口腔ECG装置的制作方法

口腔ecg装置
技术领域
1.本发明属于家用诊断医疗装置领域，并且特别涉及一种可像家用温度计一样使用的ecg装置。


背景技术：

2.在下述现有技术中公开了测量一个或多个生命参数(包括ecg)的家用医疗装置：
3.us2018/0110418a公开了一种独立的手持装置。该装置可以通过由患者保持大约半分钟来获得所有生命体征 ecg和脉搏血氧。该装置包含手持单元上的传感器以及单独/一次性嘴件上的传感器。本发明的方法包括同时获取以下测量值：温度、脉搏率、呼吸率、血压、心电图、心率和脉搏血氧波形以及血氧水平。
4.us2013/0253286公开了一种口内多传感器装置，其包括嘴件、多个传感器(至少一种附接到嘴件或与嘴件集成)，以及配置成从多个传感器接收信号的数据通信单元。嘴件具有允许至少部分地稳定布置在人的嘴内的形式，使得它可以保持用于多个生物参数的免手持感测。此外，口内多传感器系统包括口内多传感器装置和适于与口内多传感器装置通信的数据处理装置。
5.本发明推进了多功能家用医疗装置的技术发展水平，如下面进一步描述的那样。


技术实现要素：

6.存在许多不同类型的ecg。最简单的是2接触1导联ecg，其通常在左手和右手之间进行测量。更复杂的版本包括3接触3导联或6导联ecg、12导联ecg和15导联ecg。为了增加检测到心律失常、心室纤颤、心房纤颤等的可能性，优选具有至少3导联ecg迹线以供医生分析。
7.将3导联ecg应用于身体比1导联ecg相对更麻烦，因为第三接触需要附接到左腿。这需要某种缆线从装置延伸到腿或下腹部，并且需要某种形式的电极附接到脚或腿或下腹部上的其他地方。
8.与温度计(其是发达国家大多数家庭中存在的一种医疗装置)不同，在家中使用ecg是不熟悉的，并且需要某种学习曲线。因此，需要提供一种简单形式的ecg，其易于使用并利用熟悉的温度计格式；并且其中两种类型的读数(温度和ecg)同时执行。
9.在本发明的范围内提供一种为数字温度计形状的口腔3导联ecg装置，其包括三个接触电极：
10.左手接触电极，其配置成用于与对象的左手接触；
11.右手接触电极，其配置成用于与对象的右手接触；以及
12.嘴部接触电极，其设置在装置的金属尖端上，配置成与患者的嘴接触；
13.其中所述装置还包括处理器，所述处理器配置成执行来自导联ii和导联iii的信号的变换，所述导联ii和导联iii终止于所述嘴部接触电极处，从而产生模拟标准ecg迹线的ecg迹线，所述标准ecg的导联ii和导联iii终止于左腿电极处。
14.进一步在本发明的范围内提供上述口腔3导联ecg装置，其中所述处理器配置成通过下述步骤来执行所述变换：
15.对导联ii和导联iii的顺序进行换位；
16.反转导联ii的波形的极性并增加导联ii的波形的增益；以及
17.反转导联iii的波形的极性。
18.进一步在本发明的范围内提供上述口腔3导联ecg装置中的任一个，还包括一个或多个传感器，其选自于设置在金属尖端中的口腔温度传感器、脉搏血氧测定传感器、呼吸率传感器、皮肤温度传感器、身体阻抗传感器、皮肤电反应传感器和血流传感器。
19.进一步在本发明的范围内提供前述的口腔3导联ecg装置，其中所述脉搏血氧测定传感器定位成靠近左手接触电极或右手接触电极或与左手接触电极或右手接触电极相对。
20.进一步在本发明的范围内提供上述口腔3导联ecg装置中的任一个，还包括能够在外部装置(例如，智能电话或计算机)上显示ecg迹线的通信模块。
21.进一步在本发明的范围内提供前述的口腔3导联ecg装置，其中所述显示还包括来自一个或多个传感器的传感器数据，所述一个或多个传感器选自于口腔温度传感器、脉搏血氧测定传感器、呼吸率传感器、皮肤温度传感器、身体阻抗传感器、皮肤电反应传感器和血流传感器；并且所述口腔3导联ecg装置还包括所述一个或多个传感器。
22.进一步在本发明的范围内提供前述两个口腔3导联ecg装置中的任一个，还包括安装在外部装置中的数据传输代理模块，该数据传输代理模块配置成通过互联网将ecg和/或传感器数据传输到远程装置(例如用于存储和/或分析)。
23.进一步在本发明的范围内提供前述口腔3导联ecg装置，还包括安装在远程装置中的远程代理模块；远程代理模块配置成执行所传输的ecg数据和/或所传输的传感器数据的医学分析。
24.进一步在本发明的范围内提供前述两个口腔3导联ecg装置中的任一个，包括：
