打印算法 - 熱敏打印機(jī)的心電圖形快速打印方法

　　數(shù)字打印機(jī)實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與打印點(diǎn)的對(duì)應(yīng)，也就是說(shuō)8位心電數(shù)據(jù)數(shù)值范圍為0～255，對(duì)應(yīng)于熱敏打印紙上的256點(diǎn)，通過(guò)加熱敏單元使紙上某點(diǎn)變黑顯示數(shù)據(jù)的大小。這就需要將表征實(shí)際心電大小的數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)為原始數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換成能夠指示加熱點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)(以下稱(chēng)為位置數(shù)據(jù))，通過(guò)位置數(shù)據(jù)的控制將心電數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)依次打印出來(lái)，就可獲得心電圖。但是由于系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲得的心電數(shù)據(jù)是離散的，如果僅將它們對(duì)應(yīng)的點(diǎn)打印出來(lái)，得到只是一些離散的點(diǎn)，要想獲得連續(xù)的心電圖形，需要將相鄰的離散點(diǎn)按照一定的算法將它們連接起來(lái)，對(duì)于縱向打印方式和橫向打印方式，離散點(diǎn)連線(xiàn)算法是不同的。限于篇幅，在下面介紹打印方式的實(shí)現(xiàn)中，僅對(duì)橫向12導(dǎo)同步打印和縱向打印進(jìn)行詳細(xì)闡述，而對(duì)6導(dǎo)聯(lián)打印僅介紹其實(shí)現(xiàn)思想。

　　2.2.1 橫向6導(dǎo)聯(lián)打印

　　心電圖紙長(zhǎng)度為216mm，為每一導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)分配32mm,對(duì)應(yīng)于打印緩沖區(qū)中連續(xù)的32字節(jié)，打印數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于這32個(gè)字節(jié)中。12導(dǎo)聯(lián)的心電數(shù)據(jù)被分為兩大組，當(dāng)一組打印完成再打印剩下的6導(dǎo)聯(lián)的數(shù)據(jù)。具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程可參考橫向12導(dǎo)聯(lián)打印方式。

　　2.2.2 橫向12導(dǎo)聯(lián)同步打印

　　在6導(dǎo)聯(lián)打印方式實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，注意到在大多情況下一個(gè)完事心電波形中僅QRS波主峰較高可以點(diǎn)滿(mǎn)整個(gè)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(dǎo)聯(lián)分開(kāi)打印，不利于醫(yī)生對(duì)比同一時(shí)刻不同導(dǎo)聯(lián)的心電波形。而采用12導(dǎo)聯(lián)同步打印，雖然會(huì)出現(xiàn)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(dǎo)聯(lián)同步打印程序?qū)崿F(xiàn)的基本思想與6導(dǎo)聯(lián)同步打印相同，不同在于將12導(dǎo)聯(lián)的數(shù)據(jù)同時(shí)在216mm寬的打印紙上打印出來(lái)，不可避免地出現(xiàn)不同導(dǎo)聯(lián)心電圖形重疊的現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元也會(huì)出現(xiàn)復(fù)用的情況。如果簡(jiǎn)單地套用6導(dǎo)聯(lián)打印程序，那么前一導(dǎo)聯(lián)的數(shù)據(jù)會(huì)被相鄰導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)沖掉，從而使圖形無(wú)法正確顯示。圖3列出了為各個(gè)導(dǎo)聯(lián)分配的熱敏打印紙空間與緩沖內(nèi)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(dǎo)聯(lián)前16mm空間和V6導(dǎo)聯(lián)的后16mm空間沒(méi)有被復(fù)用，打印紙的其它空間都是被兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)共用。內(nèi)部RAM使用情況也與之類(lèi)似。為此在外部RAM開(kāi)辟一個(gè)內(nèi)部打印緩沖區(qū)的影像區(qū)(大小為216字節(jié)，單元地址的低8位與內(nèi)存相應(yīng)單元相同，如內(nèi)部RAM 0x1DH單元與外部RAM 0xXX1DH相對(duì)應(yīng))，將12導(dǎo)聯(lián)分為兩組：一組(I，III，aVL,V1,V3,V5)仍然存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)器，而另一組(II，aVF,V2,V4,V6)存儲(chǔ)于外部影像區(qū)，在12導(dǎo)聯(lián)一線(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完要打印時(shí)，將兩部分按照對(duì)應(yīng)單元相與即可。這樣做不但可以解決上述問(wèn)題，而且節(jié)省了內(nèi)部資源、降低程序編寫(xiě)的難度。

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　　如前所述不同導(dǎo)聯(lián)所占的打印空間不同，所以，對(duì)于某導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)，先要確定其打印區(qū)間，然后再確定打印數(shù)據(jù)在該區(qū)間的相對(duì)位置。

