CN113056231A - 移动式心脏监测与分析 - Google Patents

Abstract

本文所描述的是用于利用移动计算装置来感测和生成标准ECG的12个导联中的一个或多个导联的装置、系统和方法。在一些实施例中，三个电极定位在移动计算装置上，使得个体可以一次舒适地接触所有的三个传感器以生成六个导联ECG，六个导联ECG可以被显示在所述移动计算装置的显示器上。在一些实施例中，执行的分析还包括确定QRS轴和QRST角。

Description

移动式心脏监测与分析

相关申请

本申请要求于2018年9月17日提交的美国临时专利申请62/732,496根据35U.S.C.§119(e)的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

据估计，到2030年，每年将有超过2300万人死于心血管疾病。心血管疾病在高收入和低收入国家的人口中都很普遍。心血管功能的监测将有助于心血管疾病的治疗和预防。

哺乳动物心脏生成并传导电流，该电流发出信号并启动心脏的协调收缩。对于人类，电信号由被称为SA节点的心脏的一部分生成。电流在由SA节点生成之后，在健康心脏中以可预测的方式传输遍及心肌。

一般而言，心电图(ECG)是在心脏随时间的电传导被投影到体表时的图形表示。ECG通常显示在具有x轴和y轴的图形上。通常，ECG的x轴显示时间，以及ECG的Y轴显示在正常心功能期间通过心脏传导的电流的电位(以毫伏为单位)。

发明内容

本文所描述的是用于感测和分析个体的ECG的ECG感测装置、系统和方法。在一些实施例中，本文所描述的装置、系统和方法包括移动计算装置，所述移动计算装置例如包括智能电话和/或可穿戴计算装置。在一些实施例中，所述移动计算装置包括外壳、显示屏幕、存储器和处理器，其中所述处理器被耦合到所述显示屏幕和所述存储器。适合于与本文所描述的系统、装置和方法一起使用的移动计算装置的非限制性示例包括智能电话、智能手表、平板计算机和膝上型计算机。

本文所描述的ECG感测装置、系统和方法包括一个或多个电极，所述一个或多个电极被耦合到外壳和处理器，所述一个或多个电极用于测量个体的皮肤表面上的电位。在一些实施例中，本文所描述的装置、系统和方法包括三个电极，各个电极定位在所述移动计算装置的任何表面上：第一电极被配置成感测个体的左上肢的皮肤表面上的第一电位，第二电极被配置成感测个体的右上肢的皮肤表面上的第二电位，以及第三电极被配置成感测所述个体的左下肢的皮肤表面上的第三电位。

本文所描述的是一种用于感测和分析心电图(ECG)的装置，包括：移动电话或可穿戴计算装置，所述移动电话或所述可穿戴计算装置具有定位在所述移动电话或所述可穿戴计算装置的任何表面上的第一电极、定位在所述移动电话或所述可穿戴计算装置的任何表面上的第二电极和定位在所述移动电话或所述可穿戴计算装置的任何表面上的第三电极，以及其中所述移动电话或所述可穿戴计算装置包括：处理器；以及非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质用计算机程序编码，所述计算机程序包括能够由所述处理器执行的指令，所述指令使所述处理器：使用所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极感测包括三个肢体导联和三个增强肢体导联的ECG；使用所述三个肢体导联中的两个或更多个来确定威尔逊中心端子(WCT)值；以及使用所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的任何一个来感测一个或多个心前导联，其中所述一个或多个心前导联包括由所述第一电极、所述第二电极或所述第三电极感测到的电位与WCT值之间的差。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器确定QRS轴。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器确定QRST角。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器：在所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的一个或多个定位在个体的前胸上方时，从所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的一个或多个接收电位值，并且其中所感测到的所述一个或多个心前导联包括电位和WCT值之间的差。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器针对所述三个肢体导联中的各个生成平均波形、针对所述三个增强肢体导联中的各个生成平均波形、以及针对所述一个或多个心前肢体导联生成平均波形。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器对所述三个肢体导联中的各个的平均波形、所述三个增强肢体导联中的各个的平均波形、以及所述一个或多个心前导联的平均波形进行时间对准。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器以时间对准格式显示所述三个肢体导联、所述三个增强肢体导联和所述一个或多个心前导联。在一些实施例中，所述可穿戴计算装置包括智能手表。

本文所描述的是一种用于感测和分析ECG的方法，包括：使用ECG感测装置感测肢体导联和增强肢体导联，所述ECG感测装置包括移动电话或可穿戴计算装置，所述移动电话或所述可穿戴计算装置包括第一电极、第二电极和第三电极；确定WCT值；以及感测心前导联，所述心前导联包括由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的任何一个感测到的电位与WCT值之间的差。在一些实施例中，计算机程序使处理器确定QRS轴。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器确定QRST角。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器：在所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的一个或多个定位在个体的前胸上方时，从所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极中的一个或多个接收电位值，并且其中所感测到的所述一个或多个心前导联包括电位和WCT值之间的差。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器生成所述三个肢体导联中的各个的平均波形、所述三个增强肢体导联中的各个的平均波形、以及所述一个或多个心前肢体导联的平均波形。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器对所述三个肢体导联中的各个的平均波形、所述三个增强肢体导联中的各个的平均波形、以及所述一个或多个心前导联的平均波形进行时间对准。在一些实施例中，所述计算机程序使所述处理器以时间对准格式显示所述三个肢体导联、所述三个增强肢体导联和所述一个或多个心前导联。在一些实施例中，所述可穿戴计算装置包括智能手表。

本文还描述了一种用于显示ECG的方法，包括：利用ECG感测装置感测第一ECG波形，所述ECG感测装置包括智能电话或可穿戴计算装置；

根据所感测到的所述第一ECG波形生成第一平均ECG波形或第一中值ECG波形；利用所述ECG感测装置感测第二ECG波形；

根据所感测到的所述第二ECG波形生成第二平均ECG波形或第二中值ECG波形；以及利用所述ECG感测装置来将所述第一平均ECG波形或所述第一中值ECG波形与所述第二平均ECG波形或所述第二中值ECG波形一起显示，其中所述第一平均ECG波形或所述第一中值ECG波形与所述第二平均ECG波形或所述第二中值ECG波形对准显示。在一些实施例中，所述可穿戴计算装置包括智能手表。在一些实施例中，在不同时间感测所述第一ECG波形和所述第二ECG波形。在一些实施例中，所述第一ECG波形包括肢体导联或增强肢体导联。在一些实施例中，所述第二ECG波形包括心前导联。在一些实施例中，对准包括来自所述第一平均ECG波形或所述第一中值ECG波形的第一PQRST复合波(complex)和来自所述第二平均ECG波形或所述第二中值ECG波形的第二PQRST复合波的垂直对准。

附图说明

在所附权利要求书中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考以下具体实施方式和附图将获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在具体实施方式中阐述了利用本发明的原理的例示性实施例，并且在附图中：

图1示出六导联ECG的示例性迹线。

图2A-2D示出ECG感测装置的示例性实施例。图2A示出该实施例的正视图。图2B示出ECG感测装置的实施例的左侧的侧视图。图2C示出ECG感测装置的实施例的背面。图2D示出沿着ECG感测装置的实施例的右侧表面定位的第三电极。

图3A-3B分别示出具有三个电极的ECG感测装置的后视图和侧视图，其中一个或多个电极被升高到该装置的表面之上。图3A示出包括显示屏幕的ECG装置的实施例的正面。图3B示出旋转90度的ECG感测装置的实施例。图3C示出包括三个电极的ECG感测装置的实施例的背面。图3D示出旋转270度的ECG感测装置的实施例，进一步示出沿着ECG感测装置的侧面定位的电极。

图4A-4C示出具有三个电极的ECG感测装置的另一实施例的多个视图，其中电极部分地定位在装置的侧表面上并且部分地定位在装置的后表面上。图4A示出旋转90度的ECG感测装置的实施例。图4B示出包括三个电极的ECG感测装置的背面。图4C示出旋转270度的ECG感测装置的实施例，并且进一步示出部分地定位在装置的侧表面上的电极。

