專利名稱：多電極模塊及使用它的測(cè)量方法和設(shè)備以及引線搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量生物信號(hào)，具體而言，涉及一種用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊，一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備，以及一種使用多電極模塊的引線搜索方法，借此無論所述多電極模塊的附著位置和電極的布置方向如何，都可以測(cè)量諸如心電圖(ECG)或心率(HR)之類的生物信號(hào)。
背景技術(shù)：
典型地，把電極附于人體的特定位置以便結(jié)合醫(yī)療器械來作出診斷。通過組合某種元件來制造電極。信號(hào)線把分析儀器和附于病人皮膚的期望位置上的金屬或?qū)щ婋姌O互連。線和電極的組合被稱作引線(lead)。從胸部的心臟產(chǎn)生的電流沿著皮膚表面流動(dòng)，并且在附于皮膚的二個(gè)電極之間生成電壓差以便測(cè)量。使用附于人體皮膚的電極的最可用的診斷測(cè)試之一是ECG。使用12個(gè)引線位置的一般ECG測(cè)量提供了最準(zhǔn)確的信號(hào)來檢測(cè)由缺血(ischemia)所引起的ECG變化。對(duì)于使用12個(gè)引線位置的ECG測(cè)量而言，有必要把10個(gè)電極附在病人身體和肢體上的各個(gè)位置以便分析ECG數(shù)據(jù)。從第一到第九引線讀取在ECG上的12個(gè)記錄，而把第十引線用作地。在十個(gè)電極之中，依照預(yù)先確定的解剖界標(biāo)，把六個(gè)電極應(yīng)用于病人的胸部，而把其余4個(gè)電極應(yīng)用于肢體。通常，分別把應(yīng)用于胸部的電極表示為V1、V2、V3、V4、V5和V6，并且對(duì)應(yīng)于心口(precordial)引線。分別把應(yīng)用于肢體的電極表示為L(zhǎng)A、RA、LL和RL(地)，并且對(duì)應(yīng)于肢體引線。
為了獲得準(zhǔn)確且可再現(xiàn)的記錄，準(zhǔn)確地定位心口引線是非常重要的。然而，難于準(zhǔn)確地布置并附著多個(gè)引線。因此，對(duì)于進(jìn)行附著電極的人來說，這種麻煩的工作消耗很多時(shí)間并且要求知識(shí)、技術(shù)和工作量。常常，由于沒有適當(dāng)?shù)夭贾盟鲆€并且甚至把引線附著在略低或略高的位置上，從而產(chǎn)生不良的ECG數(shù)據(jù)。另一方面，定期的ECG測(cè)試對(duì)提供病人的ECG概略(profile)來說是重要的，以便早期檢測(cè)并診斷心血管疾病。為了提供準(zhǔn)確的ECG概略，要求把電極布置在與先前測(cè)試中相同的位置上，并且要求安全地固定所述電極。
不幸地是，依照使用12個(gè)引線位置的常規(guī)ECG測(cè)量，附著6個(gè)心口引線的位置對(duì)每個(gè)病人幾乎是一樣的，雖然病人心臟的位置彼此稍有不同。因此，難于作出準(zhǔn)確的診斷。此外，由于在每次定期的ECG測(cè)試常常已經(jīng)把6個(gè)心口引線附于略微偏離的位置，所以降低了持久管理ECG數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
為了克服這種缺陷，已經(jīng)通過把多個(gè)電極集成到至少一個(gè)模塊中開發(fā)了多電極模塊。然而，還是難于準(zhǔn)確地識(shí)別所述電極模塊的附著位置。此外，由于心電的活動(dòng)信號(hào)的極性可隨所述電極的布置方向而改變，因此無技巧的一般用戶感覺不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種多電極模塊，以及一種用于通過使用所述多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備，借此通過簡(jiǎn)化用于測(cè)量心電的活動(dòng)信號(hào)的電極的布置，不具有關(guān)于電極模塊的附著位置或所述電極的布置方向的信息的一般用戶，可以方便地使用所述多電極模塊。
本發(fā)明還提供一種使用多電極模塊的引線搜索方法，借此可以從Eindhoven三角形的引線I、II和III來可再現(xiàn)地高速獲得多個(gè)心電圖信號(hào)。
依照本發(fā)明的一方面，提供一種用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊，包括絕緣貼片，可附于人體皮膚；和傳感器陣列，設(shè)置在所述絕緣貼片內(nèi)，所述傳感器陣列包括附于人體皮膚的多個(gè)單個(gè)電極和地電極。
把位于處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極。
把處于基本上圓弧上的每個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為基準(zhǔn)電極，而把除在處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中的基準(zhǔn)電極之外的其余至少一個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
把位于處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極短接以便提供單個(gè)測(cè)量電極。
依照本發(fā)明的另一方面，提供一種通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法，包括把所述多電極模塊附于人體皮膚，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極；依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型，通過從多個(gè)單個(gè)電極中選擇基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極來組合包括所述基準(zhǔn)電極和所述測(cè)量電極的多個(gè)電極對(duì)；并且獲得來自多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)，所述電極對(duì)包括基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極。
依照本發(fā)明的又一方面，提供一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括多電極模塊，包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括地電極和多個(gè)單個(gè)電極；電極選擇部件，用于依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型來從多個(gè)單個(gè)電極中選擇多個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)包括基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極；和信號(hào)處理部件，用于獲得來自多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)。
所述電極選擇部件可以包括操作部件，用于根據(jù)響應(yīng)于用戶輸入選擇的生物信號(hào)的類型來產(chǎn)生預(yù)先確定的控制信號(hào)；測(cè)量信號(hào)選擇部件，用于把位于處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，并且把處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極；測(cè)量信號(hào)生成部件，用于把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；和切換部件，響應(yīng)于控制信號(hào)來切換以便把所述多電極模塊連接到所述測(cè)量信號(hào)選擇部件或所述測(cè)量信號(hào)生成部件。
所述電極選擇部件可以包括操作部件，用于根據(jù)響應(yīng)于用戶輸入選擇的生物信號(hào)的類型來產(chǎn)生預(yù)先確定的控制信號(hào)；基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件，用于把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中的每個(gè)選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的其余單個(gè)電極之一選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；測(cè)量信號(hào)生成部件，用于把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；和切換部件，響應(yīng)于控制信號(hào)來切換以便把所述多電極模塊連接到所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件或所述測(cè)量信號(hào)生成部件。
