用于十二导联ecg的双电极装置和方法
【专利说明】用于十二导联ECG的双电极装置和方法 相关申请的夺叉引用/援引并入声明
[0001] 本专利申请是于2011年5月16日提交的美国序列号13/108,738的部分连续案， 美国序列号13/108,738是于2010年6月8日提交的美国序列号12/796, 188(现在为第 8, 509, 882号美国专利）的部分连续案，上述专利申请均通过引用其全部内容明确并入于 此。本申请还要求于2013年4月16日提交的美国临时申请第61/812, 655号的优先权，该 申请通过引用其全部内容明确并入于此。
【背景技术】 1. 发明构思领域
[0002] 当前声明要求保护并公开的（一个或多个）发明构思通常涉及心脏监测设备和方 法，且更具体而言，但不局限于涉及用于仅利用两个电极生成和提供一个或多个12导联心 电图的设备、系统和软件。 2. 相关技术描述
[0003] 心电图描记法已经被用来研究心脏的电活动。可以使用放置于患者皮肤上的电极 记录或获取心电图（ECG)。在放置于患者皮肤上的任何两个电极之间所记录的电信号被称 为"导联（lead)"。可以使用不同数目的电极和导联来获取ECG。惯常用于获取ECG所使用 的导联的示例性数目为3个、5个和12个导联。对于标准12导联ECG，使用十个电极，其中 六个电极定位于胸部上而在患者的每条臂和腿上各放置一个电极。
[0004] 图1是将常规心电图仪的十个电极放置于患者身上以便获得标准12导联ECG的 图形表示。放置于右臂上的电极一般称为RA。放置于左臂上的电极称为LA。RA和LA电 极放置在左臂和右臂上的相同位置处，优选但非必须靠近手腕。用于右腿的腿部电极可被 称为RL，而用于左腿的腿部电极可被称为LL。RL和LL电极放置于左腿和右腿的相同位置 上，优选地但非必须靠近脚踝。
[0005] 图2图示了在现有技术布置中六个电极在胸部上的放置，其中，这些电极被标为 I、V2、V3、V4、VjP V 6。V1放置在第四肋间隙中，例如在肋骨4与肋骨5之间，正位于胸骨的 右侧。V 2放置在第四肋间隙中，例如在肋骨4与肋骨5之间，正位于胸骨的左侧。V3放置于 电极V 2与电极V 4之间的半路，在第五肋间隙中。V 4放置在左锁骨中线上，肋骨5与肋骨6 之间的第五肋间隙中。V5在左腋前线上正好与V 4水平放置。V6在左腋中线上正好与乂4和 V5水平放置。
[0006] 心电图仪继而计算并输出三个肢体导联波形。肢体导联I、II和III是具有一个 正极和一个负极的双极导联。导联I是左臂（LA)与右臂（RA)之间的电压，例如I = LA -RA。导联II是左腿（LL)与右臂（RA)之间的电压，例如I = LL - RA。导联III是左腿（LL) 与左臂（LA)之间的电压，例如I = LL - LA。导联I、II和III 一般称为"肢体导联"。
[0007] 单极导联也具有两个极性；然而，负极是由来自多个其他电极的信号组成的复合 极（composite pole)。在用于获得12导联ECG的常规心电图仪中，除肢体导联之外的所 有导联均为单极性（aVR、aVL、aVF、V 2、V3、V4、VjP V6)。加压肢体导联（augmented limb lead) (aVR、aVL和aVF)从不同角度（或者矢量）观察心脏，并且根据RA、RU LL和LA确 定。例如，加压右矢量（aVR)将正电极定位在右臂上，而负电极是左臂电极和左腿电极的组 合，所述负电极"增加了"右臂上的正电极的信号强度。因此加压右矢量（aVR)等于RA-(LA+LL)/2 或者-(1+11)/2。加压左矢量（aVL)等于 LA - (RA+LL)/2 或者（1-11)/2。加 压脚矢量（aVF)等于 LL - (RA+LA)/2 或者（II - 1)/2。
[0008] 患者胸部上的六个电极足够靠近心脏使得其无需加压。被称作威尔逊中心电端 (Wilson' s central terminal)(常常用符号CTW、Vw或WCT表示）的复合极被用作负端。 通过经由简单电阻网络将电极RA、LA和LL连接在一起而制成威尔逊中心电端，以给出横 跨身体的平均电势，所述平均电势近似于无穷远处的电势（即，0)。威尔逊中心电端WCT以 (RA+LA+LL) /3 计算。
[0009] 图3图示了示例导联I，其注释用于示出由12导联心电图仪生成的PQRST波形。 本领域技术人员了解基于心电图的PQRST波形的标识和测量。图4图示了以常规格式的12 导联心电图的示例。
