用于十二導(dǎo)聯(lián)ecg的雙電極裝置和方法
【專利說明】用于十二導(dǎo)聯(lián)ECG的雙電極裝置和方法 相關(guān)申請的奪叉引用/援引并入聲明
[0001] 本專利申請是于2011年5月16日提交的美國序列號13/108,738的部分連續(xù)案， 美國序列號13/108,738是于2010年6月8日提交的美國序列號12/796, 188(現(xiàn)在為第 8, 509, 882號美國專利）的部分連續(xù)案，上述專利申請均通過引用其全部內(nèi)容明確并入于 此。本申請還要求于2013年4月16日提交的美國臨時申請第61/812, 655號的優(yōu)先權(quán)，該 申請通過引用其全部內(nèi)容明確并入于此。
【背景技術(shù)】 1. 發(fā)明構(gòu)思領(lǐng)域
[0002] 當(dāng)前聲明要求保護(hù)并公開的（一個或多個）發(fā)明構(gòu)思通常涉及心臟監(jiān)測設(shè)備和方 法，且更具體而言，但不局限于涉及用于僅利用兩個電極生成和提供一個或多個12導(dǎo)聯(lián)心 電圖的設(shè)備、系統(tǒng)和軟件。 2. 相關(guān)技術(shù)描述
[0003] 心電圖描記法已經(jīng)被用來研究心臟的電活動?？梢允褂梅胖糜诨颊咂つw上的電極 記錄或獲取心電圖（ECG)。在放置于患者皮膚上的任何兩個電極之間所記錄的電信號被稱 為"導(dǎo)聯(lián)（lead)"?？梢允褂貌煌瑪?shù)目的電極和導(dǎo)聯(lián)來獲取ECG。慣常用于獲取ECG所使用 的導(dǎo)聯(lián)的示例性數(shù)目為3個、5個和12個導(dǎo)聯(lián)。對于標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)ECG，使用十個電極，其中 六個電極定位于胸部上而在患者的每條臂和腿上各放置一個電極。
[0004] 圖1是將常規(guī)心電圖儀的十個電極放置于患者身上以便獲得標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)ECG的 圖形表示。放置于右臂上的電極一般稱為RA。放置于左臂上的電極稱為LA。RA和LA電 極放置在左臂和右臂上的相同位置處，優(yōu)選但非必須靠近手腕。用于右腿的腿部電極可被 稱為RL，而用于左腿的腿部電極可被稱為LL。RL和LL電極放置于左腿和右腿的相同位置 上，優(yōu)選地但非必須靠近腳踝。
[0005] 圖2圖示了在現(xiàn)有技術(shù)布置中六個電極在胸部上的放置，其中，這些電極被標(biāo)為 I、V2、V3、V4、VjP V 6。V1放置在第四肋間隙中，例如在肋骨4與肋骨5之間，正位于胸骨的 右側(cè)。V 2放置在第四肋間隙中，例如在肋骨4與肋骨5之間，正位于胸骨的左側(cè)。V3放置于 電極V 2與電極V 4之間的半路，在第五肋間隙中。V 4放置在左鎖骨中線上，肋骨5與肋骨6 之間的第五肋間隙中。V5在左腋前線上正好與V 4水平放置。V6在左腋中線上正好與乂4和 V5水平放置。
[0006] 心電圖儀繼而計算并輸出三個肢體導(dǎo)聯(lián)波形。肢體導(dǎo)聯(lián)I、II和III是具有一個 正極和一個負(fù)極的雙極導(dǎo)聯(lián)。導(dǎo)聯(lián)I是左臂（LA)與右臂（RA)之間的電壓，例如I = LA -RA。導(dǎo)聯(lián)II是左腿（LL)與右臂（RA)之間的電壓，例如I = LL - RA。導(dǎo)聯(lián)III是左腿（LL) 與左臂（LA)之間的電壓，例如I = LL - LA。導(dǎo)聯(lián)I、II和III 一般稱為"肢體導(dǎo)聯(lián)"。
