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用于监测血氧饱和度的高级柔性可穿戴传感器
形状
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血红蛋白(包括血液中的血红蛋白)HbO2和Hb)中HbO2的比例计算在指示人体生理状态方面起着关键作用。健康成人正常动脉血氧饱和度(SaO2)水平在96%到98%之间。测量SaO2的一种方法是通过动脉血气测试,这需要创抽血,而且只允许间歇测量。相比之下,外周血氧饱和度(SpO2)是另一种有效且常用的参数,可作为脉搏血氧计以无创、连续的方式估计SaO2的替代参数,因为患者的替代参数,当SaO2值高于90%时,它们只有3%的差异高度相关。通常使用红光(660)nm)和红外光(940nm)发光二极管,因为在红光和红外光区域的光谱中,HbO2和Hb不同的吸收率。或使用绿光(530)nm)为了获得更高的信噪比,可溶液处理的绿色有机发光二极管比红外有机发光二极管更稳定。根据测得的吸光度和比尔朗伯定律,可以计算SpO2。

用于SpO柔性可穿戴血氧计已广泛发展,主要包括基于光电的透射和反射模式。Lochner等人开发了一种透射脉搏血氧仪,绿色和红色OLEDs和OPDs由溶液处理的聚苯乙烯衍生物和PTB7:PCBM作为活性层,提供精确的血氧测量,误差为2%。然而,透射式PPG缺点之一是手术位置严格限制在身体的细端,如指尖、脚趾或耳垂。因此,最近的研究主要集中在柔性反射血氧计上。Lee等人设计了灵活的有机脉搏血氧仪,具有反射配置,允许该设备应用于人体各部位,实现全天监测。在柔性PET基底制造,绿色和红色OLEDs磷光发射体和基于外部量子效率高的有效活性层OPD的C70与4,4′-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺(TAPC)混合。推荐的血氧计平均功耗仅为24μW,校准后,SpO监测的可行性已在身体的不同部位得到验证。

2D氧合作用图预计用于实时慢性医疗状况监测和术后康复管理,而不是测量某一点的血氧饱和度。Khan等人开发了一个灵活的有机反射血氧仪阵列(图6)c),在4.3×4.3cm2有四个红色和四个近红外OLEDs和八个OPDs。对于OLEDs和OPDs,刮刀涂布的PEDOT:PSS阳极和蒸发铝阴极都是柔性的PEN基底制备。该装置显示对对。SpO2测量精度高,平均误差为1.1%,并具有2DSpO2标测能力。

利用3D打印技术,可以低成本制造定制的柔性脉搏血氧计,提供更好的一致性。Abdollahi等人开发了PDMS袖带患者专用脉搏血氧计,根据解剖扫描模型可逆嵌入3D打印。定制的集成传感系统包括红色和红外发光二极管的血氧仪和监测心率和血氧饱和度的血氧仪PD,以及压力传感器、柔性印刷电路板等其他模块(FPCB)。在脚趾上测试灵活脉搏血氧计的性能。然而,由行走引起的运动伪影,PPG行走时信号不稳定。

为进一步降低灵活脉搏血氧仪的尺寸和功耗,可用环境光代替LEDs作为光源OPD印刷在PEN基底上覆盖有光谱过滤器,用于检测特定波长的光强。此外,通过近场通信。(NFC),开发了一种应用于指甲的柔性脉搏血氧仪,具有小型免电池配置。虽然具有舒适性和舒适性的优点,但必须解决更稳定的操作和消除运动伪影的问题,以促进柔性血氧计的临床应用。

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