmrAnalyzer().GetSvmrConclusion(
svmrData, svmrData.TestInfo.TestId, out PreShiftSvmrConclusion svmrConclusion);
var finalConclusion = FinalStatusProvider.GetFinalConclusion(hrvConclusion, svmrConclusion);
finalConclusion.InspectionId = inspectionId;
_log.Info($"Summary prepared for employee {employee}.");
return(new SummaryDocument
{
Employee = employee,
CompletionTime = completionDate,
HrvConclusion = hrvConclusion,
SvmrConclusion = svmrConclusion,
FinalConclusion = finalConclusion,
HostName = hostName,
InspectionId = inspectionId
});
}
public HrvResults ProcessData(HrvRawData rawHrvData)
{
base.ProcessData(rawHrvData);
double[] valid_intervals_durations = null;
List <CardioInterval> valid_intervals = null;
// recorded data contains cardio intervals
// this is the case when the inspection was performed
// using a cardio intervals sensor
// (e.g. Bluetooth HR sensor with RR intervals)
if (InputDataContainsCardioIntervals(rawHrvData))
{
var heartRythmData = ReadCardioIntervalsFromResultSet(rawHrvData);
valid_intervals = heartRythmData.Item1;
HrvResults.RATED_HR_MARKS = heartRythmData.Item2.ToArray();
}
else
{
ChannelData data = null, adc_data = null;
double[] hrv_marks = null;
SelectAndProcessSignal(m_settings.RejectLowQualitySignalAreas, rawHrvData, out hrv_marks, out data, out adc_data);
if ((null == data) || (null == adc_data))
{
throw new DataProcessingException(strings.NoSignalInSourceData);
}
HrvResults.CRV_CARDIO_SIGNAL = new PhysioSignalView(
data.GetDataAsFloat(),
(int)data.BitsPerSample,
(float)data.SamplingRate,
data.PhysioSignalType
);
HrvResults.CRV_CARDIO_SIGNAL_ADC = new PhysioSignalView(
adc_data.GetDataAsFloat(),
(int)adc_data.BitsPerSample,
(float)adc_data.SamplingRate,
adc_data.PhysioSignalType
);
// отметки пульса с оценкой достоверности
var hc_marks_to_rate = new List <RatedContractionMark>(hrv_marks.Length);
for (int i = 0; i < hrv_marks.Length; ++i)
{
var mark = new RatedContractionMark
{
Position = hrv_marks[i],
Valid = false
};
hc_marks_to_rate.Add(mark);
}
// получаем достоверные интервалы в миллисекундах,
// "хорошие" сокращения будут помечены как хорошие (по обоим параметрам),
var converted_peaks =
PeaksFilter.ConvertPeaksToIntervalsWithRejectionAndRatePeaks(
hc_marks_to_rate,
data.SamplingRate,
m_settings.GetApplicableMinIntervalLength(),
m_settings.GetApplicableMaxIntervalLength(),
m_settings.GetApplicableMaxIntervalDeltaRelative(),
adc_data);
valid_intervals = converted_peaks.extracted_intervals;
if (converted_peaks.extracted_intervals.Count < 5)
{
throw new DataProcessingException(string.Format(strings.too_few_intervals_detected_in_signal, valid_intervals.Count));
}
// это все отметки пульса
HrvResults.CRV_HR_MARKS = hrv_marks;
// это отметки пульса с оценками качества
HrvResults.RATED_HR_MARKS = converted_peaks.rated_heart_contraction_marks.ToArray();
// Спектр сигнала ФПГ
HrvResults.SignalSpectrum = PpgSpectrumAnalyzer.CalculateSpectrum(data.Data, data.SamplingRate);
}
// только длительности интервалов
valid_intervals_durations = (from interval in valid_intervals select interval.duration).ToArray();
var peakAmoDistrib = default(MinMaxModeDescriptor);
// кардио-интервалы подготовлены
try
{
var mathStatData = new StatData();
// считаем статистику по кардио-интервалам
Calculator.CalcStatistics(valid_intervals_durations, mathStatData);
Calculator.MakeProbabilityDensity(valid_intervals_durations, mathStatData, 440, 2000, 4);
// The standard approach
Calculator.MakeDistribution(valid_intervals_durations, mathStatData, 0, 2500, 50);
// Find the maximized & minimized mode amplitude values
peakAmoDistrib = MinMaxModeAmpFinder.GetPeakAmoDistrib(valid_intervals_durations, 50, 0, 2500, 1);
HrvResults.CRV_STAT = _mapper.Map <Methods.ObjectModel.Statistics.StatData>(mathStatData);
}
catch (ArgumentException)
{
throw new DataProcessingException(
string.Format(strings.too_few_valid_intervals_detected_in_signal, valid_intervals_durations.Length));
}
HrvResults.Indicators.HRV_Triangular_Index = CalcHrvTriangularIndex(valid_intervals_durations);
double AMo = Statistics.distribution.mode_amplitude; // Безразмерная -- в долях от 1
double Mo = Statistics.distribution.mode / 1000; // В секундах!!!