依照本發(fā)明的又一方面，提供一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的引線搜索方法，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極，所述方法包括存儲(chǔ)關(guān)于電極對(duì)的信息以及從所述電極對(duì)產(chǎn)生的心電圖數(shù)據(jù)，所述電極對(duì)包括從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的測(cè)量電極和從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的基準(zhǔn)電極；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
依照本發(fā)明的又一方面，提供一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的引線搜索方法，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極，所述方法包括存儲(chǔ)關(guān)于電極對(duì)的信息以及從所述電極對(duì)產(chǎn)生的心電圖數(shù)據(jù)，所述電極對(duì)包括從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的測(cè)量電極和從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的基準(zhǔn)電極；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；并且通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，并且把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
依照本發(fā)明的又一方面，分別提供一種用于執(zhí)行通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法和引線搜索方法的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。


通過參考附圖來詳細(xì)描述其示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是圖示依照本發(fā)明第一實(shí)施例用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖；圖2是圖示依照本發(fā)明第二實(shí)施例用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖；圖3是圖示依照本發(fā)明第三實(shí)施例用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖；圖4是圖示通過使用依照本發(fā)明實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法的流程圖；圖5是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第一實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖；
圖6是圖示圖5的測(cè)量信號(hào)選擇部件的電路圖；圖7A到7F是示出當(dāng)采用圖1的多電極模塊時(shí)從圖5的差分放大部件輸出的六個(gè)ECG信號(hào)的波形圖；圖8是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第二實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖；圖9是圖示圖8的基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件的電路圖；圖10A到10F是示出當(dāng)采用圖2的多電極模塊時(shí)從圖8的差分放大部件輸出的六個(gè)ECG信號(hào)的波形圖；圖11是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第三實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖；圖12是圖示圖11的測(cè)量信號(hào)生成部件的電路圖；圖13A到13D是示出當(dāng)采用圖3的多電極模塊時(shí)從圖11的差分放大部件輸出的單個(gè)心電圖信號(hào)的波形圖；圖14是圖示依照本發(fā)明的Eindhoven三角形的引線I、II和III的示意圖；圖15是圖示使用依照本發(fā)明實(shí)施例的多電極模塊的引線搜索方法的流程圖；圖16是用于描述圖15的引線搜索操作的流程圖；圖17是用于描述使用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的多電極模塊的引線搜索方法的流程圖；圖18是用于描述圖17的重新組織標(biāo)準(zhǔn)肢體引線的操作的流程圖；和圖19是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第四實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖來更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，可以采用許多不同的形式來具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并且不應(yīng)該把本發(fā)明認(rèn)為是限制在這里闡明的實(shí)施例中；而是提供這些實(shí)施例使公開內(nèi)容徹底并且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地表達(dá)本發(fā)明的原理。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，從而將不重復(fù)對(duì)它們的描述。
圖1是圖示依照本發(fā)明第一實(shí)施例的用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖。所述多電極模塊包括附于人體皮膚的絕緣貼片(patch)110、基準(zhǔn)電極121、地電極122和第一到第六單個(gè)電極123到128。把基準(zhǔn)電極121、地電極122和第一到第六單個(gè)電極123到128布置在貼片110內(nèi)并且附于人體皮膚，從而構(gòu)成傳感器陣列。在所述傳感器陣列中，基準(zhǔn)電極121位于第一到第六單個(gè)電極123到128的中心，所述第一到第六單個(gè)電極123到128位于圍繞圓弧的適當(dāng)位置以便覆蓋360°。
依照本發(fā)明的第一實(shí)施例，順序地把第一到第六單個(gè)電極123到128選擇為測(cè)量電極，并且為每個(gè)測(cè)量電極將每個(gè)測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極121的輸出信號(hào)的差分放大迭代六次。另一方面，在不修改基準(zhǔn)電極121的情況下，可以分別把第一到第六單個(gè)電極123到128中的兩個(gè)選擇為基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極。
圖2是圖示依照本發(fā)明第二實(shí)施例的用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖。所述多電極模塊包括附于人體皮膚的絕緣貼片210、地電極222和第一到第六單個(gè)電極223到228。把所述地電極222和第一到第六單個(gè)電極223到228布置在所述貼片210內(nèi)并且附于人體皮膚，從而構(gòu)成傳感器陣列。在所述傳感器陣列中，所述第一到第六單個(gè)電極223到228位于圍繞圓弧的適當(dāng)位置以便覆蓋360°?？梢詮乃鰡蝹€(gè)電極中可變地選擇基準(zhǔn)電極。也就是說，把第一到第六單個(gè)電極223到228之一選擇為基準(zhǔn)電極，并且把其余的單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。例如，把第六電極228選擇為基準(zhǔn)電極，而把其余的第二到第五電極224到227選擇為測(cè)量電極，使得增加從每個(gè)單個(gè)電極輸出的信號(hào)。對(duì)于另一例子而言，把第六電極228選擇為基準(zhǔn)電極，而把第二到第五電極224到227短接以便用作測(cè)量電極。