图5示出具有三个电极的ECG感测装置的实施例，其中三个电极全部都定位在装置的背面上。

图6A-6C示出具有三个电极的ECG感测装置的实施例，其中电极部分地定位在装置的侧表面上并且部分地定位在装置的后表面上，并且其中电极升高到装置的后表面和侧表面上方。图6A示出旋转90度的ECG感测装置的实施例。图6B示出ECG感测装置的三个电极的背面。图6C示出旋转270度的ECG感测装置的实施例，并且进一步示出部分地定位在装置的侧表面上的电极。

图7A-7C示出ECG感测装置的实施例，其中三个实施例定位在与移动计算装置耦合的智能电话壳体的表面上，使得ECG感测装置包括耦合到智能电话壳体的智能电话。图7A示出旋转90度的实施例。图7b示出实施例的背面。图7C示出旋转270度的实施例。

图8A-8B示出ECG感测装置的实施例的后视图，ECG感测装置具有从外壳在线上延伸的外部可伸缩电极。图8A示出与ECG感测装置的背面耦合的可伸缩电极。图8B示出从ECG感测装置缩回的可伸缩电极。

图9示出操作如本文所描述的具有三个电极的ECG感测装置的方法。

图10示出包括腕带的ECG感测装置的实施例。

图11示出被配置成与移动计算装置通信的腕带ECG感测装置的实施例。

图12示出ECG感测腕带的示例性内部示意图，进一步示出ECG感测腕带的示例性组件。

图13A示出被称为六轴参考系的参考系。

图13B示出叠加在图13A中所示的六轴参考系上的QRS轴的图形表示。

具体实施方式

本文所描述的是用于感测、显示和分析个体的ECG的装置、方法和系统。

ECG感测

在本文所描述的系统、装置和方法的一些实施例中，ECG感测装置包括移动计算装置，该移动计算装置被配置成感测ECG导联I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5和V6中的一个或多个。在一些实施例中，本文所描述的系统、装置和方法中，ECG感测装置包括少于传统ECG感测装置的十个电极的电极。在ECG感测装置的一些实施例中，装置包括三个电极，这三个电极被配置成感测ECG导联I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5和V6中的一个或多个。

在一些实施例中，如本文所描述的ECG感测装置感测六个ECG导联，这六个ECG导联是导联I、II、III、aVR、aVL和aVF。在一些实施例中，如本文所描述的ECG感测装置感测十二个ECG导联，这十二个ECG导联是I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5和V6。如本文所描述的包括三个电极的ECG感测装置被配置成感测六个导联或十二个导联。

导联I通常是表示左臂(LA)与右臂(RA)之间的电位差的波形，如由关系导联I＝LA-RA表示。

导联II通常是表示右臂与左腿(LL)之间的电位差的波形，如由关系导联II＝LL-RA表示。

导联III通常是表示左腿与左臂之间的电位差的波形，如由关系导联III＝LL-LA表示。

导联aVR通常是表示右臂与左臂和左腿的复合体之间的电位差的波形，如由关系式aVR＝RA-1/2(LA+LL)表示。

导联aVL通常是表示左臂与右臂和左腿的复合体之间的电位差的波形，如由关系式aVL＝LA-1/2(RA+LL)表示。

导联aVF通常是表示左腿与左臂和右臂的复合体之间的电位差的波形，由关系式aVF＝LL-1/2(LA+RA)表示。

导联aVR、aVL和aVF由ECG感测装置或系统根据RA、LA和LL中的一个与包括RA、LA和LL中的两个的复合体之间的电位差生成。因而，定位于RA、LA和LL的三个电极将基于上述关系式同时感测aVR、aVL和aVF。即，虽然导联I、II和III各自仅需要来自两个电极的输入，但是aVR、aVL和aVF需要来自定位于RA、LA和LL的三个电极的输入。

标准命名的复合极称为威尔逊中心端子(WCT)。WCT可以用关系式WCT＝1/3(RA+LA+LL)表示。

导联V1、V2、V3、V4、V5和V6是单极导联，因此各自使用胸部上的位置作为其正极，以及使用WCT作为其负极。为了测量V1、V2、V3、V4、V5和V6而在胸部上放置电极的位置参考用户的解剖结构而被标准化。V1的正极通常就在胸骨右侧的第四肋间测量。V2的正极通常就在胸骨左侧的第四肋间测量。V3的正极通常在导联V2和V4之间测量。V4的正极通常在锁骨中线的第五肋间测量。V5的正极通常在左腋前线与V4水平地测量。V6的正极通常在腋中线与V4和V5水平地测量。

在三电极ECG感测装置中，RA用作导联I和导联II的参考电极，使得可以取其为零(即，假定为表示零)。这样，导联I可以表示为导联I＝LA-0或导联I＝LA，并且导联II可以表示为导联II＝LL-0或导联II＝LL。

在三电极ECG感测装置中取RA＝0，WCT可以表示为(导联I+导联II)/3。

在三电极ECG感测装置中取RA＝0，aVR可以表示为-(导联I-II导联)/2，aVL＝导联I-(导联II/2)，以及aVF可以表示为导联II-(导联I/2)。

在本文所描述的ECG感测装置的一些实施例中，ECG感测装置包括移动计算装置以及三个电极。图1-3示出ECG感测装置的示例性实施例，其中移动计算装置包括智能电话，并且还示出三个电极相对于智能电话的示例性布置。

图1A-1B分别示出ECG感测装置100的示例性实施例的后视图和侧视图。在该实施例中，ECG感测装置100包括移动计算装置102以及三个电极104、106和108。在一些实施例中，如图1A-1B所示，移动计算装置102包括智能电话。然而，应当理解，其它移动计算装置诸如例如智能手表、平板计算机和膝上型计算机等可以与如图1A-1B所示的电极104、106和108一起配置。

图1A示出ECG感测装置100的后视图。第一电极104和第二电极106定位在ECG感测装置100的后表面上。

图1B示出沿着ECG感测装置的侧表面定位的第三电极108(该装置旋转170度)。如图1B所示，在诸如智能电话等的矩形移动装置102中，第三电极108定位在矩形的侧表面上，并且可以定位在四个侧表面中的任何一个上。一般而言，第三电极108被定位成使得当与个体的左下肢接触时，ECG感测装置100处于水平位置，使得第三电极108的实质整体长度与个体的左腿接触。第一电极104和第二电极106以如下方式定位：使得当第三电极108与用户的左下肢接触时，第一电极104和第二电极106可以分别由个体的右手和左手自然且舒适地接触，同时用户保持ECG感测装置，其中装置100的屏幕朝上，使得装置100的用户可以观看屏幕。在图1A-1B所示的实施例中，第一电极104和第二电极106定位在装置100的背面(即装置的与屏幕相反的一侧)。

另外，在该实施例和类似的实施例中，第一电极104和第二电极106彼此间隔足够远，使得当个体以显示器面向其的方式保持装置并且第一电极104和第二电极106被装置100遮蔽而不可见时，该个体将不会容易地接触到错误的电极或一次接触多于一个的电极。

当装置定位成使得第三电极108与用户的左下肢接触时，用户可以同时用其右手接触电极104和用其左手接触电极106，同时舒适地观看移动计算装置102的屏幕。例如，用户可以坐在椅子上，使其左腿交叉在其右腿上，并将电极108保持抵靠在其左腿上(例如在脚踝处)，同时用其右手接触电极104，用其左手接触电极106。特别地，电极108沿着ECG感测装置100的侧表面的放置有助于使用设备，使得在观看移动计算装置102的表面(例如，屏幕)的同时从左腿进行测量。

如所示出的，ECG感测装置100包括移动计算装置102以及第一电极104、第二电极106和第三电极108。在一些实施例中，第一电极104、第二电极106和第三电极108可以凹陷在ECG感测装置100的外壳内。在装置100的一些实施例中，一个或多个电极104、106和108与移动计算装置102集成在一起。例如，电极104、106和108中的一个或多个可以与移动计算装置外壳的外壳集成。在ECG感测装置100的一些实施例中，第一电极104、第二电极106和第三电极108中的一个或多个可以是可从移动计算装置102拆卸的。

