WPF 实现心电图曲线绘制

Posted 2022-07-01 dotNET跨平台

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原文作者：流浪g

原文地址：https://www.cnblogs.com/cong2312/p/16411637.html

一、前言

• 项目中之前涉及到胎儿心率图曲线的绘制，最近项目中还需要添加心电曲线和血样曲线的绘制功能。今天就来分享一下心电曲线的绘制方式；

二、正文

1）胎儿心率曲线的绘制是通过DrawingVisual来实现的，这里的心电曲线我也是采用差不多相同的方式来实现的，只是两者曲线的数据有所区别。心电图的数据服务器端每秒发送至客户端一个数据包，一个数据包钟心电的数据大概一百个左右，看过心电图的应该知道，心电图的效果是匀速绘制出来的，而不是一次性将一百个点绘制出来；项目中是通过将数据存到数据缓冲区，然后通过线程定时推送数据到绘图端，线程里会根据缓冲区现有数据量来动态控制数据的快慢；这里的例子我就直接通过定时推数据来直接演示如何实现；

2）新建个项目，添加一个类继承FrameworkElement，然后加上对应的数据接收和绘制功能，这里直接贴出所有代码，具体细节之前写绘制高性能曲线时写过了，不清楚的可以参考之前的；（实际上绘图部分用Canvas实现也可以，用DrawingVisual其实每次推送了一个数据，整个视图都重新绘制了，我之所以用这个是因为我要支持自动缩放功能）

public class EcgDrawingVisual : FrameworkElement

    private readonly List<Visual> visuals = new List<Visual>();
    private DrawingVisual Layer;

    private Pen ecg_pen = new Pen(Brushes.Orange, 1.5);

    private int?[] ecg_points = new int?[2000];

    private int currentStart = 0;

    private double y_offset = 0;

    private int ecg_max = 60;
    private int ecg_min = -25;

    public EcgDrawingVisual()
    
        ecg_pen.Freeze();

        Layer = new DrawingVisual();
        visuals.Add(Layer);
    

    public void SetupData(int ecg)
    
        ecg_points[currentStart] = ecg;
        for (int i = 1; i <= 20; i++)
        
            ecg_points[currentStart + i] = null;
        

        currentStart++;
        if (currentStart >= RenderSize.Width / 2)
        
            currentStart = 0;
        

        DrawEcgLine();
        InvalidateVisual();
    

    private void DrawEcgLine()
    
        var scale = RenderSize.Height / (ecg_max - ecg_min);
        y_offset = ecg_min * -scale;

        DrawingContext dc = Layer.RenderOpen();
        Matrix mat = new Matrix();
        mat.ScaleAt(1, -1, 0, RenderSize.Height / 2);
        dc.PushTransform(new MatrixTransform(mat));

        for (int i = 0, left = 0; left < RenderSize.Width; i++, left += 2)
        
            if (ecg_points[i] == null || ecg_points[i + 1] == null) continue;
            dc.DrawLine(ecg_pen, new Point(left, ecg_points[i].Value * scale + y_offset), new Point(left + 2, ecg_points[i + 1].Value * scale + y_offset));
        

        dc.Pop();
        dc.Close();
    

    protected override int VisualChildrenCount => visuals.Count;
    protected override Visual GetVisualChild(int index)
    
        return visuals[index];
    

    protected override void OnRenderSizeChanged(SizeChangedInfo sizeInfo)
    
        base.OnRenderSizeChanged(sizeInfo);
    

    protected override void OnRender(DrawingContext drawingContext)
    
        drawingContext.DrawRectangle(Brushes.White, null, new Rect(0, 0, RenderSize.Width, RenderSize.Height));
        base.OnRender(drawingContext);
    

3）主界面添加这个控件，然后后台添加对应的推送数据的线程，这里我是定时每隔十毫秒推送一个数据给到绘图端。

public partial class MainWindow : Window

    private List<int> points = new List<int>()  4, 4, 3, -1, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -4, -3, 25, 37, 8, -7, -5, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1, -1, 3, 5, 8, 9, 9, 10, 9, 7, 5, 1, -1, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, 1, 3 ;
    private bool flag = true;
    private int currentIndex = 0;

    public MainWindow()
    
        InitializeComponent();

        new Thread(() =>
        
            while (flag)
            
                Thread.Sleep(10);
                this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action(() =>
                
                    if (currentIndex == points.Count) currentIndex = 0;
                    ecgDrawingVisual.SetupData(points[currentIndex]);
                    currentIndex++;
                ));
            
        ).Start();
    

    protected override void OnClosed(EventArgs e)
    
        base.OnClosed(e);
        flag = false;
    

4）最终实现效果；