由于把在圖1和2中示出的多電極模塊設(shè)置在病人的胸部中以便測(cè)量心電圖(ECG)信號(hào)，所以它們保持具有各種幾何結(jié)構(gòu)的單個(gè)固定模式。使用在傳感器陣列中的所有電極來檢測(cè)每個(gè)病人的Eindhoven三角形的三條引線I、II和III。通過諸如電引線之類的有線通信來把在傳感器陣列中的每個(gè)電極連接到生物信號(hào)分析器(圖中未示出)。所述通信方法不受有線通信的限制，而是可以采用各種通信方法。例如，也可以采用使用藍(lán)牙模塊或光通信的無線通信。把每個(gè)電極電接觸到人體皮膚上以便檢測(cè)并發(fā)送從病人產(chǎn)生的電信號(hào)。優(yōu)選的是，每個(gè)電極包括電極組件和附于所述電極組件的導(dǎo)電聚合粘著材料，如水凝膠粘著材料。而且，所述電極的形狀并不局限于此，而是可以采用各種材料和結(jié)構(gòu)。
圖3是圖示依照本發(fā)明第三實(shí)施例的用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊的示意圖。所述多電極模塊包括附于人體皮膚的絕緣貼片310、基準(zhǔn)電極321、地電極322和第一到第六單個(gè)電極323到328。把基準(zhǔn)電極321、地電極322和第一到第六單個(gè)電極323到328布置在貼片310內(nèi)并且附于人體皮膚，從而構(gòu)成傳感器陣列。在所述傳感器陣列中，所述基準(zhǔn)電極321位于第一到第六單個(gè)電極323到328的中央，所述第一到第六單個(gè)電極323到328位于圍繞圓周適當(dāng)?shù)奈恢靡员愀采w360°。
依照本發(fā)明的第三實(shí)施例，把所有第一到第六單個(gè)電極323到328短接以便用作測(cè)量電極，并且執(zhí)行來自所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極321的輸出信號(hào)的差分放大以便測(cè)量心率。因此，可以獲得具有一致極性的ECG信號(hào)，而不考慮電極模塊的附著位置和所述電極的布置方向，從而有效地測(cè)量心率。
通過使用在圖1中示出的多電極模塊，可以把在圖1和3中示出的多電極模塊具體化為單一類型。在這種情況下，有必要由接收端適當(dāng)?shù)靥幚韽牟贾迷谫N片110內(nèi)每個(gè)電極輸出的信號(hào)，以便可以獲得想要的生物信號(hào)。
圖4是圖示通過使用依照本發(fā)明實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法的流程圖。在生物信號(hào)分析器(圖中未示出)中完成下面將要描述的生物信號(hào)的分析。
在操作410，把多電極模塊附于人體皮膚。所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括地電極和圍繞圓弧布置的N個(gè)單個(gè)電極，其中N是大于或等于2的整數(shù)。在操作420，依照用戶的輸入來確定要加以測(cè)量的生物信號(hào)是心率還是心電圖。
作為操作420的結(jié)果，如果要加以測(cè)量的生物信號(hào)是所述心電圖，那么在操作430，基于在圖1或2中示出的電極的布置來選擇所述測(cè)量和基準(zhǔn)電極。依照在圖1中示出的布置，把位于中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，并且把除所述基準(zhǔn)電極之外的其余(N-1)個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極。依照在圖2中示出的布置，采用可變的方式來選擇所述基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極。如果把除位于中央的單個(gè)電極之外的(N-1)個(gè)單個(gè)電極之一選擇為基準(zhǔn)電極，那么把其余的(N-2)個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。這里，把N設(shè)置為7。
在操作440，通過使用在操作430選擇的基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極來獲得(N-1)個(gè)生物信號(hào)。在這種情況下，可以使用(N-1)個(gè)生物信號(hào)來確定引線的電錯(cuò)接(miscontact)。如果沒有輸入生物信號(hào)或者生物信號(hào)的周期不在預(yù)先確定的正常周期范圍內(nèi)，那么可以確定所述引線的電錯(cuò)接，其中過濾所述生物信號(hào)以便消除電源線噪聲和運(yùn)動(dòng)偽信號(hào)。
在操作450，通過分析在操作440獲得的(N-1)個(gè)生物信號(hào)來搜索Eindhoven三角形的三條引線I、II和III。下面將要描述這些。
作為操作420的結(jié)果，如果要加以測(cè)量的生物信號(hào)是心率，那么在操作460，基于在圖3中示出的電極的布置來選擇所述測(cè)量和基準(zhǔn)電極。依照在圖3中示出的布置，把位于中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，并且把除所述基準(zhǔn)電極之外的其余(N-1)個(gè)單個(gè)電極短接以便選擇為測(cè)量電極。
在操作470，通過使用在操作460選擇的所述基準(zhǔn)和測(cè)量電極來獲得單一的生物信號(hào)。在這種情況下，類似于操作440，可以使用單一的生物信號(hào)來確定引線的電錯(cuò)接。在操作480，通過分析在操作470獲得的單一的生物信號(hào)來計(jì)算心率。
圖5是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第一實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖。所述設(shè)備包括測(cè)量信號(hào)選擇部件510、差分放大部件520、濾波部件530、模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換部件540、微控制器560、引線錯(cuò)接檢測(cè)部件550、顯示部件570和存儲(chǔ)部件580。優(yōu)選的是，在圖5中示出的設(shè)備可以使用在圖1中示出的多電極模塊。現(xiàn)在，與圖1的多電極模塊相關(guān)聯(lián)地，將描述用于依照本發(fā)明第一實(shí)施例測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的操作。為了便于解釋，把包括基準(zhǔn)電極的單個(gè)電極的數(shù)目設(shè)置為7，但是不受此數(shù)目的限制。
參照?qǐng)D5，測(cè)量信號(hào)選擇部件510接收從第一到第六單個(gè)電極123到128輸出的測(cè)量信號(hào)和從基準(zhǔn)電極121輸出的基準(zhǔn)信號(hào)。所述測(cè)量信號(hào)選擇部件510向差分放大部件520的非反相輸入端子a和反相輸入端子b提供從基準(zhǔn)電極121輸出的基準(zhǔn)信號(hào)和從第一到第六單個(gè)電極123到128輸出的測(cè)量信號(hào)之一。在這種情況下，從所述第一到第六電極123到128中順序地選擇測(cè)量信號(hào)。此外，所述地電極122作用為在使用12個(gè)引線位置的ECG測(cè)試器中的右腿。
所述差分放大部件520對(duì)于從非反相輸入端子a順序提供的測(cè)量信號(hào)和從反相輸入端子b提供的基準(zhǔn)信號(hào)來執(zhí)行差分放大。濾波部件530執(zhí)行從差分放大部件520輸出的放大信號(hào)的過濾以便消除電源線噪聲或運(yùn)動(dòng)偽信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換部件540把從濾波部件530輸出的所過濾的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且把所述數(shù)字信號(hào)提供到微控制器560。
引線錯(cuò)接檢測(cè)部件550基于從測(cè)量信號(hào)選擇部件510輸出的測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)來檢測(cè)引線的電錯(cuò)接，并且向微控制器560輸出表示引線的錯(cuò)接狀態(tài)或正常狀態(tài)。這里，引線的錯(cuò)接意味著附于病人皮膚的、用于測(cè)量生物信號(hào)的所述電極不存在或壞的電連接狀態(tài)?？梢园褳V波器安裝在引線錯(cuò)接檢測(cè)部件550的前端以便增加檢測(cè)所述引線錯(cuò)接的可靠性。
微控制器560分析從濾波部件530輸出的6個(gè)數(shù)字信號(hào)，以便獲得Eindhoven三角形的引線I、II、III，假定從引線錯(cuò)接檢測(cè)部件550輸入用于表示引線處于正常狀態(tài)的信號(hào)。如果從引線錯(cuò)接檢測(cè)部件550輸入用于表示所述引線錯(cuò)接狀態(tài)的信號(hào)，那么微控制器560并不進(jìn)入分析這6個(gè)數(shù)字信號(hào)，而是經(jīng)由顯示部件570發(fā)引線錯(cuò)接狀態(tài)警報(bào)。