应当理解，在其它类似实施例中，如本文所描述的ECG感测装置包括可替代的移动计算装置102，诸如例如智能手表、平板计算机或膝上型计算机等。在包括可替代移动计算装置的实施例中，可以如参考图1所示的移动计算装置102所示的，实现电极104、106和108的类似定位。

图2示出具有三个电极204、206和208的ECG感测装置200的另一实施例，其中三个电极全部都定位在装置的背面。在该实施例中，三个电极204、206和208全部被定位在ECG感测装置200的背面，使得它们被充分地分离以允许用户同时舒适地接触所有的这三个电极，而不会不经意地用相同身体部分接触到多于一个电极。

图3A-3B分别示出包括移动计算装置302的ECG感测装置300的示例性实施例的后视图和侧视图，移动计算装置302包括智能电话，并且其中第一电极304、第二电极306和第三电极308中的一个或多个定位在基部单元305的表面，基部单元305被配置成与智能电话可逆地耦合，使得ECG感测装置300包括耦合到基部单元305的智能电话。在图3A-3B中所示的实施例中，基部单元305包括第一电极304和第二电极306，而308不是基部单元305的一部分。

在一些实施例中，基部单元包括第一电极304、第二电极306和第三电极308。在这些实施例中的一些实施例中，基部单元305被配置和/或定位成使得第一电极304、第二电极306和第三电极308如图3A-3B所示地被定位，其中第一电极304和第二电极306定位在ECG感测装置300的后表面，第三电极308定位在ECG感测装置300的侧表面。

在ECG感测装置300的一些实施例中，基部单元305与智能电话壳体集成在一起。在一些实施例中，基部单元305可移除地与智能电话壳体耦合。例如，智能电话壳体包括适于容纳基部单元305的开口，并且智能电话壳体和基部单元305中的各个具有被配置成将基部单元305与智能电话壳体可逆地耦合的耦合器。在一些实施例中，包括第一电极304、第二电极306和第三电极308的可移除地耦合的基部单元305可以与多于一种类型的壳体可互换地耦合。例如，所述基部单元可以与被配置成与多个装置耦合的多种不同类型的壳体耦合。在一些实施例中，基部单元305被配置成使用例如粘合剂表面或其它耦合机制直接与移动计算装置300耦合。

图4A-4B示出ECG感测装置400的实施例的后视图，ECG感测装置400具有从外壳在线上延伸的外部可伸缩电极408(在4B中示出缩回)。在不使用时，线可以缩回到ECG感测装置400中，并且电极408可以耦合到壳体。在使用时，可伸缩电极408可以从壳体拉出并且可例如接触患者的腿，使得壳体和智能电话可以被患者保持和观看。在一些实施例中，第三电极408可从ECG感测装置400拆卸，并且被配置成在拆卸的情况下向ECG感测装置传输包括ECG信号的无线信号。应当理解，在其它实施例中，第一电极404和/或第二电极406中的一个或多个也可以被配置成可以利用线伸缩或者可拆卸并具有无线通信能力。

在上述实施例的任何一个中，移动计算装置可以在记录之前或在记录期间向用户提供视觉反馈。例如，移动计算装置的显示器可以向用户指示正在进行良好的电接触，和/或显示所感测的ECG。

图5示出操作如本文所描述的具有三个电极的ECG感测装置500的示例性方法的例示。在该示例中，用户SU正坐在椅子CH上并且用双手保持设备500，使得每只手仅接触壳体背面上的一个电极。壳体被保持抵靠在用户的左腿上，使得将电极按压抵靠在用户的左腿上。在一些实施例中，在ECG感测装置500中使用一个或多个电容性电极，使得例如电容性电极通过穿在用户左下肢上的服装来感测电位。类似地，导电喷雾或凝胶置于用户的左下肢上，使得通常的电极通过穿在用户左下肢上的服装感测电位。壳体和智能电话然后可以用于记录导联I、导联II和导联III，可以从该导联I、导联II和导联III中确定至少三个附加的导联，如本文所描述的那样。具体地，可以使用导联I、导联II和导联III来确定增强导联aVR、aVL和aVF。

虽然未在图5中示出，但是个体也可以使用如本文所描述的三电极ECG感测装置500来记录心前导联V1、V2、V3、V4、V5和V6。装置500被配置成使得个体用其左手和右手中的各个保持电极，并且将第三电极依次地保持抵靠在胸部上的六个电极位置处，该六个电极位置与导联V1、V2、V3、V4、V5和V6相对应。在一些实施例中，当用户用其右手和左手中的各个保持装置500的电极并且同时保持装置500的第三电极抵靠其胸部上与V1、V2、V3、V4、V5和V6相对应的位置时，在与V1、V2、V3、V4、V5和V6相对应的胸部位置处感测的各个电位与在LA和RA处感测的电位同时感测。导联I相当于LA和RA之间的电位差。因此，在一些实施例中，测量胸部上与V1、V2、V3、V4、V5和V6中的任何一个相对应的位置处的电位以及LA位置和RA位置处的电位相当于胸部位置和导联I处的电位差。即，例如，使用如上所述的装置500的三个电极的全部，V1(V1胸部位置处的电位)＝(“CP1”)-WCT(WCT＝(RA+LA+LL)/3或(导联I+导联II)/3)。

六个心前胸部位置可以表示为(“CP1”、“CP2”、“CP3”、“CP4”、“CP5”和“CP6”)，复合值称为威尔逊中心端子(“WCT”)。

“CP(x)”与解剖心前导联位置(其中“x”是位置编号1-6)处检测到的六个电位中的任何一个相对应。例如，CP1是在放置电极以测量V1的位置处感测到的ECG测量结果，并且该位置大致在紧接胸骨右侧的第二肋间中。因此，导联V1＝CP1-WCT。

WCT等于右上肢、左上肢和左下腿感测到的电位之和的三分之一或1/3(RA+LA+LL)。在使用10个同时放置的电极的标准ECG中，在与感测心前导联的同时生成WCT值，因为确定WCT的RA、LA、LL是与CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6同时感测。

如本文所描述的ECG感测装置包括至少三个电极，但通常小于十个标准电极。在本文所描述的ECG感测装置的一些实施例中，装置包括三个电极。在这些实施例中，当用户用右上肢接触第一电极、用左上肢接触第二电极和用左下肢接触第三电极时，电极被定位和配置成同时感测六个肢体导联即导联I、II、III、aVR、aVL和aVF。

如本文所描述的，ECG感测装置还被配置成当用户例如用右上肢接触第一电极、用左上肢接触第二电极并且用他或她的与心前导联位置相对应的胸部区域接触第三电极时，依次地感测六个导联V1、V2、V3、V4、V5和V6。

在包括本文所描述的三电极ECG感测装置的一些实施例中，用于确定WCT的RA、LA、LL不与一个或多个心前导联同时感测。即，当ECG感测装置的三个电极中的一个电极被保持抵靠用户的胸壁时，仅两个电极保持自由并且不能同时确定传统的WCT。在这些实施例中，RA被设置为0。当RA＝0时，提供WCT＝(0+LA+LL)/3或((LA-0)+(LL-0))/3，其可进一步表示为WCT＝(导联I+导联II)/3。

同样，在这些实施例中，其中RA被设置为0，平均WCT＝(平均导联I+平均导联II)/3。在一些实施例中的平均WCT使用平均导联I和平均导联II生成，平均导联I和平均导联II使用例如对本文所描述的ECG感测装置所感测到的导联I和导联II波形进行系综平均的方法来生成。生成平均WCT在例如信号滤波方面是有益的，并且还简化了出于减法目的的值的对准。即，在一些实施例中，对CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6各自进行平均，并且从CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6的各个中分别减去平均WCT以生成V1、V2、V3、V4、V5和V6。

以这种方式，三导联ECG感测装置500用于感测12-导联ECG。在第一步骤中，个体用左手保持第一电极和用右手保持第二电极，并将第三电极按压抵靠在其左腿上以同时生成导联I、II、III、aVR、aVL和aVF。在第二步骤中，用户用左手保持第一电极，用右手保持第二电极，并将第三电极保持抵靠在六个心前导联位置以感测导联V1、V2、V3、V4、V5和V6。

