具有多個(gè)感測(cè)電極的可穿戴移動(dòng)醫(yī)療裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本分案申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年5月17日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180035326. 2、發(fā)明名稱為 "具有多個(gè)感測(cè)電極的可穿戴移動(dòng)醫(yī)療裝置"的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003] 本申請(qǐng)依據(jù)35U.S.C. § 119(e)要求于2010年5月18日提交的、名稱為"具有多個(gè) 感測(cè)電極的可穿戴移動(dòng)醫(yī)療裝置（WEARABLEAMBULATORYMEDICALDEVICEWITHMULTIPLE SENSINGELECTRODES)"、序列號(hào)為61/345, 914的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以及于2010年12月17日提 交的、名稱為"具有多個(gè)感測(cè)電極的可穿戴移動(dòng)醫(yī)療裝置（WEARABLEAMBULATORYMEDICAL DEVICEWITHMULTIPLESENSINGELECTRODES)"、序列號(hào)為 61/424, 344 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的 優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的每一個(gè)通過(guò)引用完整地被合并于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明大體上涉及檢測(cè)患者的心臟功能，并且更特別地涉及在諸如可穿戴除顫器 的移動(dòng)醫(yī)療裝置中檢測(cè)心臟功能并且治療心臟狀況。
【背景技術(shù)】
[0005] 使用諸如由移動(dòng)患者穿戴的可穿戴除顫器的便攜式醫(yī)療裝置，從身體表面電極獲 得患者的心電圖（ECG)信號(hào)。當(dāng)以該方式獲得ECG信號(hào)時(shí)，電噪聲或電極脫落經(jīng)常降低ECG 信號(hào)的品質(zhì)。該挑戰(zhàn)變?yōu)閺挠缮眢w表面電極導(dǎo)出的有時(shí)有噪聲的信號(hào)提取干凈的ECG信號(hào) 的挑戰(zhàn)。
[0006] 電極噪聲可以由患者的過(guò)度運(yùn)動(dòng)（例如劇烈運(yùn)動(dòng)）所引起的電極在患者的身體上 滑動(dòng)而導(dǎo)致。噪聲也可以由允許電極隨著微小的患者運(yùn)動(dòng)在患者的身體上滑動(dòng)的不合身電 極圍帶或衣服而導(dǎo)致。電極脫落可以由電極在身體上翻轉(zhuǎn)并且與身體失去接觸、或從身體 提升并且失去接觸而導(dǎo)致。即使在電極正確地定位在患者的身體上的情況下，過(guò)干的皮膚 也可以導(dǎo)致噪聲。
[0007] 已知的移動(dòng)可穿戴除顫器（例如可從馬薩諸塞州切姆斯德市（Chelmsford)的 Zoll醫(yī)療公司獲得的LifeVest?可穿戴心復(fù)律器除顫器）使用以雙通道配置的四個(gè)ECG感 測(cè)電極。也就是，由四個(gè)ECG感測(cè)電極中的一個(gè)提供的電信號(hào)與由四個(gè)ECG感測(cè)電極中的 另一個(gè)提供的電信號(hào)配對(duì)以形成通道。ECG感測(cè)電極的該布置通常是合適的，原因是在多數(shù) 情況下噪聲或電極運(yùn)動(dòng)影響整個(gè)身體環(huán)境是罕見(jiàn)的。雙通道配置提供冗余并且必要時(shí)，當(dāng) 通道中的一個(gè)由于ECG感測(cè)電極脫落或由于差的信噪比而宣告不能使用時(shí)，允許系統(tǒng)以單 通道操作。由于信號(hào)品質(zhì)在患者之間也不同，因此具有兩個(gè)通道提供改善信號(hào)拾取的機(jī)會(huì)， 原因是ECG感測(cè)電極位于不同的身體位置。兩個(gè)通道系統(tǒng)也允許分析ECG信號(hào)以確定心臟 狀況，如美國(guó)專利第5, 944, 669中所述。
[0008] 在移動(dòng)醫(yī)療治療裝置（例如可穿戴除顫器）中使用的現(xiàn)有電極系統(tǒng)的問(wèn)題是仍然 存在兩個(gè)通道上都有噪聲的情況。當(dāng)有噪聲或脫落時(shí)，裝置發(fā)出警報(bào)使得患者可以采取行 動(dòng)糾正該問(wèn)題。使用噪聲ECG信號(hào)，可穿戴除顫器裝置中的心律失常檢測(cè)算法會(huì)"誤"將噪 聲檢測(cè)為心律失常，由此導(dǎo)致裝置發(fā)出治療序列，如果未被患者終止，所述治療序列可能輸 送非必要的電擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種可穿戴醫(yī)療監(jiān)測(cè)裝置和/或一種可穿戴醫(yī)療監(jiān)測(cè)和治 療裝置，其包含布置在圍繞患者的身體的不同軸向位置的多個(gè)ECG感測(cè)電極并且可以從對(duì) 應(yīng)于那些多個(gè)ECG感測(cè)電極的不同配對(duì)的多個(gè)通道進(jìn)行選擇以極大地改善所獲得的ECG信 號(hào)的品質(zhì)。該改善的ECG傳感器信號(hào)可以用于減小噪聲、減小脫落警報(bào)的數(shù)量、減小心臟心 律失常假性檢測(cè)的數(shù)量或以上的全部。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)醫(yī)療裝置，其包括：配置成布置在圍繞患 者的身體的間隔位置的多個(gè)電極；具有多個(gè)輸入的電極信號(hào)采集電路，所述多個(gè)輸入的每 個(gè)相應(yīng)輸入電耦合到所述多個(gè)電極的相應(yīng)電極，所述電極信號(hào)采集電路被配置成感測(cè)由所 述多個(gè)電極的多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)；以及電耦合到所述電極信號(hào)采集電 路的輸出的監(jiān)測(cè)電路，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相 應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)以至少基于 由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；以及控制 器，配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)，并且基于分 析對(duì)患者啟動(dòng)治療。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)醫(yī)療裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)醫(yī) 療裝置包括配置成布置在圍繞患者的身體的間隔位置的多個(gè)電極、電極信號(hào)采集電路以及 監(jiān)測(cè)電路。所述電極信號(hào)采集電路具有多個(gè)輸入，所述多個(gè)輸入的每個(gè)相應(yīng)輸入電耦合到 所述多個(gè)電極的相應(yīng)電極。所述電極信號(hào)采集電路被配置成感測(cè)由所述多個(gè)電極的多個(gè)不 同配對(duì)提供的相應(yīng)信號(hào)。所述監(jiān)測(cè)電路電耦合到所述電極信號(hào)采集電路的輸出。所述監(jiān)測(cè) 電路被配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)并且指示所述電極信號(hào) 采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)以基于下列的至少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)：由所述多 個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選 擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)和由所述多個(gè)不同配對(duì)中的另一個(gè)被選擇的至少一個(gè)提供 的相應(yīng)信號(hào)之間的相位差，所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極相對(duì)于患 者的身體的位置，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極限定的平面，以 及患者的心臟的心動(dòng)周期。