所述顯示部件570可以經(jīng)由字符消息或報(bào)警音來顯示微控制器560的分析結(jié)果或引線錯(cuò)接狀態(tài)。存儲(chǔ)部件580存儲(chǔ)所述微控制器560的分析結(jié)果。
圖6是圖示測(cè)量信號(hào)選擇部件510的電路圖。測(cè)量信號(hào)選擇部件包括多路復(fù)用器610、第一緩沖器620、第二緩沖器630和反相放大器640。
多路復(fù)用器610采用順序的方式選擇從第一到第六單個(gè)電極123到128輸出的測(cè)量信號(hào)之一，并且將其發(fā)送到第一緩沖器620。同樣，多路復(fù)用器610把從基準(zhǔn)電極121輸出的基準(zhǔn)信號(hào)遞送到第二緩沖器630。此外，多路復(fù)用器610可以把從第一到第六單個(gè)電極123到128發(fā)送的兩個(gè)信號(hào)分別選擇為測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)，并且把它們分別發(fā)送到第一和第二緩沖器620和630。
所述第一和第二緩沖器620和630緩沖測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)并且分別把它們輸出到差分放大部件520的非反相輸入端子a和反相輸入端子b。反相放大器640放大被遞送給差分放大部件520的非反相輸入端子a和反相輸入端子b的信號(hào)，以便消除電源線噪聲并且穩(wěn)定地電極122的電壓。
圖7A和7F是示出當(dāng)采用圖1的多電極模塊時(shí)從圖5的差分放大部件520輸出的六個(gè)ECG信號(hào)的波形圖，其中橫軸指的是時(shí)間(0.2s/Div.)，而縱軸指的是電壓(0.1V/Div.)。
更具體地說，圖7A示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第一單個(gè)電極123的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。圖7B示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第二單個(gè)電極124的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。圖7C示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第三單個(gè)電極125的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。圖7D示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第四單個(gè)電極126的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。圖7E示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第五單個(gè)電極1 27的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。圖7F示出了當(dāng)輸入基準(zhǔn)電極121的基準(zhǔn)信號(hào)和第六單個(gè)電極128的測(cè)量信號(hào)時(shí)差分放大部件520的輸出信號(hào)。
圖8是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第二實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖。所述設(shè)備包括基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810、差分放大部件820、濾波部件830、A/D轉(zhuǎn)換部件840、引線錯(cuò)接檢測(cè)部件850、微控制器860、顯示部件870和存儲(chǔ)部件880。優(yōu)選地是，在圖8中示出的設(shè)備使用在圖2中示出的多電極模塊，并且除基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810之外，與在圖5中示出的依照本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備具有類似的構(gòu)造?，F(xiàn)在，與圖2的多電極模塊關(guān)聯(lián)，將要描述用于依照本發(fā)明第二實(shí)施例來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的操作，并且對(duì)于與圖5中示出的類似部分將不再重復(fù)詳細(xì)描述。為了簡(jiǎn)化解釋，把包括基準(zhǔn)電極的單個(gè)電極的數(shù)目設(shè)置為6，但是不受此數(shù)目的限制。
參照?qǐng)D8，基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810接收來自第一到第六單個(gè)電極223到228的信號(hào)。所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810緩沖從第一到第六單個(gè)電極223到228發(fā)送的信號(hào)之一，繼而依照微控制器860的控制把它選擇為基準(zhǔn)信號(hào)。另外，所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810緩沖從第一到第六單個(gè)電極223到228發(fā)送的其余信號(hào)，繼而總計(jì)它們或把它們短接(short)以便將結(jié)果用作測(cè)量信號(hào)。分別向差分放大部件820的非反相輸入端子a和反相輸入端子b提供所選擇的測(cè)量信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。在這種情況下，所述地電極222作為在使用12個(gè)引線位置的ECG測(cè)試器中的右腿來起作用。例如，可以把第一單個(gè)電極223的輸出信號(hào)用作基準(zhǔn)信號(hào)，而可以把第二到第六單個(gè)電極224到228的輸出信號(hào)的和用作測(cè)量信號(hào)。對(duì)于另一例子而言，可以把第一單個(gè)電極223的輸出信號(hào)用作基準(zhǔn)信號(hào)，而可以把第二到第六單個(gè)電極224到228的輸出信號(hào)短接以便選擇為測(cè)量信號(hào)。
圖9是圖示圖8的基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810的電路圖。所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件810包括多路復(fù)用器910和加法器920。盡管在附圖中未示出，但是可以更進(jìn)一步把緩沖器包括在多路復(fù)用器910的輸出端子內(nèi)。
所述多路復(fù)用器910把第一到第六單個(gè)電極223到228之一選擇為基準(zhǔn)電極，并且把從基準(zhǔn)電極發(fā)送的基準(zhǔn)信號(hào)遞送到差分放大部件820的反相輸入端子b。
所述加法器920把除被多路復(fù)用器910選擇為基準(zhǔn)電極的一個(gè)電極之外的其余5個(gè)單個(gè)電極的輸出信號(hào)相加，并且把和輸出到差分放大部件820的非反相輸入端子a。
圖10A到10F是示出當(dāng)采用圖2的多電極模塊時(shí)從圖8的差分放大部件820輸出的六個(gè)ECG信號(hào)的波形圖，其中橫軸指的是時(shí)間(0.2s/Div.)，而縱軸指的是電壓(0.1V/Div.)。在這種情況下，把一個(gè)單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把圍繞圓弧的四個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
更具體地說，圖10A示出了當(dāng)把第六單個(gè)電極228的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第二到第五單個(gè)電極224到227的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。圖10B示出了當(dāng)把第一單個(gè)電極223的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第三到第六單個(gè)電極225到228的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。圖10C示出了當(dāng)把第二單個(gè)電極224的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第一、第四、第五和第六單個(gè)電極223、226、227和228的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。圖10D示出了當(dāng)把第三單個(gè)電極225的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第一、第二、第五和第六單個(gè)電極223、224、227和228的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。圖10E示出了當(dāng)把第四單個(gè)電極226的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第一、第二、第三和第六單個(gè)電極223、224、225和228的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。圖10F示出了當(dāng)把第五單個(gè)電極227的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)而把第一到第四單個(gè)電極223到226的輸出信號(hào)的和選擇為測(cè)量信號(hào)時(shí)、差分放大部件820的輸出信號(hào)。
