多功能數(shù)據(jù)分析軟件包提供關(guān)鍵循環(huán)波形信息的自動檢測和便捷報告。

任何連續(xù)的周期波形都表示各種所需信息，例如周期的起點和終點，周期內(nèi)的最小、最大或平均信號值，以及周期重復(fù)的速率。在許多情況下，這些信息是通過快速瀏覽波形和簡單計算獲得的。問題不在于程序，而在于時間?？紤]一個更典型的應(yīng)用，涉及的不是一個，而是數(shù)百個周期，并且需要以合理的精度逐周期計算上述參數(shù)。任務(wù)變得勢不可擋。毫無疑問，可以通過“目測”大量波形來簡化該過程，以獲取平均最大值、最小值、平均值和速率值。但是，準確性和最重要的可重復(fù)性會發(fā)生什么變化？

顯而易見的解決方案是計算機化。每個人都知道計算機在評估大量數(shù)字的能力方面表現(xiàn)出色。盡管對于任何數(shù)量的樣本，計算機都可以編程為報告最高值和最低值，但它無法復(fù)制經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員直觀地識別周期起點和終點的能力。由于最小值、最大值、平均值和速率信息的準確確定取決于對周期起點和終點的同樣準確的確定，因此基于計算機的解決方案失敗了。

DATAQ Instruments的峰值捕獲算法的開發(fā)重點是解決起點和終點確定問題，因為這是阻止計算機自動化上述勞動密集型過程的唯一障礙。通過創(chuàng)新的軟件設(shè)計，并使技術(shù)人員或研究人員成為評估過程的一部分，高級CODAS的峰值捕獲算法代表了第一個基于計算機的解決方案，可以逐周期或2至32，767個周期平均自動檢測峰值，谷值，平均值和周期信息。除了峰值捕獲算法外，高級CODAS軟件包還包括報告生成器實用程序和用于波形積分、微分、移動平均、整流和算術(shù)運算的軟件例程。

峰谷捕獲理論

DATAQ 儀器的峰值捕獲算法允許從周期波形中逐周期提取峰值、谷值或峰谷數(shù)據(jù)點。任何周期波形都可以被認為是一個長字符串或數(shù)據(jù)值的集合。除了峰值和/或谷值數(shù)據(jù)值外，其余的這些值對技術(shù)人員或研究人員來說很少或沒有興趣。峰值捕獲算法幾乎可以應(yīng)用于任何波形，目的是將大量波形數(shù)據(jù)值減少到每個波形周期的幾個有意義的值，表示周期內(nèi)的最大、最小或最大和最小信號偏移。

圖1— 典型動脈血壓波形。峰值壓力稱為收縮壓，最小壓力稱為舒張壓。這些壓力通常以毫米汞柱 （mm/Hg） 為單位。平均壓力計算為循環(huán)的平均值。從舒張壓點到舒張壓點的周期稱為心率，而從舒張壓點到雙搏閉點的周期稱為射血時間。

該算法用于確定循環(huán)峰值和谷值的過程涉及使用靈敏度設(shè)置。該靈敏度水平由用戶通過軟件控制，可以增加或降低以掩蓋或允許波形拐點的微小變化，從而產(chǎn)生有效的峰值和/或谷值檢測。然后，軟件使用正和/或負去事件標記自動標記這些波形數(shù)據(jù)值，以分別指示循環(huán)峰值和谷值點。可以查看這些標記點以驗證結(jié)果，甚至可以根據(jù)需要進行編輯。標記后，這些值可以發(fā)送到另一個稱為報告生成器的高級CODAS實用程序，通過以兩種數(shù)據(jù)存儲格式之一組合這些值的報告來進一步幫助分析和解釋采集的數(shù)據(jù)。

峰值捕獲算法和基線偏移

峰值捕獲算法的一個顯著特點是它能夠在包含較大基線變化的波形上捕獲峰值和/或谷值數(shù)據(jù)。包含大量不同失調(diào)電壓的波形，所需峰值和谷值所依賴的波形對峰值捕獲算法沒有問題。ECG型波形也沒有，其特征是峰值和谷值，其趨勢在正方向和負方向上都與基線發(fā)生顯著變化。由于算法的獨特設(shè)計，峰值捕獲算法仍然能夠捕獲這些類型的波形。

動脈血壓波形

峰值捕獲算法的功能可以通過示例進行最佳說明。之所以選擇動脈血壓波形，是因為該波形的復(fù)雜形狀對大多數(shù)類型的計算機分析軟件提出了挑戰(zhàn)。圖1顯示了典型的動脈血壓波形。與其他不太復(fù)雜的波形相比，雙陷波使該波形更具挑戰(zhàn)性。該缺口代表來自錐形大動脈系統(tǒng)遠端的反射脈沖。不太復(fù)雜的分析軟件會將波形拐點的這種微小變化解釋為有效的拐點，從而導(dǎo)致錯誤的數(shù)據(jù)。但是，峰值捕獲算法可以根據(jù)波形中的這種變化進行調(diào)整。通過降低算法的靈敏度，波形的微小拐點將被屏蔽，只留下真正的循環(huán)峰值，就像熟練的技術(shù)人員分析波形一樣。

