[发明专利]基于多普勒超声波的可穿戴心脏监测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年1月15日提交的第62/103,633号美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用结合于本文中。

背景技术

常规的霍尔特氏(Holter)监测仪是小型便携式、可穿戴、电池供电的设备，其被设计用于持续地记录并存储个人的心电图(ECG)，而同时此人保持其正常日常生活甚至是在锻炼期间。通常使用通过适当的粘附剂将3-9个贴片电极固定到胸部皮肤来进行ECG记录。每个电极都通过绝缘引线连接到监测仪，该监测仪包括ECG放大器、数据存储装置和分析设备等等。该监测仪可以被戴在脖子上或附接到皮带上。大多数情况下，记录持续时间是24-48小时。一些使用大容量存储空间的系统可使用更长时间。这样收集的数据通常被离线分析，但是设备自身在使用期间可以进行一些分析。

Holter监测仪测试通常在传统的心率测试无法提供有关心脏状况的足够信息的情况下进行。Holter监测仪典型地用于心率监测。因此Holter监测仪可以用于诊断心房颤动和扑动、多源性房性心动过速、阵发性室上性心动过速、额外收缩、心动过缓等等。

尽管Holter监测仪被广泛使用，但是Holter监测仪具有大量严重的缺陷，主要涉及患者不舒适和技术故障。患者不舒适主要由于大量电极贴片和相关接线导致。鉴于这个事实，监测持续时间经常太短并且经常使用次优数量的电极(例如，3个电极)，这两个因素导致难以检测到某些心律失常，诸如心房颤动和阵发事件。另外，ECG记录中的心房颤动的信号特征与噪声相比很小。这使得难以识别心房颤动，特别是因为颤动的出现经常是瞬态的并且非常少。其他的重要问题涉及由于不良信号和噪声或伪影导致的不良记录质量。这些问题大部分是由于患者的移动影响了信号质量并且引起电噪声(包括肌肉电活动)。而且，电极经常与皮肤接触不良，在这种情况下，噪声变成非常严重的问题。此外，经常存在来自电噪声环境的干扰。噪声记录强烈地影响了自动信号分析并且还可能使得人工分析非常难甚至无法进行。

当ECG信号的记录结束时(通常在24或48小时之后)，由医师或受训技术员工来进行信号分析。由于遍历如此长的信号将是非常耗时的，通常在每个Holter软件中存在集成自动分析过程，该过程自动地识别不同类型的心跳、心率等等，创建注册表并且显示存疑的区段。然而，自动分析的成功非常依赖于信号质量。而质量非常受电极在患者身体上附接质量的影响。另外，当患者移动时会引起额外的失真。这种噪声记录很难处理。

自动分析一般为医师提供有关ECG形态学、心跳形态学、心跳间隔测量、心率可变性、心律概况和患者日记的信息。高级系统还进行频谱分析、缺血负荷评估、患者活动图或PQ区段分析。

大多数Holter设备仅使用两个或三个通道监测ECG。当前的趋势是在记录期间最小化引线数量以便最大化患者的舒适度。尽管长时间来在Holter监测历史中使用2-3个通道记录，但是使用这种少量的电极导致较低的准确度。最近，还出现了12引线Holter监测仪。这些系统使用经典的Mason-Likar引线系统，因此产生与在常见的静息ECG和/或压力测试测量期间相同图像的信号。然而，来自这些12引线监测仪的记录的分辨率显著地低于来自标准12引线ECG的记录。

现代的Holter单元通常将EDF文件记录到数字闪存等设备上。该数据被上传到计算机，该计算机然后自动地分析该输入、计数ECG复合波、计算汇总统计数据(诸如平均心率、最小和最大心率)以及检测记录中值得技术人员或医师进一步研究的区域。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于监测患者心脏的运行的装置。所述装置包括超声波换能器，所述超声波换能器被配置成用于将超声波能量传输到所述患者的肺部以及接收从所述患者的肺部反射的超声波能量。所述装置还包括超声波处理器和存储器，所述超声波处理器被配置成用于检测所接收的反射中的多普勒频移以及将所述多普勒频移处理为功率和速度数据，所述存储器被配置成用于存储数据。所述装置还包括处理器，所述处理器被配置成用于基于所述功率和速度数据识别心动周期、确定所识别的心动周期何时异常、当心动周期异常时将与所述异常的心动周期的数据存储到所述存储器中、以及输出所存储的数据。