美国伯克利加利福尼亚大学的工程师开发出一种新型有机光电传感器,其外形类似于创可贴,可用于测量运动过程中人体血液中的氧气含量。这一创新成果发表在最近出版的《自然·通信》上。
目前市场上的脉搏血氧仪种类繁多,用于测量脉率和血氧饱和度水平,但这些设备通常采用传统的电子元件,比较僵硬,通常固定在手指或耳垂上。
该大学电气工程与计算机科学副教授安娜·阿里亚斯表示:“新开发的有机光电传感器实现了硅与有机或碳基材料的设计切换,研究人员能够最终创建一个非常薄、廉价且灵活的装置,就像创可贴一样,可以在跑步或徒步旅行中使用。新的原型设备与传统的脉搏血氧仪相比,脉搏和氧气读数同样准确。”
传统的脉搏血氧仪通常使用发光二极管(LEDs)发出的红光和红外光通过指尖或耳垂,检测有多少光能通过其另一侧。明亮的、富含氧气的血液吸收更多的红光,而暗色调、贫氧的血液吸收更多的红外光。两个波长的比率显示出血液中的氧气含量。
对于有机传感器,研究人员使用了红色和绿色的光,当区分血液中氧气水平高和低的量时,其与红光和红外光有类似的差异。利用一个溶液处理系统,研究人员将绿色和红色有机发光二极管和半透明的光探测器放置在柔性塑料片中,通过检测新鲜动脉血流模式,这个仪器可以计算出脉搏。
阿里亚斯指出:“研究发现,如果使用不同的波长进行测量,它可以工作;如果使用非常规的半导体材料,它也可以工作。并且,有机电子仪器是灵活的,可以很容易地与身体相契合。”
她还提到:“目前常规血氧仪组件相对昂贵,如果它们被污染了,医务人员需要对其进行消毒。相比之下,有机电子仪器相当便宜,可以像创可贴一样一次性使用。”