25.具有三个ecg信道的ecg电路，其配置成用于同时对三个导联采样；或者
26.具有一个ecg信道的ecg电路，所述ecg电路配置成用于同时对三个导联进行采样。
27.进一步在本发明的范围内提供一种用于变换来自口腔3导联ecg的ecg导联的信号的方法，包括以下步骤：
28.从上述口腔3导联ecg装置中的任一个获得ecg迹线；
29.变换导联ii和导联iii的顺序；
30.反转导联ii的波形的极性并增加导联ii的波形的增益；以及
31.反转导联iii的波形的极性。
32.进一步在本发明的范围内提供一种口腔1导联ecg/温度计装置，其包括：
33.两个ecg接触电极以及ecg电路和处理器；
34.热敏电阻器，其设置在所述装置的金属尖端中；
35.其中所述两个接触电极呈以下两种配置中的一种：
36.两个接触电极设置在所述装置的体部上：左手接触电极配置成用于与对象的左手接触，右手接触电极配置成用于与对象的右手接触；或者
37.手部接触电极和嘴部接触电极，所述手部接触电极设置在所述装置的体部上，配置成用于与对象的手接触，所述嘴部接触电极设置在所述金属尖端上，配置成用于与对象
的嘴接触。
38.进一步在本发明的范围内提供上述口腔1导联ecg/温度计装置，还包括一个或多个传感器，其选自于脉搏血氧测定传感器、呼吸率传感器、皮肤温度传感器、身体阻抗传感器、皮肤电反应传感器和血流传感器。
39.进一步在本发明的范围内提供前述的口腔1导联ecg/温度计装置，其中所述脉搏血氧测定传感器定位成靠近左手接触电极或右手接触电极或与左手接触电极或右手接触电极相对。
40.进一步在本发明的范围内提供上述口腔1导联ecg/温度计装置中的任一个，还包括能够在外部装置(例如，智能电话或计算机)上显示ecg迹线的通信模块。
41.进一步在本发明的范围内提供前述口腔1导联ecg/温度计装置，其中所述显示还包括来自一个或多个传感器的传感器数据，所述一个或多个传感器选自于口腔温度传感器、脉搏血氧测定传感器、呼吸率传感器、皮肤温度传感器、身体阻抗传感器、皮肤电反应传感器和血流传感器；并且所述口腔1导联ecg/温度计装置还包括所述一个或多个传感器。
42.进一步在本发明的范围内提供前述两个口腔1导联ecg/温度计装置中的任一个，还包括安装在外部装置中的数据传输代理模块，该数据传输代理模块配置成通过互联网将ecg和/或传感器数据传输到远程装置(例如，用于存储和/或分析)。
43.进一步在本发明的范围内提供前述口腔1导联ecg/温度计装置，还包括安装在远程装置中的远程代理模块；远程代理模块配置成执行所传输的ecg数据和/或所传输的传感器数据的医学分析。
附图说明
44.图1a-图1c各自示出根据本发明的一些实施例的1导联口腔ecg/温度计装置。
45.图2示出现有技术的标准3导联ecg的使用配置。
46.图3示出根据本发明的一些实施例的口腔3导联ecg装置。
47.图4示出根据本发明的一些实施例的口腔3导联ecg装置的使用布置。虚线表示ecg导联。虚线是出于说明性目的，并且不旨在追踪或暗示导联的实际电路径。
48.图5a示出当与标准位置中的电极一起使用时来自标准3导联ecg的常规ecg迹线。
49.图5b示出来自本发明的一些实施例的装置的典型的变换前ecg迹线。
50.图5c示出变换前ecg迹线的变换版本。
51.图6示出根据本发明的一些实施例的口腔ecg/温度计装置的功能框图。
具体实施方式
52.现在参考图1a-图1c，分别示出根据本发明的一些实施例的口腔1导联ecg/温度计100。
53.本发明的装置包括温度计形的装置100，该温度计形的装置100包括体部105和颈部110。体部105包含至少一个接触电极115，该接触电极115可以是如所示的圆形或任何其它形状。接触电极115可以设置在周围凹口的底板上；凹口可以用作引导部，其用于手指在接触电极115上的放置。如所示，接触电极115可以设置在装置的前部。备选地，接触电极115中的一个或多个可以设置在装置的反面上，使得拇指放置在接触电极115上。颈部110包括
导热且导电(通常为金属)的尖端120，尖端120内具有用于测量体温的温度传感器。在优选实施例中，体部105还包括显示125，诸如lcd显示，其可以至少显示体温。图1a示出实施例装置100，其中在体部105上存在两个接触电极115。1导联ecg电路(在装置100内部)连接到配置成用于与两只手接触的两个接触电极115，并且导出1导联ecg迹线。图1b示出实施例装置101，其中在体部105上仅存在一个接触电极115。1导联ecg电路连接在接触电极115和金属尖端120之间。