[0007] 單極導(dǎo)聯(lián)也具有兩個極性；然而，負(fù)極是由來自多個其他電極的信號組成的復(fù)合 極（composite pole)。在用于獲得12導(dǎo)聯(lián)ECG的常規(guī)心電圖儀中，除肢體導(dǎo)聯(lián)之外的所 有導(dǎo)聯(lián)均為單極性（aVR、aVL、aVF、V 2、V3、V4、VjP V6)。加壓肢體導(dǎo)聯(lián)（augmented limb lead) (aVR、aVL和aVF)從不同角度（或者矢量）觀察心臟，并且根據(jù)RA、RU LL和LA確 定。例如，加壓右矢量（aVR)將正電極定位在右臂上，而負(fù)電極是左臂電極和左腿電極的組 合，所述負(fù)電極"增加了"右臂上的正電極的信號強度。因此加壓右矢量（aVR)等于RA-(LA+LL)/2 或者-(1+11)/2。加壓左矢量（aVL)等于 LA - (RA+LL)/2 或者（1-11)/2。加 壓腳矢量（aVF)等于 LL - (RA+LA)/2 或者（II - 1)/2。
[0008] 患者胸部上的六個電極足夠靠近心臟使得其無需加壓。被稱作威爾遜中心電端 (Wilson' s central terminal)(常常用符號CTW、Vw或WCT表示）的復(fù)合極被用作負(fù)端。 通過經(jīng)由簡單電阻網(wǎng)絡(luò)將電極RA、LA和LL連接在一起而制成威爾遜中心電端，以給出橫 跨身體的平均電勢，所述平均電勢近似于無窮遠(yuǎn)處的電勢（即，0)。威爾遜中心電端WCT以 (RA+LA+LL) /3 計算。
[0009] 圖3圖示了示例導(dǎo)聯(lián)I，其注釋用于示出由12導(dǎo)聯(lián)心電圖儀生成的PQRST波形。 本領(lǐng)域技術(shù)人員了解基于心電圖的PQRST波形的標(biāo)識和測量。圖4圖示了以常規(guī)格式的12 導(dǎo)聯(lián)心電圖的示例。
[0010] 雖然常規(guī)12導(dǎo)聯(lián)心電圖關(guān)于個人心臟的健康和狀況給出了非常有用的信息，但 是常規(guī)心電圖設(shè)備價格高昂，而在除醫(yī)院和醫(yī)師辦公室之外的區(qū)域中通常無法使用該程 序。因此，即使在富裕的國家也無法頻繁完成監(jiān)測，而在世界上更貧困地區(qū)甚至可能無法獲 得心電圖儀。為了顯著降低獲得心電圖的成本，如美國專利第8, 301，232號中所描述的雙 電極心電圖設(shè)備已推向市場。該雙電極心電圖設(shè)備利用了連接至手機防護(hù)罩且至少部分被 其圍繞的智能手機，所述手機防護(hù)罩并入并支撐這兩個電極。這樣的設(shè)備顯著地簡化并降 低了獲得心電圖的成本，不過這樣的心電圖不包括像由具有10個電極的心電圖儀所產(chǎn)生 的12導(dǎo)聯(lián)心電圖那么多的信息。10電極心電圖儀所產(chǎn)生的12導(dǎo)聯(lián)心電圖向心臟病科醫(yī)師 提供了附加且重要的心臟相關(guān)信息，從而允許對單導(dǎo)聯(lián)ECG無法完成的例如心臟?。ㄐ募?梗死）的狀況的診斷。如果容易獲得且成本低廉的設(shè)備能夠生成并產(chǎn)生心電圖，而所述心 電圖基本上復(fù)制了由10電極心電圖儀所產(chǎn)生的12導(dǎo)聯(lián)心電圖的話，這會是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 總體而言，本文描述了用于產(chǎn)生心電圖但是使用了僅具有兩個電極的心電圖設(shè)備 的裝置、方法和系統(tǒng)，所述心電圖基本上復(fù)制了由10電極心電圖儀所產(chǎn)生的心電圖。在一 個實施方式中，所述心電圖設(shè)備具有第一電極組件，其具有被適配用于測量患者身體上的 電信號的第一電極；以及第二電極組件，其具有被適配用于測量患者身體上另一位置處的 電信號的第二電極。所述心電圖設(shè)備還包括控制電路，所述控制電路被配置用于測量所述 第一電極與所述第二電極之間的心電圖信號，以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，其被配置用于通過有線 或無線傳輸系統(tǒng)和舉例而言諸如本領(lǐng)域已知的如USB、W'1-Fl·?、BLUETOOTH?、 NFC的那些協(xié)議之類的協(xié)議，或者作為可聽聲音信號或超聲波聲音信號，將測量的心電圖信 號傳輸至便攜式計算設(shè)備。