[0012] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述移動(dòng)醫(yī)療裝置還包括配置成圍繞患者的身體穿戴的衣服， 并且所述多個(gè)電極整合到所述衣服中。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)電極是ECG感測(cè)電極， 并且所述監(jiān)測(cè)電路是心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)ECG感測(cè)電極包括至少三個(gè)ECG感測(cè)電極。在另一個(gè) 實(shí)施例中，所述多個(gè)ECG感測(cè)電極不全部位于共同平面中。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè)不 同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì) 中的至少一個(gè)，以基于由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì) 以及由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)和由所述多個(gè)不同配對(duì) 中的另一個(gè)被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)之間的相位差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)該實(shí)施例的另 一個(gè)方面，所述移動(dòng)醫(yī)療裝置還包括多個(gè)治療電極，所述多個(gè)治療電極整合到所述衣服中， 并且被配置成響應(yīng)由所述心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路檢測(cè)到可治療心臟心律失常將除 賈頁(yè)電擊輸送到患者的身體。
[0015] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè) 不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配 對(duì)中的至少一個(gè)，以基于由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品 質(zhì)以及由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極限定的平面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0016] 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè) 不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配 對(duì)中的至少一個(gè)，以基于所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極相對(duì)于患者 的身體的位置以及患者的心臟的心動(dòng)周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0017] 在備選實(shí)施例中，所述心臟監(jiān)測(cè)和心律失常檢測(cè)電路被配置成選擇所述多個(gè)不同 配對(duì)中的至少三個(gè)以基于下列的至少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)：由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至 少三個(gè)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的每 一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)之間的相位差，所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的相應(yīng)電極 相對(duì)于患者的身體的位置，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的相應(yīng)電極限定的 平面，以及患者的心臟的心動(dòng)周期。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)電極包括不全部位于共同平面中的至少四個(gè)ECG感測(cè) 電極。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提供 的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)，以基 于由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)以及由所述多個(gè)不 同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)和由所述多個(gè)不同配對(duì)中的另一個(gè)被選擇 的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)之間的相位差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0020] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提 供的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)，以 基于由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)以及由所述多個(gè) 不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極限定的平面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0021] 根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成分析由所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提 供的相應(yīng)信號(hào)，并且指示所述電極信號(hào)采集電路選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)，以 基于所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少一個(gè)的相應(yīng)電極相對(duì)于患者的身體的位置以及 患者的心臟的心動(dòng)周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0022] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成選擇所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少三個(gè)以 基于下列的至少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)：由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的每一個(gè)提供 的相應(yīng)信號(hào)的品質(zhì)，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的每一個(gè)提供的相應(yīng)信號(hào) 之間的相位差，所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的相應(yīng)電極相對(duì)于患者的身體的 位置，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)的相應(yīng)電極限定的平面，以及患者的心 臟的心動(dòng)周期。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述監(jiān)測(cè)電路被配置成在第一時(shí)段期間選擇所述多個(gè) 不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)中的至少兩個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且在第二時(shí)段期間選擇所述多 個(gè)不同配對(duì)中的被選擇的至少三個(gè)中的不同的至少兩個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)ECG感測(cè)電極包括至少三個(gè)ECG感測(cè)電極。