54.监测ecg和温度的潜在优点是已知发热会引起心电图变化，其可以模拟危及生命的状况[mody,p.,pandey,a.&joglar,j.fever-induced electrocardiographic changes(发热引起的心电图变化).j gen intern med 30，136-137(2015)]。因此，由装置100测量的升高的体温可以用作指示由装置100生成的ecg迹线不太可靠。
[0055]
图1c示出实施例装置102，其中脉搏血氧测定传感器127靠近接触电极115设置，使得患者的手与接触电极115和脉搏血氧测量传感器127两者接触。例如，脉搏血氧测定传感器127可以设置在接触电极115内，如所示，或者与接触电极115相邻。在接触电极115在反面上用于与拇指接触的实施例中，脉搏血氧测定传感器127可以与反面接触电极115相对设置，用于与拇指相对的手指的放置。
[0056]
脉搏血氧测定传感器127为装置100提供附加功能，同时还实现ecg-脉搏血氧计传感器融合，例如以提供ecg和脉搏血氧测定传感器127之间的交叉验证。
[0057]
现在参考图2，根据现有技术的3导联ecg的使用配置，其中标准型ecg装置10借助于三个电极连接到身体表面上的标准位置；即，导联i 13在右手电极14与左手电极12之间，导联ii 15在右手电极14与左腿电极16之间，导联iii 17在左手电极12与左腿电极16之间。
[0058]
现在参考图3，根据本发明的一些实施例的口腔3导联ecg装置20。装置20包括温度计形的装置20，温度计形的装置20包括体部105和颈部110。体部105包含两个接触电极：右手接触电极24和左手接触电极22。颈部110包含嘴部接触电极26。手接触电极22、24中的任一个或两个可以设置在周围凹口的底板上；凹口可以用作用于将手指放置在接触电极22、24上的引导部。手接触电极22、24可以设置在装置的前部上，如所示。备选地，手接触电极22、24中的任一个或两个可以设置在装置的相反侧上，使得拇指放置在手接触电极22、24上。该装置还可以包括脉搏血氧测定传感器，其设置在手接触电极22、24附近或与手接触电极22、24相对(参见图1c、115和127，以及与其有关的描述)，从而为装置100提供附加功能，同时还能够实现ecg-脉搏血氧计传感器融合。例如，为了提供ecg和脉搏血氧测定传感器之间的交叉验证，诸如将从脉搏血氧测定波形获得的脉搏率与从ecg波形计算的心率进行比较。颈部110还可以在其内包含温度传感器，用于测量体温。在优选实施例中，体部105还包括显示125，诸如lcd显示，其可以至少显示体温。
[0059]
现在参考图4，其示出口腔3导联ecg装置20的使用布置。右手位于右手接触电极24上，左手位于左手接触电极22上。嘴部接触电极26(对应于腿附接的三导联ecg 10的左腿电极16)定位成与嘴接触。在该布置中，导联i 23在右手接触电极24与左手接触电极22之间，导联ii 25在右手接触电极24与嘴部接触电极26之间，导联iii在左手接触电极22与嘴部接触电极26之间。如从图中可以清楚看到的那样，口腔接触电极26被实现为位于患者嘴处或附近的接触，例如在嘴唇上、人中或舌头下。在本发明的优选实施例中，嘴部接触电极26是金属部件，诸如温度传感器的金属尖端。
[0060]
令人惊奇的是，即使图3和图5中所示的两种配置显著不同，我们的团队也确定所接收的信号的变换可以实现，使得变换后产生的ecg迹线基本上等同于以标准方式连接ecg装置时将产生的迹线。本发明包括上面结合变换方法描述的温度计形ecg装置。
[0061]
现在参考图5a-图5c。图5a示出来自图3的腿附接的三导联ecg 10的导联i13、导联ii 16和导联iii 17的迹线。图5b示出来自图4的口腔3导联ecg装置20的导联i 23、导联ii 26和导联iii 27的迹线。来自两个ecg的导联i的波形(迹线13和迹线23)是相同的，因为两者都来自左手电极和右手电极之间的信号。然而，口腔3导联ecg 20的导联ii和iii已经变换，并且每个导联上的信号的极性已经与腿附接的3导联ecg 10的信号的极性相反，使得迹线27的波形是迹线16的相反极性，并且迹线26的波形是迹线17的相反极性。当与标准配置相比时，这些变换是由于两只手中的每只手的信号经由心脏到嘴接触26发生的方向相反。