[0012] 所述心電圖設(shè)備可以與所述便攜式計算設(shè)備組合使用以形成心電圖儀。所述便攜 式計算設(shè)備被提供有包括與非暫時性計算機可讀介質(zhì)通信的處理器的計算機硬件。所述非 暫時性計算機可讀介質(zhì)存儲包括指令的軟件，所述指令當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時致使所述處 理器：在所述第一電級和所述第二電極順序地放置于患者身體上所述處理器已知的預(yù)定成 對位置中時，記錄所述第一電極與所述第二電極之間的心電圖信號。在一個實施方式中，致 使所述處理器：(a)在將所述第一電極和所述第二電極順序地放置于患者身體上的肢體導(dǎo) 聯(lián)I、II和III位置中長達(dá)在每個肢體導(dǎo)聯(lián)位置中測量至少一次心跳所需的時間時，根據(jù) 所述測量的心電圖信號計算平均PQRST心跳（PQRST beat)，所述處理器已知所述肢體導(dǎo)聯(lián) 位置；(b)使用關(guān)系式（導(dǎo)聯(lián)III =導(dǎo)聯(lián)II -導(dǎo)聯(lián)I)來時間對準(zhǔn)并顯示肢體導(dǎo)聯(lián)1、11和 III ;以及（c)根據(jù)經(jīng)時間對準(zhǔn)的肢體導(dǎo)聯(lián)計算并顯示加壓導(dǎo)聯(lián)aVR、aVL和aVF。
[0013] 所述軟件還可以包括當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時致使所述處理器，根據(jù)通過順序地將 所述第一電極和所述第二電極中的一個電極放置在Vl、V2和V3位置中，而使所述第一電極 和所述第二電極中的另一個電極與患者的左臂接觸長達(dá)測量至少一次心跳（或者更多，如 果要計算平均心跳的話）所需的時間而獲得的所述測量的心電圖信號，計算并顯示經(jīng)時間 對準(zhǔn)的平均導(dǎo)聯(lián)VI、V2和V3。還致使所述處理器根據(jù)通過順序地將所述第一電極和所述 第二電極中的一個電極放置在V4、V5和V6位置中，而使所述第一電極和所述第二電極中的 另一個電極與患者的右臂接觸長達(dá)測量至少一次心跳所需的時間而獲得的所述測量的心 電圖信號，計算并顯示平均導(dǎo)聯(lián)V4、V5和V6。所得到的12導(dǎo)聯(lián)顯示和報告復(fù)制了由10電 極心電圖儀所產(chǎn)生的12心電圖。
[0014] 本文提供了用于使用包括心電圖設(shè)備和便攜式計算設(shè)備的心電圖儀生成12導(dǎo)聯(lián) 心電圖的方法。所述心電圖設(shè)備具有第一電極、第二電極、控制電路和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述 控制電路被配置用于測量所述第一電級與所述第二電極之間的心電圖信號。在一個實施方 式中，這樣的方法包括通過所述便攜式計算設(shè)備指導(dǎo)用戶將所述第一電極和所述第二電極 放置在患者身體上的預(yù)定位置處。所述便攜式計算設(shè)備接收并記錄指示出所述預(yù)定位置的 位置數(shù)據(jù)，所述第一電極和所述第二電極被放置在所述預(yù)定位置上。所述心電圖設(shè)備的控 制電路接收來自所述第一電極和所述第二電極的心電圖信號，而所述心電圖設(shè)備的數(shù)據(jù)傳 輸模塊向所述便攜式計算設(shè)備傳輸所述心電圖信號。所述便攜式計算設(shè)備根據(jù)所述第一電 極與所述第二電極之間順序測量的心電圖信號生成12導(dǎo)聯(lián)心電圖。
【附圖說明】
[0015] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)心電圖儀的10個電極定位在患者身體上，以便獲取現(xiàn)有技術(shù)12 導(dǎo)聯(lián)心電圖的圖形表