//double AMo = peakAmoDistrib.ModeAmp; // Безразмерная -- в долях от 1
//double Mo = peakAmoDistrib.Mode / 1000; // В секундах!!!
double M = Statistics.m / 1000; // В секундах!!!
double dNN = Statistics.varRange / 1000; // В секундах!!!
double Sigma = Statistics.sigma / 1000; // В секундах!!!
var _AMo = Statistics.distribution.mode_amplitude; // Безразмерная -- в долях от 1
var _Mo = Statistics.distribution.mode / 1000; // В секундах!!!
var AmoMax = peakAmoDistrib.MaxModeDescriptor.ModeAmp; // maximized Mode Amplitude
var MoMax = peakAmoDistrib.MaxModeDescriptor.Mode / 1000; // Mode when the Mode amplitude is maximized
var AmoMin = peakAmoDistrib.MinModeDescriptor.ModeAmp; // minimized Mode Amplitude
var MoMin = peakAmoDistrib.MinModeDescriptor.Mode / 1000; // Mode when the Mode amplitude is minimized
var AmoMid = peakAmoDistrib.MidModeDescriptor.ModeAmp; // mean Mode Amplitude
var MoMid = peakAmoDistrib.MidModeDescriptor.Mode / 1000; // Mode when the Mode amplitude is close to mean
// Вычислим индексы Баевского
// умножаем на 100, т.к. "по Баевскому" АМо указывается в %%.
HrvResults.Indicators.IN = AMo * 100 / (2.0 * Mo * dNN);
HrvResults.Indicators.IN_Max = AmoMax * 100 / (2.0 * MoMax * dNN);
HrvResults.Indicators.IN_MaxMode = MoMax;
HrvResults.Indicators.IN_Min = AmoMin * 100 / (2.0 * MoMin * dNN);
HrvResults.Indicators.IN_MinMode = MoMin;
HrvResults.Indicators.IN_Mid = AmoMid * 100 / (2.0 * MoMid * dNN);
HrvResults.Indicators.IN_MidMode = MoMid;
// TODO: выяснить, что правильно, что нет: m_BaevskyStatistics._VPR = 1.f / (fM * fX);
HrvResults.Indicators.VPR = 1.0 / (Mo * dNN);
HrvResults.Indicators.PAPR = AMo * 100 / Mo;
HrvResults.Indicators.IVR = AMo * 100 / dNN;
// Психофизиологическая цена [адаптации]
// АМ [%%] / ( Мат. ожидание [с] * сигма [с] )
// умножаем на 100, т.к. АМо д.б. в %%.
HrvResults.Indicators.PPPA = AMo * 100 / (M * Sigma);
// Передать в результаты теста также и сами кардиоинтервалы
// с моментами их появления в записи
HrvResults.CRV_INTERVALS = valid_intervals.ToArray();
// Спектр кардиоинтервалов
HrvResults.IntervalsSpectrum = HrvSpectrumAnalyzer.MakeCardioIntervalsSpectrum(valid_intervals);
double sum = 0.0;
double n50 = (valid_intervals[0].duration > 50) ? 1 : 0;
for (int i = 1; i < valid_intervals.Count; i++)
{
double diff = valid_intervals[i].duration - valid_intervals[i - 1].duration;
sum += Math.Pow(diff, 2);
if (diff > 50)
{
n50++;
}
}
HrvResults.Indicators.pNN50 = 100.0 * n50 / (valid_intervals.Count - 1);
HrvResults.Indicators.RMSSD = Math.Sqrt(sum);
HrvResults.CRV_SCATTEROGRAMM_PARAMETERS = GetScatterParams(valid_intervals_durations);
HrvResults.ResultsReliability = GetResultsReliability(HrvResults);
return((HrvResults)ProcessorOutputData);
}
private void SelectAndProcessSignal(
bool rejectLowQualitySignalAreas,
HrvRawData ismid,
out double[] out_hrv_marks,
out ChannelData out_channel_data,
out ChannelData out_adc_data)
{
long begin = 0;
long end = 0;
out_hrv_marks = null;
out_channel_data = null;
PatientPhysioData all_data = null;
ChannelData data = GetSignal(ismid, ref all_data, ref begin, ref end);
if (rejectLowQualitySignalAreas)
{
// BUG: this is for Rushydro only, until there is a solution
// to mask lower-quality portions of the signal at the beginning
all_data.MoveMarker(begin, 12000000L);
}
out_adc_data = new ChannelData(data);
if (data == null)
{
return;
}
if (data.PhysioSignalType == SignalType.PPG)
{
//int[] unfiltered_data_array = data.GetData();
int[] data_buffer = data.Data;
// обрабатываем данные с помощью стандартного процессора
// (фильтруем, стабилизируем амплитуду и находим фронты)
// обрабатываем все данные, и даже нерелевантные, чтобы не повредить релевантные данные
// (в процессе инициализации фильтра сигнал выглядит довольно страшно)
double[] hrv_marks = Pulse.PpgPulseDetectorHelper.ProcessPpgData(
data.SamplingRate, data_buffer, (int)data.BitsPerSample, data.DeviceTypeName);
// избавляемся от лишних данных и лишних отметок пульса,
// корректируя положение релевантных отметок