[0062]
因此，为了将从图5b所示的本发明的ecg装置20接收的电信号变换为图5a所示的标准迹线，需要执行的变换包括以下步骤：
[0063]
1.迹线的导联i不变。
[0064]
2.变换导联ii 25和导联iii 26的顺序。
[0065]
3.反转导联ii 25的波形极性并增加导联ii 25的波形的增益，从而变换、反转、放大图5c中的导联ii 37。
[0066]
4.反转导联iii的波形的极性，从而变换、反转图5c中的导联iii 35。
[0067]
来自口腔3导联ecg 20的变换波形的迹线(图5c中示出为迹线33、35和37)基本上等同于腿附接的3导联ecg 10的迹线(图5a中示出为迹线13、15和17)。这使得能够使用本发明的装置20产生ecg显示，其模仿来自标准的腿附接ecg 10的迹线，尽管口腔装置20以与腿附接装置10不同的方式连接和使用。
[0068]
有利地，通过提供模拟标准ecg迹线显示的ecg迹线显示，查看它的医师和/或远程医师可以容易地理解该显示，并且还可以通过解释ecg迹线的软件程序来解释该显示。这样的程序可通过互联网获得，使得能够在云中执行ecg解释。
[0069]
有利地，实现根据当前发明的3导联ecg装置使得装置使用非常简单，因为(a)温度计形状熟悉且方便，并且(b)消除了将缆线向下延伸到左腿的需要。
[0070]
与如apple watch或kardiamobile ecg产品(美国加利福尼亚州山景城的alivecor公司)的ecg装置不同，在上述ecg装置中患者将手指放置在电板上，并且因此皮肤-电极接触的质量经受手指的摇动，而本发明的装置20被抓握在食指和拇指之间，由于来自装置下方的拇指的反作用力，抵靠电极的手指稳定地保持在那里。有利地，电极和手指之间的这种稳定连接表示温度计形状和其中的ecg实施之间的附加协同作用。
[0071]
从本发明的基于温度计的形状的装置20、100得到的另外的优点包括，能够测量生命体征和其他生理数据(如使用安装在装置的体部上或体部内的传感器测量)以及由装置20、100收集的ecg信号。传感器可以包括以下的任何组合：在装置的口腔尖端内实施的口腔温度传感器、脉搏血氧测定传感器、呼吸率传感器、皮肤温度传感器、身体阻抗传感器、皮肤电反应传感器和血流传感器。
[0072]
在装置的优选实施例中，输出显示在智能电话或pc上，所述智能电话或pc通过蓝牙或wifi等无线地或经由有线连接而连接到装置20、100。该显示可以包含根据图5c的1导联ecg输出(未示出)或经变换的3导联ecg迹线，以及使用如上面列出的附加传感器获取的
生命体征读数的任何组合。
[0073]
有利地，提供ecg迹线同时还提供附加医疗数据(诸如温度和脉搏血氧测定)的组合使得患者能够在装置20的一次简单部署期间执行广泛和全面的医疗检查。
[0074]
现在参考图6，示出根据口腔1导联ecg/温度计100和口腔3导联ecg装置20的一些实施例的电子框图。用于1导联装置100的ecg电路130可以包括来自maxim integrated(san jose，usa)的max86150ppg/ecg生物传感器模块。用于实施3导联ecg装置20的合适芯片包括来自texas instruments(texas，usa)的ads 1293芯片。备选地，3导联装置20的每个导联的电极对可以由1导联ecg芯片串行地读出。
[0075]
对于包括温度计的实施例，用于温度感测的热敏电阻器135可以包括来自cantherm(加拿大蒙特利尔)的mf51e2252f3950c热敏电阻器。微处理器140可以包括来自cypress semiconductors(san jose，california，usa)的psoc 63系列mcu中的一个。一些实施例包括通信芯片150，用于与外部装置进行无线或有线通信。然而，在优选实施例中，微处理器140包括内置通信功能，诸如蓝牙低功耗(ble)，使得不需要单独的通信芯片150。在具有脉搏血氧测定传感器127的实施例中，电子部件还包括脉搏血氧计电路155。