圖 2 — 捕獲的原始波形和峰谷波形。頂部跡線顯示原始波形，底部跡線顯示為峰值和谷值捕獲的原始波形，使用默認靈敏度級別 30%。

圖 3 — Excel 中顯示收縮壓、舒張壓和平均數(shù)據(jù)的已完成報告。該報告包含圖2所示動脈壓波形的逐周期點值。輸出文件格式與 Excel 兼容，具有谷到谷的循環(huán)定義。之所以選擇谷到谷的周期定義，是因為動脈壓波形的一個周期定義為舒張期點到舒張期。循環(huán)時間報告為每分鐘循環(huán)數(shù)的速率。

根據(jù)典型的動脈血壓波形，可以使用兩個高級CODAS軟件實用程序準確和重復(fù)地確定每個周期的收縮壓，舒張壓，平均壓力，心率和射血時間;峰值捕獲算法和報告生成器。從原始波形中獲取相關(guān)信息的第一步是使用峰值捕獲算法捕獲波形的峰值和谷值。顯然，需要捕獲峰值和谷值，因為它們代表收縮壓和舒張壓值，但這些數(shù)據(jù)值也將用于確定心率。峰值捕獲算法可通過以下兩種方式之一從高級 CODAS 包訪問;可以從播放軟件包中調(diào)用的菜單，也可以從 DOS 命令提示符調(diào)用。訪問后，峰值捕獲算法會提示您輸入有關(guān)要捕獲的波形的信息。您必須指定要捕獲的波形的通道號、峰值和/或谷值標記將寫入的通道號、捕獲模式以及靈敏度級別。峰值和/或谷值標記可以寫入包含不同波形的通道或包含原始波形的同一通道。捕獲模式定義峰值捕獲算法是標記峰值、谷值還是峰值和谷值。靈敏度級別決定了算法對波形中拐點的敏感程度。靈敏度級別具有默認設(shè)置，可為大多數(shù)應(yīng)用提供完美的結(jié)果，但如果應(yīng)用處理異常波形，則可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整靈敏度以正確響應(yīng)?？梢跃帉懸粋€完全繞過這些提示的 DOS 批處理文件，前提是使用正確的命令行語法。此方法對于分析過程始終相同的重復(fù)操作非常有用。圖2顯示了作為頂部信號跡線的原始動脈血壓波形，以及作為底部信號跡線的相同波形的峰值和谷值捕獲版本。

下一步是通過另一個稱為報告生成器的高級CODAS實用程序傳遞捕獲的峰值和谷值波形。報告生成器提取峰值捕獲算法放置在波形上的峰值和谷值作為點值。使用這些點值，報告生成器將創(chuàng)建每個周期的最小值、最大值、平均值和時間值的報告（以新文件的形式）。此報告將以兩種用戶可選數(shù)據(jù)文件存儲格式之一創(chuàng)建：電子表格/ASCII 兼容或 Excel 兼容。電子表格/ ASCII兼容格式可以直接導(dǎo)入電子表格軟件（例如，Lotus 1-2-3，Excel，Quatro等）以進行進一步分析和繪圖。Excel兼容格式可以通過各種標準分析包直接導(dǎo)入。

報告生成器計算和報告平均波形值和周期時間的方式非常獨特，值得仔細研究。報告生成器報告的平均值不是不太復(fù)雜的分析軟件所期望的近似值，而是真正的循環(huán)平均值。使用積分，波形從周期開始到結(jié)束的時間平均值由下式計算：

其中：

to= 周期開始時的時間 t1= 周期

結(jié)束時的時間

報告生成器以用戶選擇的單位報告周期時間。波形周期可以報告為間隔（以秒為單位）或以每秒周期數(shù) （Hz） 或每分鐘周期為單位的速率。波形周期間隔通過取周期起點和終點（t1- t0）之間的差值來報告，這些差值是以前為平均值計算定義的。以每秒周期數(shù) （Hz） 為單位的波形周期速率通過取間隔的倒數(shù)來報告，以每分鐘周期為單位的波形周期速率通過將間隔的倒數(shù)乘以 60 來報告。

從原始波形中獲取相關(guān)信息的最后一步是將報告生成器創(chuàng)建的文件導(dǎo)入Excel分析軟件包，以進行數(shù)據(jù)處理，分析和圖形顯示。Excel 是一個標準且廣泛使用的分析包。圖3和圖4顯示了峰值捕獲算法和報告生成器可能的結(jié)果類型。收縮壓、舒張壓、平均壓力和心率都是通過報告生成器一次性確定的，因為它們都是用相同的捕獲模式（峰值和谷值）定義的。由于它是使用谷值捕獲模式定義的參數(shù)，因此彈出時間需要第二次通過峰值捕獲算法和報告生成器。

圖 4 — Excel 中顯示心率的已完成報告。該報告包含圖2所示動脈壓波形的逐周期點值。輸出文件格式也與 Excel 兼容，具有谷到谷的循環(huán)定義。周期時間再次報告為每分鐘周期數(shù)的速率，因為心率通常以每分鐘的心跳（或周期）為單位進行測量。

審核編輯：郭婷