圖11是圖示用于通過使用依照本發(fā)明第三實(shí)施例的多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的框圖。所述設(shè)備包括測(cè)量信號(hào)生成部件1110、差分放大部件1120、濾波部件1130、A/D轉(zhuǎn)換部件1140、微控制器1160、引線錯(cuò)接檢測(cè)部件1150、顯示部件1170和存儲(chǔ)部件1180。優(yōu)選地是，在圖11中示出的設(shè)備使用在圖3中示出的多電極模塊，并且除測(cè)量信號(hào)生成部件1110之外，與在圖5中示出的依照本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備具有類似的構(gòu)造?，F(xiàn)在，與圖3的多電極模塊關(guān)聯(lián)，將要描述用于依照本發(fā)明來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備的操作，并且對(duì)于與圖5中示出的類似部分將不再重復(fù)詳細(xì)描述。為了簡(jiǎn)化解釋，把包括基準(zhǔn)電極的單個(gè)電極的數(shù)目設(shè)置為7，但是不受此數(shù)目的限制。
參照?qǐng)D11，所述測(cè)量信號(hào)生成部件1110接收來自第一到第六單個(gè)電極323到328的信號(hào)。所述測(cè)量信號(hào)生成部件1110把第一到第六單個(gè)電極323到328的輸出信號(hào)短接以便產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，并且把所述基準(zhǔn)電極321的輸出信號(hào)選擇為基準(zhǔn)信號(hào)。分別把所述測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)施加到差分放大部件1120的非反相輸入端子a和反相輸入端子b。在這種情況下，所述地電極322作為在使用12個(gè)引線位置的ECG測(cè)試器中的右腿來起作用。
圖12是圖示圖11的測(cè)量信號(hào)生成部件1110的電路圖。所述測(cè)量信號(hào)生成部件1110包括電短接部件1210、第一和第二緩沖器1220和1230和反相放大器1240。在圖12中，由于第一和第二緩沖器1220和1230和反相放大器1240與在圖6中示出的相似，所以對(duì)它們將不再重復(fù)詳細(xì)描述。
在圖12中，所述電短接部件1210把第一到第六單個(gè)電極323到328的輸出信號(hào)短接以便產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，繼而經(jīng)由第一緩沖器1220把所述測(cè)量信號(hào)發(fā)送到差分放大部件1120的非反相輸入端子a。
圖13A到13D是示出圖11的差分放大部件1120的輸出信號(hào)的波形圖。
更具體地說，圖13A示出了當(dāng)把貼片附于任意位置時(shí)差分放大部件1120的輸出信號(hào)。圖13B示出了當(dāng)把圖13A的貼片旋轉(zhuǎn)90°時(shí)差分放大部件1120的輸出信號(hào)。圖13C示出了當(dāng)把圖13A的貼片旋轉(zhuǎn)180°時(shí)差分放大部件1120的輸出信號(hào)。圖13D示出了當(dāng)把圖13A的貼片旋轉(zhuǎn)270°時(shí)差分放大部件1120的輸出信號(hào)。如根據(jù)附圖看出的，不管多電極模塊的附著位置或所述電極的布置方向如何，都可以獲得幾乎相同的ECG信號(hào)。
圖14是圖示依照本發(fā)明的Eindhoven三角形的引線I、II和III的示意圖。
執(zhí)行使用以胸為基礎(chǔ)的三個(gè)引線位置的ECG測(cè)量，對(duì)于引線I是以從左到右或從右到左的方向，對(duì)于引線II是從胸的右上方到腹部左方，并且對(duì)于引線III是從胸的左上方到腹部左方，從而構(gòu)成Eindhoven三角形。在引線I、II和III之間，引線II的R峰值最大，這是因?yàn)橐€II的方向幾乎平行于心臟軸，而引線I的R峰值最小，這是因?yàn)橐€I的方向幾乎垂直于心臟軸，心臟移動(dòng)的基礎(chǔ)。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，R峰值是R波的峰值，并且與心跳同步，其與心室和心房的收縮相關(guān)聯(lián)。
圖15是圖示使用依照本發(fā)明實(shí)施例的多電極模塊的引線搜索法的流程圖。優(yōu)選的是，在圖5和8的微控制器560和860中執(zhí)行引線搜索。
在操作1510，通過組合附于人體皮膚的多電極模塊的多個(gè)電極來獲得多個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)。在這種情況下，對(duì)于所述多電極模塊可以采用圖1或2的電極布置。
在操作1520，通過使用在操作1510獲得的基準(zhǔn)信號(hào)和測(cè)量信號(hào)來檢測(cè)引線的電錯(cuò)接。
在操作1530，如果所述引線處于作為操作1520結(jié)果的正常狀態(tài)，通過對(duì)于在操作1510獲得的所述基準(zhǔn)和測(cè)量信號(hào)使用多個(gè)差分放大信號(hào)，來搜索對(duì)應(yīng)于引線II的電極對(duì)。
在操作1540，把在發(fā)現(xiàn)的對(duì)應(yīng)于引線II的電極對(duì)上的引線數(shù)據(jù)和在發(fā)現(xiàn)的對(duì)應(yīng)于引線II的電極對(duì)上的差分放大信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件580和880中，并且顯示在顯示部件570和870上。
圖16是用于詳細(xì)描述圖15的引線搜索操作1530的流程圖。
在操作1610，對(duì)于每個(gè)測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)來存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所輸入的測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)的電極對(duì)以及相應(yīng)的ECG數(shù)據(jù)。
在操作1620，比較在操作1610存儲(chǔ)的多個(gè)ECG數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的ECG數(shù)據(jù)的電極對(duì)。
在操作1630，確定在操作1620發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)對(duì)應(yīng)于引線II。
圖17是用于描述使用依照本發(fā)明另一實(shí)施例的多電極模塊的引線搜索方法的流程圖。優(yōu)選的是，在圖5或8的微控制器560或860中執(zhí)行圖17的引線搜索方法。
在操作1710，通過組合附于人體皮膚的多電極模塊的多個(gè)電極來獲得多個(gè)基準(zhǔn)和測(cè)量信號(hào)。在這種情況下，對(duì)于所述多電極模塊可以采用圖1或2的電極布置。
在操作1720，通過使用在操作1710獲得的所述基準(zhǔn)和測(cè)量信號(hào)來檢測(cè)引線的電錯(cuò)接。
在操作1730，如果所述引線處于作為操作1720結(jié)果的正常狀態(tài)，那么通過對(duì)于在操作1710獲得的所述基準(zhǔn)和測(cè)量信號(hào)使用多個(gè)差分放大信號(hào)，來搜索對(duì)應(yīng)于引線I、II和III的電極對(duì)。把所發(fā)現(xiàn)的引線I、II和III重新組織為標(biāo)準(zhǔn)肢體引線構(gòu)造。
在操作1740，把在對(duì)應(yīng)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)肢體引線的電極對(duì)上的引線數(shù)據(jù)和相應(yīng)的差分放大信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件580和880中，并且顯示在顯示部件570和870上。
