一种可穿戴多导联动态心电监护仪
阅读说明：本技术 一种可穿戴多导联动态心电监护仪 (Wearable multi-lead dynamic electrocardiogram monitor ) 是由 邓元 杨杰 张珂 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可穿戴多导联动态心电监护仪,属于穿戴式心电监测设备技术领域。本发明包括主体、主机、导联线和心电电极；使用时,各心电电极位置为：LA电极位于左锁骨下窝外1/3处；LL电极位于左锁骨中线第5肋缘；RA电极位于胸骨中线,与LA平齐；RL电极位于胸骨中线与第5肋缘的交点；所述主体的两端设置有与RA电极和RL电极连接的电极连接端口,所述主体的两端还分别通过导联线与LA电极和LL电极连接,心电电极的心电监测信号通过导联线传输至主机。本发明电极分布范围小,便于集成和固定；有助于减轻运动和肌电干扰；简单易用；可以拆分和组装,便于调节电极位置、收纳和替换配件。(The invention discloses a wearable multi-lead dynamic electrocardiogram monitor, and belongs to the technical field of wearable electrocardiogram monitoring equipment. The invention comprises a main body, a host, a lead wire and an electrocardio electrode; when in use, the positions of the electrocardio-electrodes are as follows: the LA electrode is located 1/3 outside the left subclavian fossa; the LL electrode is positioned at the 5 th costal margin of the left clavicle midline; the RA electrode is positioned on the midline of the sternum and is level with LA; the RL electrode is positioned at the intersection point of the median sternum and the 5 th costal margin; the two ends of the main body are provided with electrode connection ports connected with the RA electrode and the RL electrode, the two ends of the main body are also respectively connected with the LA electrode and the LL electrode through lead wires, and electrocardio monitoring signals of the electrocardio electrode are transmitted to the host through the lead wires. The invention has small electrode distribution range, and is convenient for integration and fixation; help to mitigate motor and myoelectric interference; the method is simple and easy to use; can be disassembled and assembled, and is convenient for adjusting the position of the electrode, accommodating and replacing accessories.)
技术领域
本发明属于穿戴式心电监测设备技术领域，具体涉及一种可穿戴多导联动态心电监护仪。
背景技术
穿戴式多导联心电传感器旨在使心电检测技术从医院走进千家万户，通过穿戴的方式采集患者的动态心电信号，实现24小时不间断心电信号检测和分析的目标。这类设备与目前医用的短期心电检查方法互补，长期针对不明原因的、突发性身体不适进行即时捕捉，及时发现心脏的异常状况，提示患者注意和就医。现有可穿戴动态心电监护设备可以依据其通道数量分为单导联和多导联两类。心电信号是具有大小和方向的向量，但现有的动态心电监护仪多为单导联设备，仅能获得单一维度的心电信息，其准确性和全面性有限。与单导联心电设备相比，多导联能获得多个维度的心电信息，能更全面的监护人体的心电状况，判断心脏的病变位置。然而，常规多导联动态心电监护仪基于临床使用的12导联系统，四个肢体电极分布范围大，给家用可穿戴多导联心电监护仪的研发和使用带来了很多困难，主要包括：