在一些实施例中，ECG感测装置500上的软件程序显示或以其它方式向个体传输用于向用户指示如何将电极定位在标准心前导联位置上的指令。例如，显示器可以示出用户胸部上的位置的图像，用户被指示将第三电极保持抵靠在该位置上，同时分别用其左手和右手保持电极一和电极二。

在一些实施例中，ECG感测装置500上的软件被配置成识别第一电极是否被左手接触以及第二电极是否被右手接触、相对于第一电极是否被右手接触以及第二电极是否被左手接触。例如，在一些实施例中，第三电极定位在ECG感测装置500的与第一电极和第二电极不同的表面上，使得用户在其左腿与第三电极接触之后将可能需要把ECG感测装置转动180度以使其胸部上的心前导联位置与第三电极接触。这样，当ECG感测装置500在空间中旋转180度时，第一电极和第二电极将旋转，使得用户将成为最初用左手保持第一电极、然后当装置旋转时用右手保持第一电极，以及类似地，将最初用右手保持第二电极、然后当装置旋转时用左手保持第二电极。在一些实施例中，ECG感测装置500上的软件从与ECG感测装置500耦合或集成的传感器接收信息，其中，传感器提供与装置在空间中的位置有关的信息。感测这样的信息的传感器的类别的示例包括但不限于加速度计、倾斜计和陀螺仪。

在一些实施例中，ECG感测装置500被配置成当用户未接合一个或多个传感器时感测ECG。例如，在一些实施例中，ECG感测装置500包括三个电极，并且ECG感测装置500被配置成当三个电极全部被用户接合时或当三个电极中的任何两个被用户接合时感测ECG。即，在该实施例中，当用户例如使其右上肢的皮肤表面与第一电极接触并且使其左上肢的皮肤表面与第二电极接触但不使第三电极接触时，ECG感测装置感测ECG。在该示例中，当三个电极中的两个分别被右上肢和左上肢接触时，感测到导联I。同样，当三个电极中的两个分别被右上肢和左下肢接触时，感测到导联II。同样，当三个电极中的两个分别被左上肢和左下肢接触时，感测到导联III。在该实施例中，ECG感测装置500通过例如从被接触的两个或更多个电极感测电极电位但不从未被用户接触的电极感测电极电位，来识别一个或多个电极未被用户接触而两个或更多个电极已被该用户接触。

异常的心脏传导可以在ECG记录上可视化，因为异常的心脏传导将产生异常ECG记录。异常ECG可能指示与心脏疾病相关联的心功能和结构异常。例如，ECG上的各种异常心律模式指示心律失常，诸如例如心房颤动等。例如，ECG上的轴偏移可能指示心室肥大。例如，ECG波形的变化诸如例如ST段抬高等可能指示急性心肌梗死。

图6示出包括腕带的ECG感测装置600的实施例，该ECG感测装置600包括智能手表。在该实施例中，智能手表可以包括ECG感测装置600，智能手表还可以包括三个电极。如图6所示，第一电极604定位在手表的正表面，并且例如可以定位在ECG感测手表的手表面上。第二电极606(未示出)定位在手表的后表面上，使得当手表被佩戴时，第二电极606与用户的皮肤连续接触。第三电极608可以定位在ECG感测手表的正面，例如，在手表腕带或表带上。从手表上的该位置，方便用户将电极608与用户的左下肢接触。手表还可以包括一个或多个控件和/或指示器。例如，手表也可以被配置成钟表(显示时间等)。手表可以包括按钮、拨盘等以选择功能(例如，打开/关闭ECG读取、开始传输ECG信息等)。ECG感测手表可以包括在其手表面上显示所记录的ECG的显示器。应当理解，可以修改图5所例示的方法以与图6所示ECG感测装置一起使用，其中用户同时接触手表的第一电极604、第二电极606和第三电极608，以感测导联I、II、III、aVR、aVL和aVF(和WCT)，然后将第三电极608接触至六个心前导联位置以感测CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6，同时还接触第一电极604和第二电极606中的至少一个从而生成V1、V2、V3、V4、V5和V6。

图7示出被配置成与移动计算装置702通信的腕带ECG感测装置700的实施例。在该实施例中，ECG感测装置700包括两个或更多个电极，这两个或更多个电极定位成方便地被用户的左上肢、右上肢和左下肢(在三个电极实施例中)接触。移动计算装置702包括智能电话，该移动计算装置702被配置成充当ECG感测装置700的接收站，并从ECG感测手表700接收ECG信息的无线传输。无线传输可以包括例如ECG感测手表700与移动计算装置702之间的WiFi连接、ECG感测手表700与移动计算装置702之间的蓝牙连接、ECG感测手表700与移动计算装置702之间的低功率蓝牙连接、ECG感测手表700与移动计算装置702之间的NFC(近场通信)连接或ECG感测手表700与移动计算装置702之间的近场超声通信连接。因此，智能电话702正在运行应用软件，使得智能电话的处理器使对无线信号敏感的接收器“监听”从ECG感测手表传输的这种信号。然后，接收装置(智能电话)702可以处理所接收到的信号，并在ECG信号正被记录在ECG感测手表700上时，如图7所示地实时显示这些ECG信号。在该示例中，智能电话702连续地接收、显示和记录信号。

如上所述，在显示和/或存储和/或传输信号之前，可以由ECG感测手表或移动计算装置处理该信号。例如，可以对信号进行滤波以去除伪影和/或使其平滑。还可以分析该信号以自动检测心脏事件(例如心律失常)。可以在通过手表进行的超声传输之前、在通过接收装置(例如，智能电话)进行的到接收装置的传输之后、或者在两者之间进行处理。

在一些实施例中，ECG感测手表可以确定或确认接收装置(例如，智能电话)准备好接收信息，如上所述。

在一些实施例中，可以使用半双工或全双工。手表可以连续广播ECG数据，或者手表可以仅在指示为接收器准备好接收时传输；在这种变形中，ECG感测手表或移动计算装置可以存储检测到的ECG数据以供稍后传输。

在图6和7中所示的实施例中，ECG感测手表或移动计算装置还被配置成从所感测到的ECG确定心率数据。还可以从所感测到的ECG提取附加信息。

如上所述，信号可以由装置(例如，腕带)作为数字、模拟或混合数字/模拟无线信号来传输。此外，可以对信号进行编码；在一些变形中，装置包括密钥，该密钥可以被智能电话扫描以提供如上所述的智能电话(接收器)与装置之间的解密/配对。

尽管本文所描述的多个示例性装置是可穿戴装置(例如腕带、手表、胸带、吊坠、珠宝等)，但是本文所描述的原理、模块、子系统和元件可以用于其它装置，特别是生物特征传感器装置。例如，用于移动电信装置(例如，智能电话)的壳体或支架可以结合这些方面中的任何一个，诸如超声信号的编码、或者作为混合数字/模拟无线信号的编码等。因而，除了可穿戴的医用传感器之外，任何分立(stand-alone)的医用传感器也可以包括这些特征中的任何特征。

在本文所描述的ECG感测装置的一些实施例中，其示例性实施例在图1-7中示出，移动计算装置被配置成运行如本文所描述的软件应用。在另外的实施例中，移动计算装置包括执行装置的功能的一个或多个硬件中央处理单元(CPU)或通用图形处理单元(GPGPU)。在又一实施例中，移动计算装置还包括被配置成执行可执行指令的操作系统。在一些实施例中，移动计算装置可选地连接计算机网络。在另外的实施例中，移动计算装置可选地连接到因特网，使得其访问万维网。在又一实施例中，移动计算装置可选地连接到云计算基础设施。在其它实施例中，移动计算装置可选地连接到内联网。在其它实施例中，移动计算装置可选地连接到数据存储装置。

根据本文的描述，通过非限制性示例的方式，合适的移动计算装置包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、子笔记本(sub-notebook)计算机、上网本计算机、上网板计算机、手持式计算机、智能电话、智能手表、数字可穿戴装置和平板计算机。

