用于十二導聯ecg的雙電極裝置和方法
【專利說明】用于十二導聯ECG的雙電極裝置和方法 相關申請的奪叉引用/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(現在為第 8, 509, 882號美國專利）的部分連續案，上述專利申請均通過引用其全部內容明確并入于 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號的優先權，該 申請通過引用其全部內容明確并入于此。
【背景技術】 1. 發明構思領域
[0002] 當前聲明要求保護并公開的（一個或多個）發明構思通常涉及心臟監測設備和方 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導聯心 電圖的設備、系統和軟件。 2. 相關技術描述
[0003] 心電圖描記法已經被用來研究心臟的電活動。可以使用放置于患者皮膚上的電極 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"導聯（lead)"。可以使用不同數目的電極和導聯來獲取ECG。慣常用于獲取ECG所使用 的導聯的示例性數目為3個、5個和12個導聯。對于標準12導聯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是將常規心電圖儀的十個電極放置于患者身上以便獲得標準12導聯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，優選地但非必須靠近腳踝。
[0005] 圖2圖示了在現有技術布置中六個電極在胸部上的放置，其中，這些電極被標為 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。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。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聯波形。肢體導聯I、II和III是具有一個 正極和一個負極的雙極導聯。導聯I是左臂（LA)與右臂（RA)之間的電壓，例如I = LA -RA。導聯II是左腿（LL)與右臂（RA)之間的電壓，例如I = LL - RA。導聯III是左腿（LL) 與左臂（LA)之間的電壓，例如I = LL - LA。導聯I、II和III 一般稱為"肢體導聯"。
[0007] 單極導聯也具有兩個極性；然而，負極是由來自多個其他電極的信號組成的復合 極（composite pole)。在用于獲得12導聯ECG的常規心電圖儀中，除肢體導聯之外的所 有導聯均為單極性（aVR、aVL、aVF、V 2、V3、V4、VjP V6)。加壓肢體導聯（augmented limb lead) (aVR、aVL和aVF)從不同角度（或者矢量）觀察心臟，并且根據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，而負電極是左臂電極和左腿電極的組 合，所述負電極"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）的復合極被用作負端。 通過經由簡單電阻網絡將電極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圖示了示例導聯I，其注釋用于示出由12導聯心電圖儀生成的PQRST波形。 本領域技術人員了解基于心電圖的PQRST波形的標識和測量。圖4圖示了以常規格式的12 導聯心電圖的示例。
[0010] 雖然常規12導聯心電圖關于個人心臟的健康和狀況給出了非常有用的信息，但 是常規心電圖設備價格高昂，而在除醫院和醫師辦公室之外的區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測，而在世界上更貧困地區甚至可能無法獲 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 電極心電圖設備已推向市場。該雙電極心電圖設備利用了連接至手機防護罩且至少部分被 其圍繞的智能手機，所述手機防護罩并入并支撐這兩個電極。這樣的設備顯著地簡化并降 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生 的12導聯心電圖那么多的信息。10電極心電圖儀所產生的12導聯心電圖向心臟病科醫師 提供了附加且重要的心臟相關信息，從而允許對單導聯ECG無法完成的例如心臟病（心肌 梗死）的狀況的診斷。如果容易獲得且成本低廉的設備能夠生成并產生心電圖，而所述心 電圖基本上復制了由10電極心電圖儀所產生的12導聯心電圖的話，這會是有利的。
【發明內容】
[0011] 總體而言，本文描述了用于產生心電圖但是使用了僅具有兩個電極的心電圖設備 的裝置、方法和系統，所述心電圖基本上復制了由10電極心電圖儀所產生的心電圖。在一 個實施方式中，所述心電圖設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，以及數據傳輸模塊，其被配置用于通過有線 或無線傳輸系統和舉例而言諸如本領域已知的如USB、W'1-Fl·?、BLUETOOTH?、 NFC的那些協議之類的協議，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備。
[0012] 所述心電圖設備可以與所述便攜式計算設備組合使用以形成心電圖儀。所述便攜 式計算設備被提供有包括與非暫時性計算機可讀介質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存儲包括指令的軟件，所述指令當由所述處理器執行時致使所述處 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 聯I、II和III位置中長達在每個肢體導聯位置中測量至少一次心跳所需的時間時，根據 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聯 位置；(b)使用關系式（導聯III =導聯II -導聯I)來時間對準并顯示肢體導聯1、11和 III ;以及（c)根據經時間對準的肢體導聯計算并顯示加壓導聯aVR、aVL和aVF。
[0013] 所述軟件還可以包括當由所述處理器執行時致使所述處理器，根據通過順序地將 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，計算并顯示經時間 對準的平均導聯VI、V2和V3。還致使所述處理器根據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，計算并顯示平均導聯V4、V5和V6。所得到的12導聯顯示和報告復制了由10電 極心電圖儀所產生的12心電圖。
[0014] 本文提供了用于使用包括心電圖設備和便攜式計算設備的心電圖儀生成12導聯 心電圖的方法。所述心電圖設備具有第一電極、第二電極、控制電路和數據傳輸模塊，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備指導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定位置處。所述便攜式計算設備接收并記錄指示出所述預定位置的 位置數據，所述第一電極和所述第二電極被放置在所述預定位置上。所述心電圖設備的控 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，而所述心電圖設備的數據傳 輸模塊向所述便攜式計算設備傳輸所述心電圖信號。所述便攜式計算設備根據所述第一電 極與所述第二電極之間順序測量的心電圖信號生成12導聯心電圖。
【附圖說明】
[0015] 圖1是現有技術心電圖儀的10個電極定位在患者身體上，以便獲取現有技術12 導聯心電圖的圖形表