　　假定某導(dǎo)聯(lián)所占打印空間的起始字節(jié)為第n個(gè)字節(jié)，而要打印的心電數(shù)據(jù)為m,將m除以8，得商k,余數(shù)為1，則此心電數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)數(shù)(n-k)字節(jié)的第1位。即該心電數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)為第(n-k)字節(jié)(該字節(jié)的1位置1，其它位清零)。因此，打印此心電數(shù)據(jù)時(shí)，該導(dǎo)聯(lián)所要傳送的32字節(jié)打印數(shù)據(jù)中只有第(n-k)字節(jié)的第1位為1，其他都為0。

　　與液晶顯示相類(lèi)似，對(duì)于一個(gè)導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)，要實(shí)現(xiàn)心電圖打印，必須將盯連兩個(gè)心電數(shù)據(jù)用線(xiàn)連接。即對(duì)于一條心電曲線(xiàn)，起始顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)在起始列只顯示1點(diǎn);從第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)開(kāi)始，要在下一列顯示上一數(shù)據(jù)點(diǎn)到此次數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的線(xiàn)段。在熱敏打印紙上表現(xiàn)為將兩數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的點(diǎn)都加熱，對(duì)應(yīng)于內(nèi)存則是將兩點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)都置1。

　　對(duì)于—導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)，先讀出第一個(gè)心電數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成32字節(jié)位置數(shù)據(jù)直接打印。從第二個(gè)心電數(shù)據(jù)開(kāi)始，除了要轉(zhuǎn)換成位置數(shù)據(jù)外，還要與上一個(gè)數(shù)據(jù)相比較，用大數(shù)對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)減去小數(shù)對(duì)應(yīng)的，然后結(jié)果與大數(shù)的位置數(shù)據(jù)相加，結(jié)果即為此心電數(shù)據(jù)應(yīng)送打的32字節(jié)數(shù)據(jù)，也即完成了與上一心電數(shù)據(jù)連線(xiàn)的操作。分析發(fā)現(xiàn)連線(xiàn)算法只影響相連兩個(gè)位置數(shù)據(jù)中非零字節(jié)之間的數(shù)據(jù)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，只需對(duì)這些字節(jié)進(jìn)行減法操作，而不必計(jì)算所有的32個(gè)字節(jié)。對(duì)于加法，也只需將大數(shù)對(duì)應(yīng)位置數(shù)據(jù)中的非零字節(jié)進(jìn)行加法，即進(jìn)行單字節(jié)加法。

　　舉例說(shuō)明，對(duì)于導(dǎo)聯(lián)V6心電信號(hào)，前一個(gè)數(shù)據(jù)37H，下一個(gè)數(shù)據(jù)為55H，導(dǎo)聯(lián)V6分配的打印區(qū)間為1DH～3DH，按照位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法，37H的位置數(shù)據(jù)為第37H字節(jié)，該字節(jié)內(nèi)容為80H，其他字節(jié)都為00H;55H的位置數(shù)據(jù)為第33H字節(jié)，該字節(jié)內(nèi)容為20H，其他字節(jié)為00H。由于37H〈55H，因此應(yīng)是心電數(shù)據(jù)55H的位置數(shù)據(jù)減去33H的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算如圖4所示。

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　　2.3 縱向打印程序

　　縱向打印能夠?qū)崿F(xiàn)將12導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)無(wú)重疊同步顯示。這樣醫(yī)生可以參考比較同一時(shí)刻的各個(gè)波形的變化趨勢(shì)，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(diǎn)，將這些點(diǎn)與某一導(dǎo)聯(lián)連續(xù)的1728個(gè)心電數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，也就是說(shuō)導(dǎo)聯(lián)順序第n個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于一線(xiàn)圖形中的第n個(gè)點(diǎn)。與模向打印相比縱向打印仍然要解決將離散的點(diǎn)連接起來(lái)的問(wèn)題;但與橫向順序打印方式，即打印點(diǎn)按時(shí)間順序打印相比，其難點(diǎn)在于需要將不同時(shí)刻同一幅值的多個(gè)點(diǎn)同時(shí)打印出來(lái)，即打印點(diǎn)按空間順序打印。

　　首先定義一個(gè)內(nèi)存單元存儲(chǔ)掃描值，使其從當(dāng)前通道數(shù)據(jù)最大值變化到0，依次與通道的每一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較：相同則對(duì)應(yīng)點(diǎn)被描記;小則不被描記;大則需要將當(dāng)前心電數(shù)據(jù)相鄰的兩點(diǎn)與掃描值相比較，只要其中一個(gè)比掃描值大，則對(duì)應(yīng)點(diǎn)被描記，要描記的噗將其內(nèi)存對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位置1。

　　舉例說(shuō)明，如果打印內(nèi)存緩沖區(qū)的首字節(jié)為n，大小為216字節(jié)，而當(dāng)前某一導(dǎo)聯(lián)順序第m個(gè)心電數(shù)據(jù)是v，而此時(shí)的掃描值為w：①v>w，則繼續(xù)比較第m+1個(gè)數(shù)據(jù);②v=w，則對(duì)應(yīng)點(diǎn)需要被描記;③v