一、常规多导联系统电极多、分布范围广，不仅给电极的安放和固定造成了困难，还容易造成导联线的排布、缠绕和收纳问题。
二、电极分布分散，更容易受到运动干扰。
三、现有的多导联心电仪包括多个(至少4个)心电电极，通常以衣物为载体，使用以织物电极为代表的可穿戴电极。主要基于高弹性面料的衣物(如紧身衣等)进行设计，借助衣物的弹性将心电电极束缚在皮肤表面。高弹性衣物的松紧程度与人体形态、穿着习惯密切相关，普适性有限，而且舒适性差，尤其不适合睡眠状态的监测，难以在保证多组电极与皮肤紧密贴合的同时避免穿戴的勒紧感。
四、人体的形态和穿着习惯各不相同，而多导联心电衣中的电极位置相对固定，难以灵活调节，因此，单一设备难以同时适配不同人群。
五、以衣物为载体的多导联心电监护仪无法满足用户的多样性、个性化穿着要求。此外，由于多导联心电衣导联线多，也降低了穿戴的舒适性。
发明内容
本发明目的是提供一种可穿戴多导联动态心电监护仪，便于集成和固定；有助于减轻运动和肌电干扰；简单易用；可以拆分和组装，便于调节电极位置、收纳和替换配件。
具体地说，本发明提供了一种可穿戴多导联动态心电监护仪，包括主体、主机、导联线和心电电极；穿戴后，各心电电极位置为：
LA电极位于左锁骨下窝外1/3处；LL电极位于左锁骨中线第5肋缘；RA电极位于胸骨中线，与LA平齐；RL电极位于胸骨中线与第5肋缘的交点；
所述主体的两端设置有与RA电极和RL电极连接的电极连接端口，所述主体的两端还分别通过导联线与LA电极和LL电极连接，心电电极的心电监测信号通过导联线传输至主机。
进一步的，所述主体的背面两端各设置一组端口，每组端口包括若干个串联电极连接端口，用于与心电电极连接。
进一步的，所述每一端的一组端口中，还包括导联线连接端口；每根所述导联线的一端的正面设置有导联线主体连接端口；主体与导联线通过导联线连接端口和导联线主体连接端口进行组装和拆分；导联线的另一端背面设置有导联线的电极连接端口，与LA电极或LL电极连接。
进一步的，所述主体的正面留有连接主机的接口，主机的背面设置有连接主体的接口，主机与主体通过连接主机的接口和连接主体的接口进行组装和拆分。
进一步的，所述主体一端的左右两侧对称地伸出旁支，所述旁支上各设置有电极连接端口，分别连接V1和V2心电电极。
进一步的，所述主机封装于主体的内部。
本发明的可穿戴多导联动态心电监护仪的有益效果如下：
本发明采用缩小的导联组，胸导联电极位置保持不变即可获得与标准导联高度一致的心电波形，从而使得导联中的电极位置更加集中，覆盖面积大幅减少，便于集成和固定；缩小的导联组中的RA和RL两个电极位于胸骨中线的皮肤上，有助于减轻运动和肌电干扰；导联组采用贴片式设计，无需衣物等载体，便于开发简单易用的家庭消费级产品；通过将电极与若干母扣串联，使得电极位置方便调节；本发明的可穿戴多导联动态心电监护仪可以拆分和组装，便于调节电极位置、收纳和替换配件。
而且，本发明的可穿戴多导联动态心电监护仪的胸导联电极数量可以进一步通过设置在主体上的旁支进行增加和拓展。此外，还可以通过在主体上添加呼吸传感器、体温传感器等监测传感器，更加全面地监测人体的健康状态。
附图说明
图1是本发明实施例所使用的缩小导联组中心电电极位置示意图。
图2是本发明实施例1的可穿戴多导联动态心电监护仪组成示意图(正面)。
图3是本发明实施例1的可穿戴多导联动态心电监护仪组成示意图(背面)。
图4是本发明实施例1的可穿戴多导联动态心电监护仪使用示意图。
图5是本发明实施例所使用心电电极示意图(俯视图)
图6是本发明实施例所使用心电电极示意图(正视图)
图7是本发明实施例2的设备主体示意图(正面)。
图8是本发明实施例2的设备主体示意图(背面)。
图9是本发明实施例2的主机示意图(正面)。
图10是本发明实施例2的主机示意图(背面)。
图11是本发明实施例2的导联线示意图(正面)。
图12是本发明实施例2的导联线示意图(背面)。
图13是本发明实施例2组装后示意图(正面)。
图14是本发明实施例2组装后示意图(背面)
图15是本发明实施例3的设备主体示意图(正面)。
图16是本发明实施例3的设备主体示意图(背面)。
图17是本发明实施例3组装后示意图(正面)。
图18是本发明实施例3组装后示意图(背面)。
图中标识：1-主体，11-连接主机的接口，12-电极连接端口，13-导联线连接端口，14-充电端口，2-主机，21-连接主体的接口，22-按钮，23-指示灯，3-导联线，31-导联线的电极连接端口，32-导联线主体连接端口，4-心电电极，41-心电电极公扣。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。