[0024] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電極信號(hào)采集電路包括選擇電路和多個(gè)差動(dòng)放大器。所述 選擇電路具有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，所述選擇電路的所述多個(gè)輸入的每個(gè)相應(yīng)輸入電親合 到所述多個(gè)電極的相應(yīng)電極。所述多個(gè)差動(dòng)放大器的每個(gè)相應(yīng)差動(dòng)放大器具有一對(duì)輸入 和一輸出，所述一對(duì)輸入的每個(gè)相應(yīng)輸入電親合到所述選擇電路的所述多個(gè)輸出的相應(yīng)輸 出，所述多個(gè)差動(dòng)放大器的每個(gè)相應(yīng)輸出提供對(duì)應(yīng)于所述相應(yīng)差動(dòng)放大器的所述一對(duì)輸入 之間的差異的輸出信號(hào)。
[0025] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，其中所述電極信號(hào)采集電路包括多個(gè)差動(dòng)放大器和選擇電 路，所述多個(gè)差動(dòng)放大器包括用于所述多個(gè)電極的每個(gè)唯一配對(duì)的相應(yīng)差動(dòng)放大器。在該 實(shí)施例中，所述選擇電路被配置成選擇所述多個(gè)差動(dòng)放大器的至少一個(gè)輸出以提供給所述 監(jiān)測(cè)電路。
[0026] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述電極信號(hào)采集電路包括模擬多路復(fù)用器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 所述模擬多路復(fù)用器具有多個(gè)輸入和一輸出，所述多個(gè)輸入的每一個(gè)電親合到所述多個(gè) 電極中的相應(yīng)的一個(gè)，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有電耦合到所述模擬多路復(fù)用器的輸出的輸 入。根據(jù)該實(shí)施例的方面，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有的采樣率是由所述多個(gè)電極的每一個(gè)提供 的信號(hào)的期望采樣率的至少N倍，其中N是將被監(jiān)測(cè)的所述多個(gè)電極的數(shù)量。根據(jù)該實(shí)施 例的另一個(gè)方面，所述監(jiān)測(cè)電路包括至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被配置成接收 對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)電極的第一電極的第一數(shù)字信號(hào)和對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)電極的第二電極的第 二數(shù)字信號(hào)，反相所述第一和第二數(shù)字信號(hào)中的一個(gè)，并且求和所述第一和第二數(shù)字信號(hào) 中的所述反相的一個(gè)和所述第一和第二數(shù)字信號(hào)中的另一個(gè)，以分析由所述第一電極和所 述第二電極的配對(duì)提供的相應(yīng)信號(hào)。
[0027] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述電極信號(hào)采集電路包括多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，每個(gè)相應(yīng)的模 數(shù)轉(zhuǎn)換器具有電耦合到所述多個(gè)電極中的相應(yīng)的一個(gè)的相應(yīng)輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，所述 多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)由串行總線連接到所述多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的另一個(gè)。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種監(jiān)測(cè)ECG信號(hào)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，所 述方法包括從多個(gè)ECG傳感器之中選擇ECG傳感器的多個(gè)不同配對(duì)；分析由所述多個(gè)不同 配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)；識(shí)別所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)以基于下列的至 少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)：由所述多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)的 品質(zhì)，由所述多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)和由所述多個(gè) 不同配對(duì)中的另一個(gè)被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)之間的相位差，所述多個(gè)不同 配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)的相應(yīng)ECG傳感器相對(duì)于患者的身體的位置，由所述多個(gè) 不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)的相應(yīng)ECG傳感器限定的平面，以及患者的心臟的心 動(dòng)周期；以及監(jiān)測(cè)所述多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)。
[0029] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，識(shí)別所述多個(gè)不同配對(duì)中的至少一個(gè)以進(jìn)行監(jiān)測(cè)的動(dòng)作，基于 由所述多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)的品質(zhì)、以及由所述 多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)和由所述多個(gè)不同配對(duì)中 的另一個(gè)被識(shí)別的至少一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)之間的相位差。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，從所述多個(gè)ECG傳感器之中選擇ECG傳感器的多個(gè)不同配對(duì)的 動(dòng)作包括從所述多個(gè)ECG傳感器之中選擇ECG傳感器的每個(gè)唯一配對(duì)的動(dòng)作，并且分析由 所述多個(gè)不同配對(duì)的每一個(gè)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)的動(dòng)作包括分析由ECG傳感器的每個(gè)唯一 配對(duì)提供的相應(yīng)ECG信號(hào)。
[0031] 在另一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)的動(dòng)作包括監(jiān)測(cè)所述多個(gè)不同配對(duì)中的所述被識(shí)別的至 少