圖18是用于詳細(xì)描述重新組織圖17的標(biāo)準(zhǔn)肢體引線布置的操作1730的流程圖。
在操作1810，對(duì)于每個(gè)測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)來存儲(chǔ)關(guān)于對(duì)應(yīng)于所輸入的測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的ECG數(shù)據(jù)。如果采用圖1的多電極模塊，那么一個(gè)基準(zhǔn)電極和一個(gè)測(cè)量電極可以構(gòu)成單個(gè)電極對(duì)。另一方面，如果采用圖2的多電極模塊，那么一個(gè)基準(zhǔn)電極和每個(gè)測(cè)量電極可以構(gòu)成多個(gè)電極對(duì)。
在操作1820，比較在操作1810存儲(chǔ)的多個(gè)ECG數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的ECG數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)。
在操作1830，比較在操作1810存儲(chǔ)的多個(gè)ECG數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最小的正R峰值的ECG數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)。
在操作1840，檢查在操作1820發(fā)現(xiàn)的第一電極對(duì)和在操作1830發(fā)現(xiàn)的第二電極對(duì)之間什么電極是共用的。優(yōu)選的是，把對(duì)應(yīng)于具有最低R峰值的ECG數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)用作操作1840的共用電極檢查的基礎(chǔ)。如果作為操作1840的結(jié)果沒有共用電極，那么返回操作1820。
在操作1850，如果作為操作1840的結(jié)果存在共用電極，那么把在操作1820發(fā)現(xiàn)的第一電極對(duì)確定為引線II。在這種情況下，把共用電極設(shè)置為負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為正電極。
在操作1860，把在操作1830發(fā)現(xiàn)的第二電極對(duì)確定為引線I。在這種情況下，把共用電極設(shè)置為負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為正電極。
同時(shí)，如果以對(duì)應(yīng)于具有最低R峰值的ECG數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)為基礎(chǔ)，存在至少兩個(gè)對(duì)應(yīng)于具有最高R峰值的ECG數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)，那么把最接近引線I正電極的那個(gè)設(shè)置為引線II的正電極。
在操作1870，把在操作1860確定的、引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把在操作1850確定的、引線II的正電極設(shè)置為引線III的正電極。
現(xiàn)在，參考圖7A到7F將要描述引線I、II和III的電極對(duì)。引線I具有包括基準(zhǔn)電極121和第一單個(gè)電極123的電極對(duì)，以便產(chǎn)生圖7A的波形。在這種情況下，基準(zhǔn)電極121作為引線I的負(fù)電極起作用，而第一單個(gè)電極123作為引線I的正電極起作用。引線II具有包括基準(zhǔn)電極121和第六單個(gè)電極128的電極對(duì)，以便產(chǎn)生圖7F的波形。在這種情況下，基準(zhǔn)電極121作為引線II的負(fù)電極起作用，而第六單個(gè)電極128作為引線II的正電極起作用。同樣，引線III具有包括對(duì)應(yīng)于引線I正電極的第一單個(gè)電極123和對(duì)應(yīng)于引線II正電極的第六單個(gè)電極128的電極對(duì)。在這種情況下，第一單個(gè)電極作為負(fù)電極起作用，而第六單個(gè)電極128作為正電極起作用。
對(duì)于一些不同的實(shí)施例已經(jīng)分別描述了在圖5、8和11中示出的上述設(shè)備。然而，除電極的布置之外，它們的大部分元件是相同的。因此，可以把用于測(cè)量生物信號(hào)的上述設(shè)備集成到如圖19所示的用于測(cè)量生物信號(hào)的一個(gè)設(shè)備中。
參照?qǐng)D19，依照本發(fā)明另一實(shí)施例用于測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備包括操作部件1911、切換部件1912、測(cè)量信號(hào)選擇部件1913、測(cè)量信號(hào)生成部件1914、差分放大部件1915、濾波部件1916、A/D轉(zhuǎn)換部件1917、引線錯(cuò)接檢測(cè)部件1918、微控制器1919、顯示部件1920和存儲(chǔ)部件1921。操作部件1911、切換部件1912、測(cè)量信號(hào)選擇部件1913和測(cè)量信號(hào)生成部件1914構(gòu)成了電極選擇部件。另外，差分放大部件1915、濾波部件1916、A/D轉(zhuǎn)換部件1917、引線錯(cuò)接檢測(cè)部件1918、微控制器1919、顯示部件1920和存儲(chǔ)部件1921構(gòu)成了信號(hào)處理部件。這里，所述信號(hào)處理部件與在圖5、8和11中示出的相似。所述測(cè)量信號(hào)選擇部件1913與圖5的附圖標(biāo)記510相似。測(cè)量信號(hào)生成部件1914與圖11的附圖標(biāo)記1110相似。同樣，可以應(yīng)用在圖8中示出的所述基準(zhǔn)/測(cè)量選擇部件810代替所述測(cè)量信號(hào)選擇部件1913。
借助于用戶操作，操作部件1911用來選擇要加以測(cè)量的生物信號(hào)類型，并且根據(jù)所選擇的類型對(duì)切換部件1912產(chǎn)生控制信號(hào)。作為另一實(shí)施例，可以把所述操作部件1911連接到微控制器1919，以便從所述微控制器1919產(chǎn)生控制信號(hào)。
所述切換部件1912具有對(duì)應(yīng)于第一到第六單個(gè)電極和基準(zhǔn)電極的多個(gè)開關(guān)。取決于來自操作部件1911或微控制器1919的控制信號(hào)，把所述第一到第六單個(gè)電極和基準(zhǔn)電極連接到測(cè)量信號(hào)選擇部件1913或測(cè)量信號(hào)生成部件1914之一。
還可以把本發(fā)明具體化為在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。所述計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述數(shù)據(jù)在以后可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的例子包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器裝置和載波(諸如通過因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。所述計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可以通過耦合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分發(fā)，以便采用分布式方式來存儲(chǔ)并執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可讀代碼。同樣，可以容易地由本發(fā)明所屬的領(lǐng)域內(nèi)的程序員來構(gòu)造用于完成本發(fā)明的功能程序、代碼和代碼段。
依照本發(fā)明，可以有效地搜索至少一個(gè)引線以便獲得ECG數(shù)據(jù)，而無論生物信號(hào)電極模塊的電極的極性或布置是怎樣的。因此，甚至無經(jīng)驗(yàn)的人也可以容易地貼上/移除所述生物信號(hào)電極模塊。因此，可以改進(jìn)用戶的便利性。
通過改變生物信號(hào)電極模塊的電極的連接，可以有選擇地獲得諸如ECG或心率之類的穩(wěn)定的生物信號(hào)，而不管所述電極的布置是怎樣的。
此外，由于通過分析來自每個(gè)電極的信號(hào)來搜索引線，所以獲得的生物信號(hào)自適應(yīng)于每個(gè)人心臟的解剖學(xué)界標(biāo)或不同的位置。因此，可以提供更準(zhǔn)確的診斷。
