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打印算法 - 熱敏打印機的心電圖形快速打印方法

2011年12月05日 10:03 天津大學 作者:于超 李剛 林凌 用戶評論(0
2.2 打印算法

  數字打印機實質上實現了數據與打印點的對應,也就是說8位心電數據數值范圍為0~255,對應于熱敏打印紙上的256點,通過加熱敏單元使紙上某點變黑顯示數據的大小。這就需要將表征實際心電大小的數據(以下稱為原始數據)轉換成能夠指示加熱點位置的數據(以下稱為位置數據),通過位置數據的控制將心電數據對應的點依次打印出來,就可獲得心電圖。但是由于系統模數轉換器獲得的心電數據是離散的,如果僅將它們對應的點打印出來,得到只是一些離散的點,要想獲得連續的心電圖形,需要將相鄰的離散點按照一定的算法將它們連接起來,對于縱向打印方式和橫向打印方式,離散點連線算法是不同的。限于篇幅,在下面介紹打印方式的實現中,僅對橫向12導同步打印和縱向打印進行詳細闡述,而對6導聯打印僅介紹其實現思想。

  2.2.1 橫向6導聯打印

  心電圖紙長度為216mm,為每一導聯心電信號分配32mm,對應于打印緩沖區中連續的32字節,打印數據轉換后的位置數據存儲于這32個字節中。12導聯的心電數據被分為兩大組,當一組打印完成再打印剩下的6導聯的數據。具體的實現過程可參考橫向12導聯打印方式。

  2.2.2 橫向12導聯同步打印

  在6導聯打印方式實現過程中,注意到在大多情況下一個完事心電波形中僅QRS波主峰較高可以點滿整個空間外,其他波段幅值都較小占用空間很少,而這些波段可以提供更多的信息,此外將12導聯分開打印,不利于醫生對比同一時刻不同導聯的心電波形。而采用12導聯同步打印,雖然會出現波形部分重疊,但是在一些心臟疾病診斷中影響不大,且可以得取更直觀的效果。

  12導聯同步打印程序實現的基本思想與6導聯同步打印相同,不同在于將12導聯的數據同時在216mm寬的打印紙上打印出來,不可避免地出現不同導聯心電圖形重疊的現象,對應的內存單元也會出現復用的情況。如果簡單地套用6導聯打印程序,那么前一導聯的數據會被相鄰導聯數據沖掉,從而使圖形無法正確顯示。圖3列出了為各個導聯分配的熱敏打印紙空間與緩沖內存單元(這里假定緩存地址為0x1DH~0xEDH)。從圖3中可以看出除了I導聯前16mm空間和V6導聯的后16mm空間沒有被復用,打印紙的其它空間都是被兩個導聯共用。內部RAM使用情況也與之類似。為此在外部RAM開辟一個內部打印緩沖區的影像區(大小為216字節,單元地址的低8位與內存相應單元相同,如內部RAM 0x1DH單元與外部RAM 0xXX1DH相對應),將12導聯分為兩組:一組(I,III,aVL,V1,V3,V5)仍然存儲于內部存儲器,而另一組(II,aVF,V2,V4,V6)存儲于外部影像區,在12導聯一線數據轉換完要打印時,將兩部分按照對應單元相與即可。這樣做不但可以解決上述問題,而且節省了內部資源、降低程序編寫的難度。

  

為各個導聯分配的熱敏打印紙空間與緩沖內存單元

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  如前所述不同導聯所占的打印空間不同,所以,對于某導聯心電信號,先要確定其打印區間,然后再確定打印數據在該區間的相對位置。

  假定某導聯所占打印空間的起始字節為第n個字節,而要打印的心電數據為m,將m除以8,得商k,余數為1,則此心電數據對應點對數(n-k)字節的第1位。即該心電數據對應的位置數據為第(n-k)字節(該字節的1位置1,其它位清零)。因此,打印此心電數據時,該導聯所要傳送的32字節打印數據中只有第(n-k)字節的第1位為1,其他都為0。

  與液晶顯示相類似,對于一個導聯的心電信號,要實現心電圖打印,必須將盯連兩個心電數據用線連接。即對于一條心電曲線,起始顯示數據點在起始列只顯示1點;從第二個數據點開始,要在下一列顯示上一數據點到此次數據點之間的線段。在熱敏打印紙上表現為將兩數據點之間的點都加熱,對應于內存則是將兩點之間的數據都置1。

  對于—導聯的心電信號,先讀出第一個心電數據,將其轉換成32字節位置數據直接打印。從第二個心電數據開始,除了要轉換成位置數據外,還要與上一個數據相比較,用大數對應的位置數據減去小數對應的,然后結果與大數的位置數據相加,結果即為此心電數據應送打的32字節數據,也即完成了與上一心電數據連線的操作。分析發現連線算法只影響相連兩個位置數據中非零字節之間的數據,為了簡化計算,只需對這些字節進行減法操作,而不必計算所有的32個字節。對于加法,也只需將大數對應位置數據中的非零字節進行加法,即進行單字節加法。

  舉例說明,對于導聯V6心電信號,前一個數據37H,下一個數據為55H,導聯V6分配的打印區間為1DH~3DH,按照位置數據轉換算法,37H的位置數據為第37H字節,該字節內容為80H,其他字節都為00H;55H的位置數據為第33H字節,該字節內容為20H,其他字節為00H。由于37H〈55H,因此應是心電數據55H的位置數據減去33H的位置數據,計算如圖4所示。

  

連線數據的計算

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  2.3 縱向打印程序

  縱向打印能夠實現將12導聯數據無重疊同步顯示。這樣醫生可以參考比較同一時刻的各個波形的變化趨勢,為疾病的診斷提供方便。

  熱敏打印紙寬度為216mm,分辨率為8dot/mm,這樣最多能夠打印1728點,將這些點與某一導聯連續的1728個心電數據相對應,也就是說導聯順序第n個數據對應于一線圖形中的第n個點。與模向打印相比縱向打印仍然要解決將離散的點連接起來的問題;但與橫向順序打印方式,即打印點按時間順序打印相比,其難點在于需要將不同時刻同一幅值的多個點同時打印出來,即打印點按空間順序打印。

  首先定義一個內存單元存儲掃描值,使其從當前通道數據最大值變化到0,依次與通道的每一個數據進行比較:相同則對應點被描記;小則不被描記;大則需要將當前心電數據相鄰的兩點與掃描值相比較,只要其中一個比掃描值大,則對應點被描記,要描記的噗將其內存對應的數據位置1。

  舉例說明,如果打印內存緩沖區的首字節為n,大小為216字節,而當前某一導聯順序第m個心電數據是v,而此時的掃描值為w:①v>w,則繼續比較第m+1個數據;②v=w,則對應點需要被描記;③v

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( 發表人:葉子 )

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