在一些实施例中，移动计算装置包括被配置成执行可执行指令的操作系统。操作系统例如是包括程序和数据的软件，该操作系统管理装置的硬件并为应用的执行提供服务。合适的操作系统的非限制性示例包括FreeBSD、OpenBSD、

Linux、

Mac OS X

Windows

以及

本领域技术人员将认识到，通过非限制性示例的方式，合适的个人计算机操作系统包括

Mac OS

和诸如GNU/

等的类似UNIX的操作系统。在一些实施例中，操作系统由云计算提供。

在一些实施例中，移动计算装置包括存储装置和/或存储器装置。存储装置和/或存储器装置是用于临时或永久地存储数据或程序的一个或多个物理设备。在一些实施例中，装置是易失性存储器并且需要电力来维持所存储的信息。在一些实施例中，装置是非易失性存储器并且在移动计算装置未被通电的情况下保留所存储的信息。在另外的实施例中，非易失性存储器包括快闪存储器。在一些实施例中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施例中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施例中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其它实施例中，装置是存储装置，以非限制性示例的方式包括CD-ROM、DVD、快闪存储器装置、磁盘驱动器、磁带、光盘驱动器和基于云计算的存储装置。在另外的实施例中，存储装置和/或存储器装置是诸如本文公开的那些装置的组合。

在一些实施例中，移动计算装置包括用于向用户发送视觉信息的显示器。在一些实施例中，移动计算装置包括用于从用户接收信息的输入装置。在一些实施例中，输入装置是键盘。在一些实施例中，输入装置是指点装置，通过非限制性示例的方式，包括鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、游戏控制器或触控笔。在一些实施例中，输入装置是触摸屏或多点触控屏。在其它实施例中，输入装置是用于捕获语音或其它声音输入的麦克风。在其它实施例中，输入装置是用于捕获运动或视觉输入的摄像机或其它传感器。在又一实施例中，输入装置是诸如本文公开的那些装置的组合。

在各种实施例中，本文所描述的平台、系统、介质和方法包括云计算环境。在一些实施例中，云计算环境包括多个计算处理器。

应当理解，图1-7示出本文所描述的用户问题的示例性实施例，并且一般而言，在本文所描述的装置中可以使用多个电极位置、形状和大小，使得个体舒适且自然地接触电极。例如，三个电极全部都可以完全定位在计算装置或装置盖的侧面上。例如，装置的后表面上的两个电极可以定位在计算装置的后表面或者盖的任何位置上(包括在角落上)。电极形状的非限制性示例可以包括基本平坦的矩形、三角形和圆形，以及突出的三维形状(诸如多边形和球状形状等)。ECG感测电极可以包括任何合适的导电材料，诸如导电金属或合金等。而且，感测电极可以包括电容性器件。

在一些实施例中，一个或多个电极被配置成可从ECG感测装置移除。在这些实施例中，例如，ECG感测装置具有公连接器或母连接器，该公连接器或母连接器被配置成扣合耦合到可移除电极上的对应公连接器或母连接器。

在图1-7中所示的任何实施例中，一个或多个电极可以被配置成可从ECG感测装置移除。在这些实施例中，ECG感测装置具有例如公连接器或母连接器，该公连接器或母连接器被配置成扣合耦合到可移除电极上的对应公连接器或母连接器。

尽管图1-7的实施例示出包括三个电极的ECG感测装置，但是应当理解，其它数量的ECG电极可以结合到本文所描述的ECG感测装置中。例如，四电极ECG感测装置可以例如具有沿着移动计算装置的侧表面定位的第四电极，使得第一电极和第二电极定位在移动计算装置的后表面上，第三电极定位在移动计算装置的第一侧表面上，并且第四电极定位在移动计算装置的第二侧表面上。以类似的方式，根据本文的教导，五个电极或六个电极或七个电极或八个电极或九个电极或十个电极也可以与ECG感测装置一起使用。此外，如本文所描述的ECG感测装置的任何数量的电极可以是例如如图4A-4B中所例示地可伸缩和/或可从移动计算装置拆卸。

一般而言，上述任何技术、组件和/或子系统可以与任何其它示例一起使用或组合。例如，本文所描述的任何ECG腕带装置可以包括上述特征中的任何特征。

本文所描述的所有装置适于在各种系统中使用，这些系统可以包括一个或多个服务器、一个或多个传感器、电子数据通信网络以及其它ECG感测装置。在一些实施例中，如本文所描述的多个ECG感测装置通过电子数据通信网络将ECG数据传输到一个或多个远程服务器。在一些实施例中，使用一个或多个远程服务器来分析ECG数据。在一些实施例中，使用分析所接收到的ECG数据的远程服务器来执行心律失常检测。

本文所描述的所有装置和系统还可以包括一个或多个软件模块。在一些实施例中，软件包括被配置成在移动计算装置(诸如，例如智能电话、智能手表或平板计算机等)上运行的应用。软件接收并处理从ECG感测装置接收到的ECG数据。软件基于例如ECG数据源自哪些电极来识别所传输数据中的单独导联。例如，软件能够基于源自测量右上肢和左上肢之间的电位差的两个电极的信号来识别导联I。一旦识别出ECG，该软件还可以被配置成在移动计算装置的显示屏幕上显示单导联或多导联ECG。软件可以被配置成在显示屏幕上同时显示六个导联I、II、III、aVR、aVL和aVF。软件可以被配置成一次在显示屏幕上显示六个导联I、II、III、aVR、aVL和aVF中的一个或多个，其中用户能够手动切换画面以在不同的切换画面上观看不同的一个或多个导联。

本文所描述的软件模块包括计算机可读和可执行代码。在各实施例中，软件模块包括文件、代码段、编程对象、编程结构或其组合。在另外的各实施例中，软件模块包括多个文件、多个代码段、多个编程对象、多个编程结构或其组合。在各实施例中，通过非限制性示例的方式，一个或多个软件模块包括web应用、移动应用和分立(standalone)应用。在一些实施例中，软件模块在一个计算机程序或应用中。在其它实施例中，软件模块在多于一个的计算机程序或应用中。在一些实施例中，软件模块托管在一台机器上。在其它实施例中，软件模块托管在多于一台的机器上。在另外的实施例中，软件模块托管在云计算平台上。在一些实施例中，软件模块在一个位置处托管在一个或多个机器上。在其它实施例中，软件模块在多于一个的位置处托管在一个或多个机器上。

显示所感测到的ECG

在标准ECG波形迹线中，在X和Y轴上分别显示12个ECG导联，其中Y轴表示时间，X轴表示电压。在这些迹线中，12个ECG波形全部都相对于其X轴对准。即，所有导联的PQRST波形都沿着各个相应迹线的X轴同时发生。例如，在传统的ECG波形迹线中，如果在导联I波形迹线中在X轴的1s处出现QRS复合波，则在其它十一个ECG波形(即导联II、导联III、导联aVR、导联aVL、导联aVF、导联V1、导联V2、导联V3、导联V4、导联V5和导联V6)中的各个中在1s处出现QRS复合波。

标准时间对准格式允许医疗保健提供者更容易地从十二个感测到的ECG波形获得信息。在传统ECG迹线中，通过由传统ECG的十个电极(该十个电极全部同时定位在被感测ECG的个体的皮肤上)同时感测到的波形来促进时间对准。即，因为传统ECG的12个ECG导联全部同时被感测，所以通过简单地在相同轴上一起显示所有波形来实现时间对准。

图8示出由本文所描述的装置、系统和方法感测的十二导联ECG800的示例性迹线。在图8所示的示例性迹线中，所显示的12个导联I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5和V6中的各个表示从12个不同的有利点流过心脏的电流的电位。

在该示例性ECG迹线800中，波形沿着ECG的X轴进行时间对准。在传统的ECG读取中，一个或多个单独的波形与一个或多个其它单独的波形进行时间对准，使得ECG观看方可以方便地比较所感测到的波形。如图所示，ECG迹线800显示与一个或多个其它波形垂直对准的一个或多个波形。对准的波形迹线810示出彼此垂直对准的导联I、II和III的波形。通常，各个时间对准的波形与同一心跳相对应。

