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皮肤样传感器可以在身体的任何位置映射血氧水平

发布时间:2019-06-07 18:50 来源:未知 编辑:admin

  由加州大学伯克利分校的工程师开发的一种新型柔性传感器可以在大面积的皮肤,组织和器官上绘制血氧水平,从而为医生提供实时监测愈合伤口的新方法。

  加州大学伯克利分校的电子工程和计算机科学专业的研究生Yasser Khan说:“当你听到血氧仪这个词的时候,血氧传感器的名称,刚性和笨重的手指夹传感器就会浮现在你的脑海中。” “我们希望脱离这一点,并展示血氧仪可以轻巧,轻薄和灵活。”

  本周在“ 美国国家科学院院刊 ”上发表的这种传感器是由可弯曲塑料印刷的有机电子材料制成的,塑料可以塑造成身体的轮廓。与指尖血氧计不同,它可以检测网格中九个点的血氧水平,并且可以放置在皮肤上的任何位置。研究人员表示,它可能用于绘制皮肤移植物的氧合作用,或透过皮肤观察移植器官的氧含量。

  “所有使用氧气监测的医疗应用都可以从可穿戴传感器中受益,”加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学教授Ana Claudia Arias说。“患有糖尿病,呼吸系统疾病甚至睡眠呼吸暂停的患者可以使用可以在任何地方佩戴的传感器来全天候监测血氧水平。”

  现有的血氧计使用发光二极管(LED)通过皮肤照射红色和近红外光,然后检测到另一侧有多少光。红色,富含氧气的血液吸收更多的红外线,而较暗,缺氧的血液吸收更多的红光。通过观察透射光的比率,传感器可以确定血液中的氧气量。

  这些血氧计仅适用于部分透明的身体部位,如指尖或耳垂,并且只能测量身体某一点的血氧水平。

  “身体的厚厚区域,例如前额,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作用确实具有挑战性,”Khan说。

  2014年,Arias和一个研究生团队表明,印刷有机LED可用于为指尖或耳垂制造薄而灵活的血氧计。从那以后,他们进一步推动了他们的工作,开发了一种利用反射光而不是透射光测量组织氧合作用的方法。结合这两种技术,他们可以创建新的可穿戴传感器,可以检测身体任何部位的血氧水平。

  新传感器由一系列交替的红色和近红外有机LED和印刷在柔性材料上的有机光电二极管构成。该团队使用传感器跟踪志愿者前额的血氧水平,他们呼吸的空气中氧气浓度逐渐降低 - 与高海拔相似 - 发现它与那些使用标准指尖血氧仪的人相匹配。他们还使用传感器在穿着压力袖带的志愿者的前臂上以三乘三格的方式绘制血氧水平。

  “移植后,外科医生想要测量一个器官的所有部位都在吸氧,”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作用。使用阵列,你可以立即知道是否有一个点没有正确治愈。”

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