ChannelData relevant_data = all_data.GetChannelDataFromLeftToRight(data, begin, end);
long left_marker_data_count = all_data.GetChannelDataCountForMarker(data, begin);
if (left_marker_data_count < 0)
{
left_marker_data_count = 0;
}
long right_marker_data_count = all_data.GetChannelDataCountForMarker(data, end);
if (right_marker_data_count < 0)
{
right_marker_data_count = data.Data.Length;
}
var relevant_hrv_marks = new List <double>(hrv_marks.Length);
for (int i = 0; i < hrv_marks.Length; ++i)
{
// добавляем в список только те отметки, которые попали между левым и правым маркером
if ((hrv_marks[i] >= left_marker_data_count) && (hrv_marks[i] <= right_marker_data_count))
{
relevant_hrv_marks.Add(hrv_marks[i] - ((double)left_marker_data_count));
}
}
out_hrv_marks = relevant_hrv_marks.ToArray();
out_channel_data = relevant_data;
}
else if (data.PhysioSignalType == SignalType.ECG)
{
// not implemented so far
return;
}
else
{
// other signal types not supported
return;
}
}
private Tuple <List <CardioInterval>, List <RatedContractionMark> > ReadCardioIntervalsFromResultSet(HrvRawData rawData)
{
var data_for_all = rawData.PhysioData;
System.Diagnostics.Debug.Assert(data_for_all != null);
// in this method we always have only one patient
var all_data = rawData.PhysioData;
// and we must have at least some physio data
System.Diagnostics.Debug.Assert(all_data != null);
// first, we take all the data
var intervals = all_data.GetChannelDataBySignalType(SignalType.CardioIntervals);
if (intervals == null)
{
// there are no intervals stored in the result set in a known format...
// use InputDataContainsCardioIntervals to check before calling Read...
throw new InvalidOperationException(
"The test data don't contain cardio intervals. Did you check the cardio interval data are present?");
}
long begin_mark = rawData.PhSyncBegin;
long end_mark = rawData.PhSyncEnd;
// Читаем данные из канала и заполняем массив интервалов и меток сердечных сокращений
var signal = intervals.First();
logger.Info($"Using pre-recorded cardio intervals from {signal.ChannelId}");
var valid_intervals = new List <CardioInterval>(signal.Data.Length);
var hc_marks = new List <RatedContractionMark>(signal.Data.Length);
// запоминаем количество сэмплов для первой метки времени
long startCount = (begin_mark == -1) ? 0 :
all_data.GetChannelDataCountForMarker(signal, begin_mark);
var intervalsMSec = signal.Data;
var lastTimestampId = signal.Timestamps.Keys.Max();
var lastTimestamp_uSec = signal.Timestamps[lastTimestampId];
const double oneMillion = 1000000.0;
hc_marks.Add(new RatedContractionMark()
{
// здесь: секунды (канал Кардио Интервалы работает с декларированной частотой 1)
Position = (lastTimestamp_uSec) / oneMillion,
IntervalsCount = 1, // последняя метка всегда участвует только в 1 интервале
Valid = true
});
// пока просто возьмем все сэмплы, и расположим их начиная от последней метки времени
// считая, что все интервалы поступали непрерывно
// это приемлемо для статистической обработки,
// но не всегда приемлемо при использовании time-domain и frequency-domain методов
for (var i = intervalsMSec.Length - 1; i >= (int)startCount; --i)
{
var intervalDuration_uSec = intervalsMSec[i] * 1000;
hc_marks.Insert(0, new RatedContractionMark()
{
// здесь: секунды (канал Кардио Интервалы работает с декларированной частотой 1)
Position = (lastTimestamp_uSec - intervalDuration_uSec) / oneMillion,
IntervalsCount = 2,
Valid = true
});
valid_intervals.Insert(0, new CardioInterval(
(lastTimestamp_uSec - intervalDuration_uSec) / 1000,
lastTimestamp_uSec / 1000.0,
i,
i + 1)
);
lastTimestamp_uSec = lastTimestamp_uSec - intervalDuration_uSec;
}
if (hc_marks.Count != 0)
{
hc_marks.First().IntervalsCount = 1;
hc_marks.Last().IntervalsCount = 1;
}
// потом сравним первую метку времени и вычисленную метку времени
// при больших расхождениях, результат частотного анализа ритма сердца
// может быть недостоверным
return(Tuple.Create(valid_intervals, hc_marks));
}