[0010] 虽然常规12导联心电图关于个人心脏的健康和状况给出了非常有用的信息，但 是常规心电图设备价格高昂，而在除医院和医师办公室之外的区域中通常无法使用该程 序。因此，即使在富裕的国家也无法频繁完成监测，而在世界上更贫困地区甚至可能无法获 得心电图仪。为了显著降低获得心电图的成本，如美国专利第8, 301，232号中所描述的双 电极心电图设备已推向市场。该双电极心电图设备利用了连接至手机防护罩且至少部分被 其围绕的智能手机，所述手机防护罩并入并支撑这两个电极。这样的设备显著地简化并降 低了获得心电图的成本，不过这样的心电图不包括像由具有10个电极的心电图仪所产生 的12导联心电图那么多的信息。10电极心电图仪所产生的12导联心电图向心脏病科医师 提供了附加且重要的心脏相关信息，从而允许对单导联ECG无法完成的例如心脏病（心肌 梗死）的状况的诊断。如果容易获得且成本低廉的设备能够生成并产生心电图，而所述心 电图基本上复制了由10电极心电图仪所产生的12导联心电图的话，这会是有利的。
【发明内容】
[0011] 总体而言，本文描述了用于产生心电图但是使用了仅具有两个电极的心电图设备 的装置、方法和系统，所述心电图基本上复制了由10电极心电图仪所产生的心电图。在一 个实施方式中，所述心电图设备具有第一电极组件，其具有被适配用于测量患者身体上的 电信号的第一电极；以及第二电极组件，其具有被适配用于测量患者身体上另一位置处的 电信号的第二电极。所述心电图设备还包括控制电路，所述控制电路被配置用于测量所述 第一电极与所述第二电极之间的心电图信号，以及数据传输模块，其被配置用于通过有线 或无线传输系统和举例而言诸如本领域已知的如USB、W'1-Fl·?、BLUETOOTH?、 NFC的那些协议之类的协议，或者作为可听声音信号或超声波声音信号，将测量的心电图信 号传输至便携式计算设备。
[0012] 所述心电图设备可以与所述便携式计算设备组合使用以形成心电图仪。所述便携 式计算设备被提供有包括与非暂时性计算机可读介质通信的处理器的计算机硬件。所述非 暂时性计算机可读介质存储包括指令的软件，所述指令当由所述处理器执行时致使所述处 理器：在所述第一电级和所述第二电极顺序地放置于患者身体上所述处理器已知的预定成 对位置中时，记录所述第一电极与所述第二电极之间的心电图信号。在一个实施方式中，致 使所述处理器：(a)在将所述第一电极和所述第二电极顺序地放置于患者身体上的肢体导 联I、II和III位置中长达在每个肢体导联位置中测量至少一次心跳所需的时间时，根据 所述测量的心电图信号计算平均PQRST心跳（PQRST beat)，所述处理器已知所述肢体导联 位置；(b)使用关系式（导联III =导联II -导联I)来时间对准并显示肢体导联1、11和 III ;以及（c)根据经时间对准的肢体导联计算并显示加压导联aVR、aVL和aVF。
[0013] 所述软件还可以包括当由所述处理器执行时致使所述处理器，根据通过顺序地将 所述第一电极和所述第二电极中的一个电极放置在Vl、V2和V3位置中，而使所述第一电极 和所述第二电极中的另一个电极与患者的左臂接触长达测量至少一次心跳（或者更多，如 果要计算平均心跳的话）所需的时间而获得的所述测量的心电图信号，计算并显示经时间 对准的平均导联VI、V2和V3。还致使所述处理器根据通过顺序地将所述第一电极和所述 第二电极中的一个电极放置在V4、V5和V6位置中，而使所述第一电极和所述第二电极中的 另一个电极与患者的右臂接触长达测量至少一次心跳所需的时间而获得的所述测量的心 电图信号，计算并显示平均导联V4、V5和V6。所得到的12导联显示和报告复制了由10电 极心电图仪所产生的12心电图。
[0014] 本文提供了用于使用包括心电图设备和便携式计算设备的心电图仪生成12导联 心电图的方法。所述心电图设备具有第一电极、第二电极、控制电路和数据传输模块，所述 控制电路被配置用于测量所述第一电级与所述第二电极之间的心电图信号。在一个实施方 式中，这样的方法包括通过所述便携式计算设备指导用户将所述第一电极和所述第二电极 放置在患者身体上的预定位置处。所述便携式计算设备接收并记录指示出所述预定位置的 位置数据，所述第一电极和所述第二电极被放置在所述预定位置上。所述心电图设备的控 制电路接收来自所述第一电极和所述第二电极的心电图信号，而所述心电图设备的数据传 输模块向所述便携式计算设备传输所述心电图信号。所述便携式计算设备根据所述第一电 极与所述第二电极之间顺序测量的心电图信号生成12导联心电图。
【附图说明】
[0015] 图1是现有技术心电图仪的10个电极定位在患者身体上，以便获取现有技术12 导联心电图的图形表