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新的柔性传感器可以绘制人体大面积的血氧水平图
时间:2019-9-26 9:40:4 评论:0 收藏本文 复制本页地址 (按Ctrl+D可以收藏到浏览器)

伯克利——如果没有持续不断的血液关键成分——氧气的流入,伤害是无法治愈的。

加州大学伯克利分校的工程师开发了一种新的柔性传感器,可以绘制大面积皮肤、组织和器官的血氧水平图,有可能为医生提供一种实时监测愈合伤口的新方法。

加州大学伯克利分校(UC Berkeley)电气工程和计算机科学研究生亚西尔·汗(Yasser Khan)说:“当你听到血氧传感器这个词时,脑海中就会浮现出血氧传感器、僵硬笨重的手指夹式传感器的名字。”我们想摆脱这种情况,并展示血氧计可以是轻巧、薄和灵活的。”

本周发表在《美国国家科学院院刊》上的这种传感器是由印刷在可弯曲塑料上的有机电子器件制成的,这种塑料可以塑造人体的轮廓。与指尖血氧计不同,它可以在网格中的九个点检测血氧水平,并可以放置在皮肤上的任何地方。研究人员说,它可能被用来绘制植皮的氧合图,或者通过皮肤来监测移植器官中的氧含量。

加州大学伯克利分校(UC Berkeley)电子工程和计算机科学教授安娜·克劳迪娅·阿里亚斯(Ana Claudia Arias)说:“所有使用氧气监测的医疗应用都可以受益于可穿戴传感器。”患有糖尿病、呼吸系统疾病甚至睡眠呼吸暂停症的患者可以使用一个可以在任何地方佩戴的传感器,24/7监测血氧水平。”

现有的血氧计使用发光二极管(led)通过皮肤发出红色和近红外光,然后检测有多少光照射到另一边。红色,富氧血液吸收更多红外光,而较暗,缺氧血液吸收更多红光。通过观察透射光的比例,传感器可以确定血液中有多少氧气。

相关报道新的研究有助于预测植入式除颤器的高效益人群受早期环境暴露影响的儿童血压中风后调节四肢的血液供应可改善功能恢复这些血氧计只对身体的部分区域起作用与指尖或耳垂不同,它只能测量身体某一点的血氧水平。

“身体的厚区域,如前额、手臂和腿,几乎不能通过可见光或近红外光,这使得在这些位置测量氧合非常困难,”汗说。

2014年,阿里亚斯和一个研究生团队展示了印刷有机发光二极管可以用来制造薄而灵活的指尖或耳垂血氧计。从那时起,他们进一步推动了他们的工作,开发了一种用反射光而不是透射光测量组织中氧合的方法。结合这两种技术,他们创造了一种新型的可穿戴传感器,可以检测身体任何地方的血氧水平。

新的传感器是由一系列交替的红色和近红外有机发光二极管和印刷在柔性材料上的有机光电二极管组成的。研究小组使用这种传感器来跟踪志愿者额头上的血氧水平,他们呼吸的空气中的氧气浓度逐渐降低,类似于上升到海拔高度,并发现它与使用标准的指尖血氧饱和度计的人相匹配。他们还利用这个传感器绘制了一个戴着压力袖带的志愿者前臂上3×3网格的血氧水平图。

“移植后,外科医生想测量一个器官的所有部分都得到了氧气,”汗说。如果你有一个传感器,你必须移动它来测量不同位置的氧合。使用阵列,您可以立即知道是否存在无法正常愈合的点。”

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