心肌细胞在除极或复极过程形成的电位差既有大小又有方向，称为心电向量。心电向量在不同导联轴上的投影形成了各导联的心电图。多导联心电图反映瞬间综合心电向量的大小和方向的变化。常规12导联动态心电图的肢体电极安放部位分别为:
RA电极在右锁骨下窝外1/3处；
LA电极在左锁骨下窝外1/3处；
LL电极在左锁骨中线第7肋缘；
RL电极在右锁骨中线第7肋缘；
RA、LA和LL电极围成的三角形称为Einthoven三角，构成了额面六轴导联系统。
本发明中，保持LA电极的位置不变，分别将RA电极和LL电极向LA电极的方向成比例移动，其中，将RA电极水平移动至胸骨中线位置，此时胸骨上的电极更不易受到肌肉活动的影响；相应地，将LA上移至第五肋缘；右腿驱动电极RL则移动至胸骨中线上。移动后的三组电极所围成的三角形于移动前所组成的三角形基本相似，如此便构成了仍基于额面六轴导联系统的缩小版导联体系，能够保持各导联心电图的基本特点(波形方向、相对强度等)，同时大幅减少了心电电极的分布范围。RL电极作为右腿驱动电极，主要用于提高心电图的质量，并不影响心电图的特点，因此，其位置同样可以向LA方向进行移动。如图1所示，本发明中缩小后的肢体电极位置为：
LA电极在左锁骨下窝外1/3处；
LL电极在在左锁骨中线第5肋缘；
RA电极在胸骨中线，与LA平齐；
RL电极在胸骨中线与第5肋缘交点。
此外，胸导联是以中心电端为负极、胸电极为正极，在缩小导联组中，胸导联电极位置保持不变即可获得与标准导联高度一致的心电波形。
实施例1
本发明的一个实施例，为一种一体化的可穿戴多导联动态心电监护仪，包括主体1、主机2、导联线3、心电电极4，如图2-图6所示。
主体1材质为亲肤、柔软的硅橡胶材料，主机2封装于主体1的内部。主机2的正面设置按钮22和指示灯23，按钮22用于控制主机2的电源的通断和工作状态，指示灯23则提示主机2的电量和工作状态。如图3所示，主体1背面设置有充电端口14。主机2通过蓝牙与可穿戴多导联动态心电监护仪的客户端进行通讯。
如图3所示，本实施例的主体1上包含四个电极连接端口12，分别用于连接RA电极、LA电极、RL电极、LL电极。具体而言，本实施例采用缩小版的多导联方案，穿戴后各电极位置如下：
LA电极：左锁骨下窝外1/3处；
LL电极：在左锁骨中线第5肋缘；
RA电极：胸骨中线，与LA平齐；
RL电极：胸骨中线与第5肋缘的交点。
其中，与RA电极和RL电极连接的电极连接端口12位于主体1的两端，与LA电极和LL电极连接的电极连接端口12则通过硅橡胶封装的线路将LA电极和LL电极的信号传输至主体1中的主机2。一般地，电极连接端口12选择通用的标准4.0mm导联按扣母扣，与带有相应心电电极公扣41的Ag/AgCl电极或凝胶电极配合使用，并将心电电极的信号传输给主机2。主体1平行于人体胸骨，依靠医用双面胶带和心电电极的黏附力贴合在胸骨表面的皮肤上。主体1宽度应控制在3cm以内，以尽量减少使用中受人体活动产生的影响。如图4所示，本实施例在使用时各电极的相对位置可以依据体形设计成不同尺码，以便于满足不同人群的使用需求。
实施例2
本发明的另一个实施例，为一种可拆分的可穿戴多导联动态心电监护仪，包括可拆分的设备主体1、主机2、导联线3、心电电极4，如图7-12所示。
主体1的材质为亲肤、柔软的硅橡胶材料，主要作用是将各电极采集的信号收集并传输到主机2。如图7所示，主体1的正面留有连接主机的接口11，用于与主机2连接。如图8所示，主体1的背面两端各设置一组端口，每组端口包括若干个端口，例如三个，这若干个端口分别用于与导联线3和心电电极4连接。每一端的一组端口中，中间的端口作为导联线连接端口13，用于连接导联线3；另外两个端口串联，作为电极连接端口12，用于与心电电极4(RA电极或RL电极)连接，便于使用时调整RA电极或RL电极的位置。主体1宽度应控制在3cm以内，以尽量减少使用中受人体活动产生的影响。
如图9所示，主机2的正面设有按钮22和指示灯23，按钮22用于控制电源的通断和工作状态，指示灯23则提示主机2的电量和工作状态。如图10所示，主机2的背面设置有连接主体的接口21，用于与主体1正面的连接主机的接口11相连。如图7和图10所示，主机2与主体1通过连接主机的接口11和连接主体的接口21进行组装和拆分。主机2通过蓝牙与可穿戴多导联动态心电监护仪的客户端进行通讯。
本实施例的可穿戴多导联动态心电监护仪设置两条连接心电电极4及主体1的导联线3。如图11所示，每根导联线3的一端的正面设置有一个导联线主体连接端口32，用于与主体1两端的导联线连接端口13连接。如图12所示，导联线的另一端背面设置有一个导联线的电极连接端口31，用于连接心电电极4(LA电极或LL电极)。导联线3可以采用柔软的硅橡胶材质。一般地，导联线主体连接端口32选择通用的标准4.0mm按扣公扣，导联线的电极连接端口31选择通用的标准4.0mm按扣母扣。心电电极4选用相应尺寸的Ag/AgCl电极或凝胶电极。