通常，正常心跳的ECG具有可预测的波形，在图8中可以在12个ECG导联的各个中看到该波形。通常的ECG波形包括许多个组成部分或段。通常的ECG波形的组成称为P波812、QRS波(或复合波)814和T波816。各个波或多个波的复合波(即QRS复合波)与心脏去极化和复极化的不同相位相关联。两个波之间的ECG部分被称为段，而多于两个波之间的ECG部分被称为间隔。例如，在S波的结束(QRS复合波的一部分)和T波816的开始之间的ECG部分被称为ST段。例如，ECG中在Q波的开始(QRS复合波的一部分)和T波816的结束之间的ECG部分被称为QT间隔。

通过使用电极测量个体的身体的不同皮肤表面上的电位来生成ECG 800。通常，单个ECG记录或导联与随时间测量的个体身体上两点之间的电位差相对应。

在本文所描述的系统、方法和装置的一些实施例中，未同时感测的两个或更多个感测到的导联被时间对准以生成时间对准的ECG迹线，该ECG迹线以时间对准的格式显示两个或更多个导联，诸如在传统的标准12导联ECG迹线中等。在本文所描述的ECG感测装置的一些实施例中，一个或多个ECG感测电极未同时被定位在ECG被感测的个体的皮肤上(即，可以依次地感测一些导联)。例如，同时感测肢体导联(I、II、III、aVR、aVL和aVF)，而与肢体导联分开地感测一个或多个心前导联。这样，在这些实施例中，六个肢体导联不自动地与单独和分开感测的心前导联进行时间对准，并且由软件应用执行进一步的处理以将一个或多个肢体导联与一个或多个心前导联进行时间对准。在一些实施例中，单独感测六个心前导联中的一个或多个，使得单独感测的心前导联通过软件应用与六个肢体导联以及与其它心前导联进行时间对准。在一些实施例中，本文所描述的软件应用将两个或更多个感测的心前导联彼此对准，并且分开地将六个感测的肢体导联进行时间对准，使得两组的六个导联各自是时间对准的(即，六个时间对准的心前导联和六个分开的时间对准的肢体导联)。在一些实施例中，本文所描述的软件将两个或更多个感测的心前导联彼此对准以及与感测的肢体导联对准，使得12个感测的导联全部都是时间对准的。

在本文所描述的装置、系统和方法的一些实施例中，针对第一导联和第二导联生成一个或多个平均或中值波形，使得与不同心跳相对应的波形是时间对准的。即，在未同时感测一个或多个导联的一些实施例中，针对这些导联中的一个或多个生成平均或中值波形，并且平均或中值波形是时间对准的，使得PQRST波形沿着X轴垂直对准(如图8所示)。

对用如本文所述的ECG感测装置感测的ECG进行时间对准包括使用软件应用，该软件应用被配置成对由ECG感测装置感测的各个导联的PQRST波形进行时间对准，使得感测的ECG导联在显示时如诸如图8所示示例性波形等的传统ECG迹线中的波形那样对准。在ECG感测装置的一些实施例中，ECG感测装置包括被配置成将两个或更多个感测的ECG导联进行时间对准的软件应用。在ECG感测装置的一些实施例中，被配置成将两个或更多个感测的ECG导联进行时间对准的软件应用是从ECG感测装置接收数据的系统的组件。

当本文所描述的ECG感测装置的第一电极和第二电极在该装置的第三电极接触六个心前导联位置中任何一个的同时被用户的右上肢和左上肢接触时，导联I与被感测的心前导联一起同时被感测。即，导联I等于在左上肢感测到的电压减去在右上肢感测到的电压，因此当左上肢、右上肢和胸部都分别被本文所描述的ECG感测装置的电极接触时，除了心前导联之外还感测到导联I。因此，当依次感测所有的六个心前导联时，还分别生成六个对应的“心前导联I记录”：V1-导联I、V2-导联I、V3-导联I、V4-导联I、V5-导联I和V6-导联I。这六个心前导联I记录中的各个用于将各个心前导联时间对准至肢体导联，从而将这些心前导联进行时间对准。

在本文所描述的软件应用的一些实施例中，软件应用利用与V1、V2、V3、V4、V5和V6波形中的各个同时感测到的心前导联I记录的存在，来对准心前导联V1、V2、V3、V4、V5和V6。即，心前导联I记录V1-导联I、V2-导联I、V3-导联I、V4-导联I、V5-导联I和V6-导联I中各自分别与心前导联记录时间对准，V1-导联I、V2-导联I、V3-导联I、V4-导联I、V5-导联I和V6-导联I与心前导联记录同时被感测。通过例如沿着Y轴将心前导联I记录移动一定距离，将各个心前导联I记录和与肢体导联一起感测到的导联I进行时间对准，并且由于各个心前导联I记录与心前导联是时间对准的，各个相应的心前导联V1、V2、V3、V4、V5和V6在沿Y轴被移动与它们的被同时感测的心前导联I记录相同的距离时，也将是时间对准的。例如，“V1-导联I”是指时间对准于V1的导联I记录。“V1-导联I”与“导联I”不同，“导联I”是使用本文所描述的ECG感测装置与其它五个肢体导联同时感测的所记录的导联I。“V1-导联I”也不一定是与“导联I”时间对准，因为这两个不同的导联I记录通常不是使用本文所描述的ECG感测装置同时感测的。然而，因为“V1-导联I”和“导联I”两者都是导联I记录，所以它们可以以相当简单的方式进行时间对准，这是因为它们在被平均时，将预期这两者都具有非常类似(如果不是相同的话)的形态和波形之间的时序。例如，如果平均的“导联I”的R波的峰出现在1秒处，平均的“V1-导联I”的R波的峰出现在1.5秒处，则平均的“V1-导联I”将沿着Y轴被重新定位或移位0.5秒，使得其R波的峰出现在1秒处，就像平均的“导联I”中那样。因为V1是与V1-导联I是时间对准的，所以它也必须沿着Y轴移位0.5秒，使得将其与平均的“导联I”进行时间对准。当V1与“导联I”时间对准时，它也将与已经与“导联I”时间对准的其它五个肢体导联时间对准。通过将V2-导联I、V3-导联I、V4-导联I、V5-导联I和V6-导联I分别与“导联I”对准，V2、V3、V4、V5和V6将发生类似的对准。

示例性时间对准方法如下：在右上肢感测的RA的值可以在以下示例性过程中的任何步骤中设置为0。在第一步骤中，当用户用右上肢接触第一电极、用左上肢接触第二电极和用左下肢接触第三电极时，如本文所描述的，感测六个肢体导联。在该第一步骤中，通过同时被感测，六个感测的肢体导联I、II、III、aVR、aVL和aVF是时间对准的。在第二步骤中，如本文所描述的，依次感测心前导联，其中装置的第一电极接触右上肢，装置的第二电极接触左上肢，以及装置的第三电极依次接触六个心前胸部位置CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6中的各个。在第四步骤中，对肢体导联进行平均，并且如所述的，(导联I_Average+导联II_Average)/3生成WCT_Average。在第三步骤中，对分别在CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6处感测的电位各自进行平均。在第四步骤中，如所述的，通过从在CP1、CP2、CP3、CP4、CP5和CP6处感测的平均电位中的各个中减去WCT_Average，来使用WCT_Average生成心前导联值V1、V2、V3、V4、V5和V6。在第五步骤中，对心前导联I记录进行平均。在第六步骤中，平均的心前导联I记录各自被用于将它们相应的同时感测的心前导联V1、V2、V3、V4、V5和V6中的各个与导联I_Average进行时间对准。虽然在该示例性方法中，时间对准过程被描述为一系列步骤，但是应当理解，所描述的步骤不一定顺序地发生，因为至少一些步骤可以并行地发生，这些步骤也不一定按照本文所描述的顺序发生，因为至少一些步骤可以以不同的顺序发生。同样，应当理解，可以省略或修改一个或多个步骤，然而仍然实现该方法的终点，该终点是对用如本文所描述的ECG感测装置感测到的一个或多个ECG导联进行的时间对准。因此，将任何一个心前导联I记录与导联I_Average进行对准将提供相关联的心前导联的对准。