雖然參考示例性實(shí)施例已經(jīng)特別示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變。只應(yīng)當(dāng)把示例性實(shí)施例認(rèn)為是描述性的，而并非是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍不由所述本發(fā)明的具體描述來定義而是由權(quán)利要求來定義，并且在所述范圍內(nèi)的所有差異都將被理解為包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊，包括絕緣貼片，可附于人的皮膚；和傳感器陣列，設(shè)置在所述絕緣貼片內(nèi)，所述傳感器陣列包括附于人的皮膚的多個(gè)單個(gè)電極和地電極。
2.如權(quán)利要求1所述的多電極模塊，其中把位于處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極。
3.如權(quán)利要求1所述的多電極模塊，其中把處于基本上圓弧上的每個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為基準(zhǔn)電極，而把除在處于基本上圓弧上的單個(gè)電極之中的基準(zhǔn)電極之外的其余至少一個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
4.如權(quán)利要求1所述的電極模塊，其中把位于處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極短接以便提供單個(gè)測(cè)量電極。
5.一種通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法，包括把所述多電極模塊附于人的皮膚，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極；依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型，通過從多個(gè)單個(gè)電極中選擇基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極來組合包括所述基準(zhǔn)電極和所述測(cè)量電極的多個(gè)電極對(duì)；并且獲得來自多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括通過分析所述生物信號(hào)，搜索至少一個(gè)引線以便獲得心電圖數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括分析所述生物信號(hào)以便獲得心率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括在獲得所述生物信號(hào)之前、確定所述地電極、所選擇的基準(zhǔn)電極和所選擇的測(cè)量電極是否電附于人的皮膚。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在獲得所述生物信號(hào)之前、確定所述地電極、所選擇的基準(zhǔn)電極和所選擇的測(cè)量電極是否電附于人的皮膚。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其中把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中的每個(gè)順序地選擇為基準(zhǔn)電極，而把除在處于基本上圓弧上的單個(gè)電極之中的基準(zhǔn)電極之外的其余至少一個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其中把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極短接以便提供單個(gè)測(cè)量電極。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其中搜索所述引線包括存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
14.如權(quán)利要求6所述的方法，其中搜索所述引線包括存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
15.一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括多電極模塊，包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括地電極和多個(gè)單個(gè)電極；電極選擇部件，用于依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型來從多個(gè)單個(gè)電極中選擇多個(gè)電極對(duì)，所述電極對(duì)包括基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極；和信號(hào)處理部件，用于獲得來自多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述電極選擇部件包括操作部件，用于根據(jù)響應(yīng)于用戶輸入所選擇生物信號(hào)的類型來產(chǎn)生預(yù)先確定的控制信號(hào)；測(cè)量信號(hào)選擇部件，用于把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；測(cè)量信號(hào)生成部件，用于把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；和切換部件，響應(yīng)于控制信號(hào)來切換以便把所述多電極模塊連接到所述測(cè)量信號(hào)選擇部件或所述測(cè)量信號(hào)生成部件。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述電極選擇部件包括操作部件，用于根據(jù)響應(yīng)于用戶輸入選擇的生物信號(hào)的類型來產(chǎn)生預(yù)先確定的控制信號(hào)；基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件，用于把處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中的每個(gè)選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的其余單個(gè)電極之一選擇為測(cè)量電極以便提供測(cè)量信號(hào)；測(cè)量信號(hào)生成部件，用于把位于處于基本上圓弧上的多個(gè)單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極以便提供基準(zhǔn)信號(hào)，并且把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極的輸出信號(hào)短接以便提供單個(gè)測(cè)量信號(hào)；和切換部件，響應(yīng)于控制信號(hào)來切換以便把所述多電極模塊連接到所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件或所述測(cè)量信號(hào)生成部件。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件把其余單個(gè)電極的輸出信號(hào)相加或短接以便提供測(cè)量信號(hào)。
19.一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括包括絕緣貼片和傳感器陣列的多電極模塊，所述傳感器陣列包括附于人的皮膚的地電極和多個(gè)單個(gè)電極；測(cè)量信號(hào)選擇部件，用于把位于處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，并且把處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極順序地選擇為測(cè)量電極；和信號(hào)處理部件，用于通過使用差分放大來處理所述測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)以便搜索至少一個(gè)引線。
20.一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括包括絕緣貼片和傳感器陣列的多電極模塊，所述傳感器陣列包括附于人的皮膚的地電極和多個(gè)單個(gè)電極；基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件，把處于基本上圓弧上的每個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為基準(zhǔn)電極，而把除在處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中的基準(zhǔn)電極之外的其余至少一個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極；和信號(hào)處理部件，用于通過使用差分放大來處理所述測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)以便搜索至少一個(gè)引線。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述基準(zhǔn)/測(cè)量信號(hào)選擇部件把其余單個(gè)電極的輸出信號(hào)相加或短接以便提供測(cè)量信號(hào)。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理部件執(zhí)行如下過程存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