如图13和图14所示，RA电极与主体1上端的电极连接端口相连，RL电极则与主体2下端的电极连接端口相连。使用时，位于主体1上下两端每组端口中间的导联线连接端口13分别通过导联线3与LA电极和LL电极相连。具体而言，本实施例采用缩小版的多导联方案，穿戴后各电极位置如下：
LA电极：在左锁骨下窝外1/3处；
LL电极：在左锁骨中线第5肋缘；
RA电极：胸骨中线，与LA平齐；
RL电极：胸骨中线与第5肋缘交点。
主体1平行于人体胸骨，依靠医用双面胶带和心电电极的黏附力贴合在胸骨表面的皮肤上。RA电极和RL电极的相对位置可以通过选择主体1背面的电极连接端口12调节，LA电极和LL电极的位置可以选择合适长度的导联线3并安放在相应位置，以便于满足不同人群的使用需求。本实施例的可穿戴多导联动态心电监护仪可以拆分，便于收纳和更换。
实施例3
本发明的另一个实施例，为一种可拆分的可穿戴多导联动态心电监护仪，包括设备主体1、主机2、导联线3、心电电极4。
如图15所示，主体1的材质为亲肤、柔软硅橡胶材料，主要作用是将各电极采集的信号收集并传输到主机2。主体1的正面留有连接主机的接口11，用于连接主机2。如图16所示，主体1的背面两端各设置一组端口，每组端口包括若干个端口，例如三个，这若干个端口分别用于与导联线3和心电电极4连接。每一端的一组端口中，中间的端口作为导联线连接端口13，用于连接导联线3，另外两个端口串联，作为电极连接端口12，用于与心电电极4(RA电极或RL电极)连接，便于使用时调整RA电极或RL电极的位置。主体1下端的左右两侧对称地伸出旁支，其上各设置有电极连接端口12，分别用于连接V1和V2这两个胸导联心电电极。
如图17所示，主机2正面设有按钮22和指示灯23。按钮22用于控制电源的通断和工作状态，指示灯23则提示主机2的电量和工作状态。主机2的背面设置有连接主体的接口21，与主体1正面的连接主机的接口11相连。主机2与主体1通过连接主机的接口11、连接主体的接口22进行组装和拆分。主机1通过蓝牙与可穿戴多导联动态心电监护仪的客户端进行通讯。如图18所示，具体而言，本实施例采用缩小版的多导联方案，穿戴后各电极位置如下：
LA电极：左锁骨下窝外1/3处；
LL电极：在左锁骨中线第5肋缘；
RA电极：胸骨中线，与LA平齐；
RL电极：胸骨中线与第5肋缘交点；
V1电极：胸骨右缘，第四肋间；
V2电极：胸骨左缘，第四肋间。
本实施例的可穿戴多导联动态心电监护仪设置两条连接心电电极4及主体1的导联线3。如图17和16所示，每根导联线3的一端的正面设置有一个导联线主体连接端口，用于与主体1两端的导联线连接端口13连接；导联线3的另一端背面设置有一个导联线的电极连接端口31，分别用于连接心电电极4(LA电极或LL电极)。导联线3可以采用柔软的硅橡胶材质。一般地，电极连接端口12和导联线的电极连接端口31选择通用的标准4.0mm导联按扣公扣，与带有相应母扣的Ag/AgCl电极或凝胶电极配合使用。RA电极与主体上端的电极连接端口相连，RL电极则与主体下端的电极连接端口相连。主体1左右两侧旁支上的电极连接端口分别连接V1和V2两个胸导联电极。
主体1平行于人体胸骨，依靠医用双面胶带和心电电极的黏附力贴合在胸骨表面的皮肤上。V1和V2电极分别位于胸骨右缘和左缘第四肋间，RA和RL电极的相对位置可以通过选择主体1背面的母扣调节，LA和LL电极的位置可以选择合适长度的导联线并安放在相应位置，以便于满足不同人群的使用需求。本实施例的可穿戴多导联动态心电监护仪可以拆分，便于收纳和更换。
胸导联是以威尔逊中心为负极的单极导联，本发明采用缩小的导联组，胸导联电极位置保持不变即可获得与标准导联高度一致的心电波形，从而使得导联中的电极位置更加集中，覆盖面积大幅减少，便于集成和固定；缩小的导联组中的RA和RL两个电极位于胸骨中线的皮肤上，有助于减轻运动和肌电干扰；导联组采用可穿戴设计，无需衣物等载体，便于开发简单易用的家庭消费级产品；通过将电极与若干母扣串联，使得电极位置能够根据用户体形进行调节；本发明的可穿戴多导联动态心电监护仪可以拆分和组装，便于调节电极位置、收纳和替换配件；采用通用的标准4.0mm导联按扣，能够与市面上的通用心电电极兼容。
而且，本发明的可穿戴多导联动态心电监护仪的胸导联电极数量可以进一步通过设置在主体上的旁支进行增加和拓展。此外，还可以通过在主体上添加呼吸传感器、体温传感器等监测传感器，更加全面地监测人体的健康状态。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
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