[发明专利]一种基于柔性可延展衬底的血氧传感器

说明书

本发明公开了一种基于柔性可延展衬底的血氧传感器，该血氧传感器包括一空腔体，该空腔体是由柔性可延展支撑衬底和封装结构组合而成，空腔体内注满液体，在液体中有一柔性可延展衬底，光电二极管和用于检测光电二极管光波的光电探测器集成在柔性可延展衬底上，并且二极管、光电探测器及柔性可延展衬底构成一个整体，上述光电二极管和光电探测器通过可延展金属导线与外部电路相连共同构成基于光电特性的血氧传感器。当整个器件贴附到人体皮肤并随皮肤弯曲或拉伸变形时，柔性可延展衬底不会一起跟着变形，并且由于光电二极管和光电探测器在同一柔性衬底上，两者相对位置保持不变。本发明可以消除大部分运动变形对血氧光电信号带来的干扰。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其是在人体血氧及脉搏监测领域，用于非入侵式人体血氧及脉搏监测。

背景技术

血氧饱和度是人体最重要的生理体征参数之一，在临床医学、医疗监护、医学研究等领域有极为重要的参考价值。目前检测血氧饱和度的主要手段是利用血氧检测仪，其中，非入侵式血氧传感器具有对人体无损、可连续测量的特点，其产生的临床效应已经被广泛认同。

非入侵式柔性可延展血氧传感器具有便携性、实时监测、探测机体部位广等特点，可以及时评价血氧饱和状态，了解机体氧和功能，目前已经成为血氧传感器领域的研究热点。

基于光电特性的非入侵式血氧检测是以Beer-Lambert定律为理论基础，利用吸光光度法测定原理来实现的。两束波长不同的光交替点亮，产生的光波穿过检测部位组织后，到达光电探测器，通过对随着脉搏变化的光强进行分析和计算，从而获得脉搏和血氧饱和度值。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性可延展脉搏血氧传感器。本发明在探测血氧饱和度的同时，又可以探测机体脉搏。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于柔性可延展衬底的血氧传感器，其特征在于，包括一空腔体，该空腔体是由柔性可延展支撑衬底和封装结构组合而成，空腔体内注满液体，在液体中有一柔性可延展衬底，光电二极管和用于检测光电二极管光波的光电探测器集成在柔性可延展衬底上，上述光电二极管和光电探测器通过可延展金属导线与外部电路相连共同构成基于光电特性的血氧传感器。

本发明是为了在实现应变隔离的同时，当整个器件贴付到人体皮肤并随皮肤弯曲或拉伸变形时，内部的器件不会一起跟着变形，并且由于光电二极管和光电探测器在同一柔性衬底上，此约束关系可以使得光电二极管和光电探测器的相对位置保持不变。这种设计能够在期间发生变形的同时，维持探测光路的不变性，消除大部分运动变形对血氧光电信号带来的干扰。

所述的柔性可延展衬底及封装结构可以选择柔韧性好、具备生物兼容性的材料，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，多聚膜类敷料等。通过模具将两者按照中空结构塑性(中空圆柱体、正方体等)定型，内部空间要充足到至少能够容纳柔性可延展衬底。

所述液体为具备适当粘性的流体，如硅油、液体的PDMS等。液体应当具备一定的亲水性，能够和柔性可延展衬底及封装结构的材料兼容。同时，该液体对所采用的光电二极管光波吸收率尽可能的小(透过率大于95％)，并且是绝缘体。选择合适的液体能够大大降低封装漏液的可能性，并使得外部变形产生的应力尽可能少的传播到内部的整体结构。

在柔性可延展衬底上集成光电二极管和光电探测器。柔性可延展衬底应当尽可能的薄，最好是小于10um，以节约腔内空间，并且能够与金属有一定的兼容性，即可以通过一定的工艺使得金属导线粘结在柔性衬底上。金属导线的制备直接在柔性可延展衬底上完成，可以利用湿法刻蚀的工艺完成。光电二极管和光电探测器分别固定到金属导线一端的电极上，导线另一端通过极细的银线和外部电路板相连。