23.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理部件執(zhí)行如下過程存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
24.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理部件執(zhí)行如下過程存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
25.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述信號(hào)處理部件執(zhí)行如下過程存儲(chǔ)關(guān)于包括所述測(cè)量電極和基準(zhǔn)電極的電極對(duì)的信息以及相應(yīng)的心電圖數(shù)據(jù)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
26.一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括包括絕緣貼片和傳感器陣列的多電極模塊，所述傳感器陣列包括附于人的皮膚的地電極和多個(gè)單個(gè)電極；測(cè)量信號(hào)生成部件，用于把位于處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，并且把處于基本上圓弧上的單個(gè)電極的輸出信號(hào)短接以便提供單個(gè)測(cè)量信號(hào)；和信號(hào)處理部件，用于通過使用差分放大來處理所述測(cè)量和基準(zhǔn)信號(hào)以便獲得心率。
27.一種通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的引線搜索方法，包括把所述多電極模塊附于人的皮膚，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極；存儲(chǔ)關(guān)于電極對(duì)的信息以及從所述電極對(duì)產(chǎn)生的心電圖數(shù)據(jù)，所述電極對(duì)包括從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的測(cè)量電極和從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的基準(zhǔn)電極；并且比較所存儲(chǔ)心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索所述引線。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中把位于處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極中央的單個(gè)電極選擇為基準(zhǔn)電極，而把處于基本上圓弧上的各單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中把處于基本上圓弧上的每個(gè)單個(gè)電極順序地選擇為基準(zhǔn)電極，而把除在處于基本上圓弧上的單個(gè)電極中的基準(zhǔn)電極之外的其余至少一個(gè)單個(gè)電極選擇為測(cè)量電極。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中搜索所述引線包括比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其中搜索所述引線包括比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；并且通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
32.一種用于執(zhí)行通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極，所述方法包括把所述多電極模塊附于人的皮膚，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極；依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型，通過從多個(gè)單個(gè)電極中選擇基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極來組合包括所述基準(zhǔn)電極和所述測(cè)量電極的多個(gè)電極對(duì)；并且獲得來自多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)。
33.一種用于執(zhí)行通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的引線搜索方法的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極，所述方法包括存儲(chǔ)關(guān)于電極對(duì)的信息以及從所述電極對(duì)產(chǎn)生的心電圖數(shù)據(jù)，所述電極對(duì)包括從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的測(cè)量電極和從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的基準(zhǔn)電極；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的電極對(duì)；并且把所發(fā)現(xiàn)的電極對(duì)選擇為心臟軸方向引線。
34.一種用于執(zhí)行通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的引線搜索方法的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，所述多電極模塊包括絕緣貼片和傳感器陣列，所述傳感器陣列包括多個(gè)單個(gè)電極和地電極，所述方法包括存儲(chǔ)關(guān)于電極對(duì)的信息以及從所述電極對(duì)產(chǎn)生的心電圖數(shù)據(jù)，所述電極對(duì)包括從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的測(cè)量電極和從多個(gè)單個(gè)電極中選擇的基準(zhǔn)電極；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最高正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第一電極對(duì)；比較所存儲(chǔ)的心電圖數(shù)據(jù)的R峰值以便搜索對(duì)應(yīng)于具有最低正R峰值的心電圖數(shù)據(jù)的第二電極對(duì)；把所述第一電極對(duì)選擇為引線II，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線II的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線II的正電極；把所述第二電極對(duì)選擇為引線I，并且把第一和第二電極對(duì)的共用電極設(shè)置為所述引線I的負(fù)電極，而把其它電極設(shè)置為所述引線I的正電極；并且通過把所述引線I的正電極設(shè)置為引線III的負(fù)電極，而把所述引線II的正電極設(shè)置為所述引線III的正電極來選擇引線III。
全文摘要
提供一種用于測(cè)量生物信號(hào)的多電極模塊、一種用于通過使用所述多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的方法和設(shè)備以及一種引線搜索方法。一種用于通過使用多電極模塊來測(cè)量生物信號(hào)的設(shè)備，包括包括絕緣貼片和傳感器陣列的多電極模塊，所述傳感器陣列包括地電極和多個(gè)單個(gè)電極；電極選擇部件，用于依賴于要測(cè)量的生物信號(hào)的類型來從多個(gè)單個(gè)電極中選擇包括基準(zhǔn)電極和測(cè)量電極的多個(gè)電極對(duì)；和信號(hào)處理部件，用于獲得來自所述多個(gè)電極對(duì)的生物信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B5/024GK1736326SQ200510087850
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者呂炯錫, 李定桓, 宋美貞, 金成喆, 黃軫相 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社