熱敏打印機的心電圖形快速打印方法

2.2 打印算法

　　數字打印機實(shí)質(zhì)上實(shí)現了數據與打印點(diǎn)的對應，也就是說(shuō)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(diǎn)，通過(guò)加熱敏單元使紙上某點(diǎn)變黑顯示數據的大小。這就需要將表征實(shí)際心電大小的數據（以下稱(chēng)為原始數據）轉換成能夠指示加熱點(diǎn)位置的數據（以下稱(chēng)為位置數據），通過(guò)位置數據的控制將心電數據對應的點(diǎn)依次打印出來(lái)，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(diǎn)打印出來(lái)，得到只是一些離散的點(diǎn)，要想獲得連續的心電圖形，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)現中，僅對橫向12導同步打印和縱向打印進(jìn)行詳細闡述，而對6導聯(lián)打印僅介紹其實(shí)現思想。

　　2.2.1 橫向6導聯(lián)打印

　　心電圖紙長(cháng)度為216mm，為每一導聯(lián)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(gè)字節中。12導聯(lián)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(lián)的數據。具體的實(shí)現過(guò)程可參考橫向12導聯(lián)打印方式。

　　2.2.2 橫向12導聯(lián)同步打印

　　在6導聯(lián)打印方式實(shí)現過(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導聯(lián)分開(kāi)打印，不利于醫生對比同一時(shí)刻不同導聯(lián)的心電波形。而采用12導聯(lián)同步打印，雖然會(huì )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(guān)的效果。

　　12導聯(lián)同步打印程序實(shí)現的基本思想與6導聯(lián)同步打印相同，不同在于將12導聯(lián)的數據同時(shí)在216mm寬的打印紙上打印出來(lái)，不可避免地出現不同導聯(lián)心電圖形重疊的現象，對應的內存單元也會(huì )出現復用的情況。如果簡(jiǎn)單地套用6導聯(lián)打印程序，那么前一導聯(lián)的數據會(huì )被相鄰導聯(lián)數據沖掉，從而使圖形無(wú)法正確顯示。圖3列出了為各個(gè)導聯(lián)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(lián)前16mm空間和V6導聯(lián)的后16mm空間沒(méi)有被復用，打印紙的其它空間都是被兩個(gè)導聯(lián)共用。內部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(lián)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(lián)一線(xiàn)數據轉換完要打印時(shí)，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(wèn)題，而且節省了內部資源、降低程序編寫(xiě)的難度。

　　如前所述不同導聯(lián)所占的打印空間不同，所以，對于某導聯(lián)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(lián)所占打印空間的起始字節為第n個(gè)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(diǎn)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(shí)，該導聯(lián)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(lèi)似，對于一個(gè)導聯(lián)的心電信號，要實(shí)現心電圖打印，必須將盯連兩個(gè)心電數據用線(xiàn)連接。即對于一條心電曲線(xiàn)，起始顯示數據點(diǎn)在起始列只顯示1點(diǎn)；從第二個(gè)數據點(diǎn)開(kāi)始，要在下一列顯示上一數據點(diǎn)到此次數據點(diǎn)之間的線(xiàn)段。在熱敏打印紙上表現為將兩數據點(diǎn)之間的點(diǎn)都加熱，對應于內存則是將兩點(diǎn)之間的數據都置1。

　　對于—導聯(lián)的心電信號，先讀出第一個(gè)心電數據，將其轉換成32字節位置數據直接打印。從第二個(gè)心電數據開(kāi)始，除了要轉換成位置數據外，還要與上一個(gè)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(xiàn)的操作。分析發(fā)現連線(xiàn)算法只影響相連兩個(gè)位置數據中非零字節之間的數據，為了簡(jiǎn)化計算，只需對這些字節進(jìn)行減法操作，而不必計算所有的32個(gè)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(jìn)行加法，即進(jìn)行單字節加法。

　　舉例說(shuō)明，對于導聯(lián)V6心電信號，前一個(gè)數據37H，下一個(gè)數據為55H，導聯(lián)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。

　　2.3 縱向打印程序

　　縱向打印能夠實(shí)現將12導聯(lián)數據無(wú)重疊同步顯示。這樣醫生可以參考比較同一時(shí)刻的各個(gè)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(diǎn)，將這些點(diǎn)與某一導聯(lián)連續的1728個(gè)心電數據相對應，也就是說(shuō)導聯(lián)順序第n個(gè)數據對應于一線(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(gè)數據進(jìn)行比較：相同則對應點(diǎn)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(diǎn)與掃描值相比較，只要其中一個(gè)比掃描值大，則對應點(diǎn)被描記，要描記的噗將其內存對應的數據位置1。

　　舉例說(shuō)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(lián)順序第m個(gè)心電數據是v，而此時(shí)的掃描值為w：①v>w，則繼續比較第m+1個(gè)數據；②v=w，則對應點(diǎn)需要被描記；③vw，則需要分別比較第m-1個(gè)和第m+1個(gè)數與w的關(guān)系，如果其中的某一個(gè)較w大，則對應的點(diǎn)需要被描記。假設經(jīng)過(guò)判斷第m個(gè)數據對應的點(diǎn)需要被描記，將mgn 8做除法，商為k,余數為1，也就是內存中第（n-k）個(gè)字節第1位被置1，即用數據（第1位被置1）與內存單元（n-k）的內容相與。