[发明专利]一种表皮贴附式血氧饱和度检测系统及其制备

权利要求书

1.一种表皮贴附式血氧饱和度检测系统，其特征在于，包括前端柔性血氧饱和度检测电路（17）、以及后端信号处理输出模块，其中，

所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）是以柔性封装材料作为封装层，且表面具有粘性功能层（10），该粘性功能层（10）用于直接与使用者的人体皮肤进行粘附，从而使该表皮贴附式血氧饱和度检测系统整体粘附于使用者的皮肤表皮；所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）用于通过反射式光学原理对人体组织的血氧饱和度进行非侵入式检测，得到关于血氧饱和度的信号；

所述后端信号处理输出模块与所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）相连，该后端信号处理输出模块将所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）检测得到的信号进行处理，首先通过滤波降低环境光干扰，之后通过寻找峰谷值找到同一个脉动过程中投射光强的比值，再通过公式SpO₂ = A + B*(D₁/D₂) 计算血氧饱和度数值，该公式中，A、B均为预先设定的常量，D₁代表波长为λ₁的光强的吸收峰谷值的比值，D₂代表波长为λ₂的光强的吸收峰谷值的比值，λ₁和λ₂均为预先设定；最后将计算得到的血氧饱和度数值通过蓝牙天线发射模块（12）发送至移动终端，基于血氧饱和度的信号即可使移动终端获得使用者的血氧饱和度计算结果；

并且，所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）具体是利用MAX30102芯片（603）通过反射式光学原理对人体组织的血氧饱和度进行检测的，并且在该前端柔性血氧饱和度检测电路（17）内还以固化后具备可拉伸性能的导电银浆作为导线进行电信号的传导；

所述柔性封装材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）；

所述粘性功能层（10）为聚丙烯、聚乙烯醇、或硅胶Silbione RT4717；

所述后端信号处理输出模块通过FPC连接软排线与所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）相连，其中，所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）通过该FPC连接软排线将检测得到的关于血氧饱和度的信号传输到所述后端信号处理输出模块，所述后端信号处理输出模块则通过该FPC连接软排线对所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）进行供电并同时提供接地电位；

并且，所述后端信号处理输出模块包括CC2640核心处理器模块（11），32.768KHz和4MHz时钟电路（14），复位电路，下载程序模块（22），以及I²C通信端口（15）；其中，

所述CC2640核心处理器模块（11）主要包括X32KQ1、X32KQ2、X24MP、X24MN、TMSC、TCKC、TDI、TDO、RESET、RFN、RFP、SCL、SDA和INT端口，其中所述CC2640核心处理器模块（11）的X32KQ1、X32KQ2、X24MP、X24MN端口分别与所述32.768KHz和4MHz时钟电路（14）输入端连接；所述CC2640核心处理器模块（11）的TMSC、TCKC、TDI、TDO端口分别与所述下载程序模块（22）的信号输入端连接，实现程序烧录；所述CC2640核心处理器模块（11）的RESET端口与所述复位电路信号输入端连接；所述CC2640核心处理器模块（11）的SCL、SDA、INT端口分别与所述I²C通信端口（15）的信号输入端连接；所述CC2640核心处理器模块（11）的RFN、RFP端口分别与所述蓝牙天线发射模块（12）的信号输入端连接；

所述后端信号处理输出模块还包括供电模块，所述供电模块包括CR2032纽扣电池供电模块（19）和电池升压供电模块，其中，所述CR2032纽扣电池供电模块（19）用于提供固定电压，所述电池升压供电模块用于将所述CR2032纽扣电池供电模块（19）提供的固定电压升高达到电路运行要求电压；

所述电池升压供电模块为TPS61070DDCR3.3V升压模块（20），所述TPS61070DDCR3.3V升压模块（20）的输入端与所述CR2032纽扣电池供电模块（19）的输出端连接，用于将所述CR2032纽扣电池供电模块（19）提供的固定电压升高至3.3V；所述TPS61070DDCR3.3V升压模块（20）的3.3V电压输出端与所述CC2640核心处理器模块（11）的电压输入VCC端口连接，所述TPS61070DDCR3.3V升压模块（20）的1.8V电压输出端与所述前端柔性血氧饱和度检测电路（17）的电压输入端口连接；

所述后端信号处理输出模块还包括3.3V去耦模块（21），该3.3V去耦模块（21）用于与所述TPS61070DDCR3.3V升压模块（20）的输出端相连，从而减小3.3V输出电压的耦合噪声；

此外，前端柔性血氧饱和度检测电路（17）是按如下步骤制备得到的：

首先将聚二甲基硅氧烷（PDMS）通过旋涂固化在硬质基底上得到主要由聚二甲基硅氧烷构成的柔性基底层；然后采用刮涂法在柔性基底层上制备形成满足预先设计电路图案的导电银浆层用于形成导线层；接着，将制备完成的柔性基底层和其上的导电银浆层作为整体从硬质基底上剥离，并转移至不与PDMS粘连的另一硬质基底上，然后在导电银浆层的预先设置的目标位置上连接多个芯片得到芯片层，接着固化，所述导电银浆层经固化后即可形成导线层；

其中，所述芯片层包括1.8V降压芯片、第一上拉电阻、第二上拉电阻、第三上拉电阻、去耦电容、以及MAX30102芯片；各个芯片的引脚采用涂敷导电银浆后轻触按压的方式与所述导电银浆层粘连；经过在150℃~170℃烘箱内固化1~1.5小时，后自然降温至80℃~100℃后，即可实现所述芯片层引脚固连；

接着，在所述芯片层上浇注聚二甲基硅氧烷作为柔性封装层，通过在40℃~80℃烘箱内固化2~4小时后即可实现对各个芯片的固定和保护；

然后，在柔性封装层上制备有机高分子层作为粘性功能层从而制备得到前端柔性血氧饱和度检测电路（17）。