分析

图9A示出由本文所描述的装置、系统和方法的一些实施例生成的被称为六轴参考系的示例性参考系900。由ECG感测装置感测到的六个感测的导联I、II、III、aVR、aVL和aVF在额平面中观察心脏，其中六个导联中的各个基于与相应导联相对应的极的位置，与心脏的额平面中基本上不同的视角相对应。由于肢体导联和增强肢体导联在同一平面内，所以用于生成这六个导联的不同极的位置可以在二维额平面中绘制。当以这种方式表示时，六个导联I、II、III、aVR、aVL和aVF可以各自在以30度分开的12条线中的一条线上表示。

图9A所示的六轴参考系是基于六个额平面导联I、II、III、aVR、aVL和aVF的极彼此之间以及与心脏的空间关系。更具体地，六轴参考系是在身体上的点对之间测量的电位差的表示，该点对作为分别与导联I、II、III、aVR、aVL和aVF中的各个相对应的对。例如，导联I与放置在右臂上的第一电极和放置在左臂上的第二电极之间的电位差的差相对应。在右臂和左臂之间测量以生成导联I的电位差的表示是在六轴参考系上从右向左水平行进的线。六轴基准系统的其它线以相同的方式生成，其中各条线基本上包括与六个导联之一相对应的两个极之间的电位差的线性表示。六轴参考系上的六个导联的表示被分配给与水平方向不同的十二个角度中的六个。例如，如图9A所示，导联I的表示在0度。例如，如图9A所示，导联aVR的表示在-150度。六轴参考系上各导联的位置以及它们所表示的角度对于确定QRS轴是重要的。

图9B示出叠加在图9A中所示的六轴参考系上的QRS轴的示例性图形表示，该QRS轴由本文所描述的装置、系统和方法的一些实施例生成。QRS轴是基于ECG的测度，QRS轴提供关于心脏特定部分的动力学和结构的信息。QRS轴是指在QRS复合波持续期间，心脏的去极化波前在额平面中的总体方向。换句话说，QRS轴包括心室去极化期间心脏的额平面中的平均电向量。

在本文所描述的装置、系统和方法的一些实施例中，ECG感测装置或系统包括处理器，该处理器运行被配置成生成六轴参考系并根据感测到的ECG确定平均电向量(包括QRS轴)的软件。额导联I、II、III、aVR、aVL和aVF中的各个具有与其各自的QRS复合波相关联的向量。六个导联向量中的各个包括与相应QRS复合波的振幅相对应的幅度以及与相应导联在六轴参考系上的位置相对应的方向。例如，当ECG感测装置感测到的导联I被确定为具有正振幅的QRS复合波时，该导联I由沿着六轴参考系的0度线行进的向量表示，该向量具有与所记录的ECG的导联I上的QRS复合波的振幅相对应的幅度。在该实施例中，软件基于六个向量中的各个的QRS复合波的振幅来确定六个导联向量中的各个的幅度，并且基于六轴参考系上的导联的位置以及QRS复合波是具有正偏转还是负偏转来确定各个向量的方向。然后，软件对六个向量进行平均以确定包括QRS轴的平均额向量。

在正常传导心脏中，QRS轴通常位于心脏中最大肌肉体积的方向上，并且在正常心脏中，最大肌肉体积的区域是左心室，因此电向量通常从右肩指向左腿。图12B是叠加在六轴参考系上的健康人心脏中的示例性平均去极化向量的图示。在六轴参考系的表示上，据称正常的平均去极化在-30度和90度以内。如果平均去极化向量变化超过-30度或90度，则用户被称为具有轴偏移。超过-30度的偏移称为左轴偏移，这意味着心脏左部的电活动程度大于正常心脏的电活动程度。大于正常的电活动程度指示左心脏的肌肉体积增加，这指示左心室肥大。类似地，超过90度的偏移称为右轴偏移，这意味着心脏的右部的电活动程度大于正常心脏的电活动程度。大于正常的电活动程度指示右心脏的肌肉体积增加，这指示右心室肥大。线902是QRS轴的图形表示，其位于30与60度之间。该实施例中的软件还确定计算出的平均电向量是否具有在正常范围内或与左或右轴偏移相对应的角度和方向。软件可以被配置成向用户显示QRS轴或者如果异常则提供警告。

在一些实施例中，T轴可以以与QRS轴相同的方式确定，除了被平均以确定T轴的向量是在T波的持续时间期间而不是在QRS复合波期间被测量。即，T轴是指在T波持续期间心脏的去极化波前在额平面上的总体方向。T轴包括心室复极化期间心脏的额平面内的平均电向量。

在一些实施例中，软件确定分别表示QRS轴的向量和T轴的向量之间的差，其被称为额平面QRST角。额平面QRST角已在多项研究中证实为心源性死亡的预测因子。

在一些实施例中，软件被配置成分析ECG以确定心率变异性。心率变异性是心跳之间的时间间隔的变化的生理现象。通常，通过测量连续R波之间的时间差来测量心率变异性。在该实施例中，软件被配置成测量ECG上的R波之间的时间并监测R波之间的时间的变化。在一些实施例中，软件连续监测心率变异性。在一些实施例中，软件间歇地监测心率变异性。在一些实施例中，当例如通过生物特征传感器测量的生物特征中的变化来触发软件监测心率变异性时，软件监测心率变异性。

在一些实施例中，软件被配置成分析ECG以确定QT间隔和校正的QT间隔。QT间隔是心脏电循环中Q波开始和T波结束之间的时间的测度。QT间隔表示心室的电去极化和复极化。QT间隔延长是室性快速型心律失常(如尖端扭转型室速)的潜在标志，并且是猝死的危险因素。校正的QT间隔应对心率变化导致QT间隔变化的事实。许多公式(Bazzett公式)适用于确定校正的QT间隔，该校正的QT间隔被表示为校正的QT＝QT/√RR。通常，使用前一个RR间隔来校正QT。

如所解释的，QRS轴、T轴和QRST角是重要的，它们都从由本文所描述的方法、系统和装置感测的六个肢体导联I、II、III、aVR、aVL、aVF导出。在通常的ECG中，在个体的皮肤表面上放置十个电极以生成12导联ECG，然而，可以仅通过所描述的六个导联获得极有价值的诊断信息。如上所述，与通常需要放置10个电极的传统12导联ECG不同，仅用三个电极可以实现六导联ECG。使用比传统ECG少七个电极是有利的，因为这允许电极方便地结合到移动计算装置中或与移动计算装置耦合，从而使得ECG可携带，而传统ECG不容易携带。本文所描述的装置和系统允许个体方便地记录他们自己的ECG，而在传统ECG中，电极的数量和它们在身体上的定位通常要求第二人记录ECG。本文所描述的装置和系统可以在个体坐着或站着时在个体上快速且容易地记录ECG，而传统ECG通常要求个体仰卧或几乎仰卧并且花费一些时间来设置和记录。

本文所描述的系统、装置和方法包括具有三个电极的移动计算装置，这三个电极测量和显示12导联ECG的一个或多个导联，以及确定PR间隔、QRS持续时间、额面QRS轴、额面T波轴、额面P波轴、额面QRS-T角、QT间隔、校正的QT间隔、T峰到T结束的间隔、心律分析和HRV分析中的一个或多个。

在一些实施例中，ECG感测系统包括与移动计算装置耦合的三个电极。电极可以直接集成到移动计算装置中。例如，电极可以直接嵌入移动计算装置(诸如例如，智能电话等)的外壳中。即，电极可以是移动装置(诸如例如，智能电话、平板计算机或膝上型计算机等)的组件。在该实施例中，ECG感测电极直接结合到移动计算装置的外壳中，并且例如可以通过硬线连接直接耦合到移动计算装置的硬件。例如，智能电话处理器可以直接硬连线到嵌入在智能电话外壳内的ECG感测电极。

在一些实施例中，一个或多个电极可以在移动计算装置的外部。在这样的实施例中，一个或多个外部电极无线地或硬线地耦合到移动计算装置。无线连接的非限制性示例可以包括例如一个或多个外部电极与装置之间的WiFi连接、一个或多个外部电极与装置之间的蓝牙连接、一个或多个外部电极与装置之间的低功率蓝牙连接、一个或多个外部电极与装置之间的NFC(近场通信)连接、或者一个或多个外部电极与装置之间的近场超声通信连接。本领域技术人员应当理解，与装置无线通信的其它手段适合于与本文所描述的系统、装置和方法一起使用。

在一些实施例中，一个或多个电极定位在移动计算装置的保护壳体上。在这样的实施例中，一个或多个电极被配置成与移动计算装置上的接收器无线通信。例如，在移动计算装置的壳体上的一个或多个电极可以使用蓝牙信号向移动计算装置上的接收器传输ECG信号。

ECG感测电极通过测量个体皮肤表面上两点之间的电位差来感测ECG信号。当第一电极与个体的右手接触并且第二电极与个体的左手接触时，可以生成导联I记录，导联I记录包括右手和左手之间的电位差随时间的图形表示。当将第三电极添加到分别接触右手和左手的电极时，可以生成剩余的五个肢体导联。例如，在具有三个电极的ECG感测装置中，第一电极被配置成接触右手，第二电极被配置成接触左手，以及第三电极被配置成接触左腿。当一次接触ECG感测装置的所有三个电极时，生成导联I、导联II和导联III。导联I是与左手接触的电极和与右手接触的电极之间的电位差。导联II是与左腿接触的电极和与右臂接触的电极之间的电位差。导联III是与左腿接触的电极和与左臂接触的电极之间的电位差。同时，单极导联aVR、aVL和aVF可以使用如上所述记录的导联I、II和III来确定。因此，仅使用如本文所描述的三个电极，可以生成所有六个肢体导联。

在一些实施例中，ECG感测装置包括三个电极，这三个电极被放置成方便地接触个体的皮肤表面的特定部分。例如，一个电极被定位以接触个体的右手，一个电极被定位以接触个体的左手，以及第三电极被定位以接触个体的左腿。

另外，与本文所描述的任何系统、装置、方法结合的软件可以被配置成分析从ECG感测装置或ECG感测手表或腕带接收到的ECG数据。分析可以包括使用本文所描述的六个导联I、II、III、aVR、aVL和aVF生成QRS轴和T轴值。

另外，与本文所描述的任何系统、装置、方法结合的软件可以通过计算本文所描述的QRS轴和T轴之间的差来确定QRST角。

分析还可以包括心律分析，心律分析可以包括确定心率变异性、QT间隔或校正的QT间隔。

另外，与本文所描述的任何系统、装置、方法结合的软件可以用于确定与ECG相关联的诊断或异常。例如，如所描述的，轴偏移可能与右心室或左心室肥大的异常相关联。例如，心率变异性可能与心房颤动的诊断相关联。例如，QT间隔变化可能指示某些心律失常。

本文所描述的任何系统、装置和方法也可以与测量生理参数的传感器组合。例如，本文所描述的系统、装置或方法的任何一个可以与血压传感器结合。例如，本文所描述的任何系统、装置或方法的任何一个可以与光电容积描记(PPG)传感器结合。例如，本文所描述的任何系统、装置或方法的任何一个可以与温度传感器结合。例如，本文所描述的任何系统、装置或方法的任何一个可以与脉搏血氧仪传感器结合。例如，本文所描述的任何系统、装置或方法的任何一个可以与加速度计结合。本领域技术人员将理解，监测或检测生理参数的其它传感器适于与本文所描述的系统、装置和方法一起使用。

在一些实施例中，感测的生理数据被传输到本文所描述的任何系统、装置和方法的任何一个中的处理器。与本文所描述的任何系统、装置和方法的任何一个组合的软件可以使用与感测到的ECG一起感测到的所述生理数据来执行分析。例如，可以通过所述软件将血压数据与ECG数据组合，以提供确定存在室性心动过速(立即危及生命的状况)的分析。

本文所描述的系统、装置和方法可以包括用于传输和接收无线信号的发射器和接收器中的任何一个或两者。

在一些实施例中，当确定为异常分析结果时，本文所描述的软件还使信号传输到服务器。例如，异常分析结果包括异常ECG。例如，异常分析结果包括异常QRS轴。例如，异常分析结果包括异常QRST角。在一些实施例中，异常分析结果包括异常ECG。例如，异常分析结果包括异常心率变异性值。例如，异常分析结果包括异常生理参数值。传输的信号可以包括传输到紧急护理提供者的信号。例如，如果确定了立即危及生命的状况(诸如例如VT等)，则本文所描述的软件可以向911接线员、紧急护理提供者(例如护理人员)或其它第三方监视器发送紧急信号。

在第五步骤中，在所述显示屏幕上显示六个导联ECG，所述六个导联ECG包括所述导联I、所述导联II、所述导联III、所述导联aVR、所述导联aVL和所述导联aVF。

虽然本文所描述的系统、装置和方法的优选实施例已经在本文示出和描述，但是对于本领域技术人员将明显的是，仅通过示例的方式提供这些实施例。在不脱离本文所描述的用户问题的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变形、改变和替换。应当理解，可以在实施本文所描述的系统、装置和方法时采用本文所描述的系统、装置和方法的实施例的各种替代方案。意图是随附的权利要求定义本发明的范围，并且由此涵盖在这些权利要求的范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (12)

1.一种心电图即ECG感测装置，包括：

移动电话或可穿戴计算装置，所述移动电话或所述可穿戴计算装置与第一电极、第二电极和第三电极可操作地耦合；

处理器；以及

非暂时性计算机可读存储介质，其用计算机程序编码，所述计算机程序包括能够由所述处理器执行的指令，所述指令使所述处理器：

当所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极各自分别由用户的左手、右手和左腿接触时，基于在所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极之间感测到的电位差来生成包括第一导联I波形的ECG的六个肢体导联；

使用所述六个肢体导联中的两个肢体导联来确定威尔逊中心端子即WCT值；

当所述第三电极由用户的胸部接触时，基于所述第三电极感测到的电位和所述WCT值之间的差来生成ECG的一个或多个心前导联，并且当所述第一电极和所述第二电极由用户的左手和右手接触而所述第三电极由用户的胸部接触时，基于在所述第一电极和所述第二电极之间感测到的电位差同时生成第二导联I波形；以及

使用与所述一个或多个心前导联同时生成的导联I来将所述六个肢体导联与所述一个或多个心前导联进行时间对准。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述六个肢体导联、所述一个或多个心前导联、所述第一导联I波形、所述第二导联I波形和所述WCT值是平均波形。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算机程序还使所述处理器在所述移动电话或所述可穿戴计算装置的显示器上显示时间对准的ECG，所述时间对准的ECG包括所述六个肢体导联和所述一个或多个心前导联。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算机程序还使所述处理器生成QRS轴。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算机程序还使所述处理器生成QRST角。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可穿戴计算装置包括智能手表。

7.一种用于感测心电图即ECG的方法，包括：

当第一电极、第二电极和第三电极各自分别由用户的左手、右手和左腿接触时，基于在所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极之间感测到的电位差来生成包括第一导联I波形的ECG的六个肢体导联；

使用所述六个肢体导联中的两个肢体导联来确定威尔逊中心端子值、即WCT值；

当所述第三电极由用户的胸部接触时，基于所述第三电极感测到的电位和所述WCT值之间的差来生成一个或多个心前导联，并且当所述第一电极和所述第二电极由用户的左手和右手接触而所述第三电极由用户的胸部接触时，基于在所述第一电极和所述第二电极之间感测到的电位差同时生成第二导联I波形；以及

使用与所述一个或多个心前导联同时生成的导联I来将所述六个肢体导联与所述一个或多个心前导联进行时间对准。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述六个肢体导联、所述一个或多个心前导联、所述第一导联I波形、所述第二导联I波形和所述WCT值是平均波形。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括在移动电话或可穿戴计算装置的显示器上显示时间对准的ECG，所述时间对准的ECG包括所述六个肢体导联和所述一个或多个心前导联。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括生成QRS轴。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括生成QRST角。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，可穿戴计算装置包括智能手表。

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