加利福尼亞大學(xué)伯克利分校開發(fā)的一種柔性傳感器可以大面積獲取皮膚、組織和器官的血氧水平圖譜。這種傳感器通過在一種柔性材料上印刷紅色OLED、近紅外OLED和有機(jī)光電二極管的交替陣列制成。

“當(dāng)你聽到血氧計(jì)這個(gè)詞的時(shí)候，你會(huì)立馬想到夾在手指上的那種傳感器，”伯克利分校的工程師亞西爾汗說，“我們希望新的血氧儀設(shè)計(jì)能夠與此分道揚(yáng)鑣，最終能變得輕巧，薄型并具有很好的柔韌性?！?/p>

指尖型血氧儀使用普通LED向皮膚照射紅色和近紅外光，然后檢測(cè)有多少光透過了手指。因?yàn)榧t色富氧血液對(duì)紅外線的吸收相對(duì)較多，而暗一些的貧氧血液則對(duì)紅色光的吸收更多，所以透射光的比率可以很好地顯示出血氧水平。

伯克利大學(xué)研究人員的設(shè)計(jì)基于對(duì)反射光的分析，據(jù)該大學(xué)的研究人員說，他們已經(jīng)證明可以使用這種方案跟蹤志愿者前額的血氧水平。作為對(duì)比驗(yàn)證，他們用這種方案測(cè)試了志愿者在空氣中的氧氣濃度逐漸降低時(shí)的血氧水平，結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)指尖血氧儀的讀數(shù)相吻合。

該傳感器通過在柔性材料上印刷有機(jī)光電探測(cè)器（頂部）、有機(jī)紅色和紅外LED（底部）制成。這項(xiàng)工作在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上公開，它得到了英國(guó)OLED公司Cambridge Display Technology和Intel via Semiconductor Research Corporation Grant的部分支持。

韓KAIST研發(fā)出OLED-OPD結(jié)合的心律·血氧飽和傳感器

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）于11月12日宣布，電氣及電子工學(xué)部YuSeunghyup教授研究團(tuán)隊(duì)利用有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）和有機(jī)光電二極管（OPD）成功實(shí)現(xiàn)了超低耗電量的心律和血氧飽和傳感器。

心律·血氧飽和傳感器可顯示身體的健康狀態(tài)，目前的產(chǎn)品存在發(fā)光二極管（LED）光發(fā)散的限制和電池耗電量大使用時(shí)間短的限制。

在與同一學(xué)部的Yu hwaejun教授研究團(tuán)隊(duì)共同進(jìn)行的研究中，研究團(tuán)隊(duì)用OLED和OPD代替了LED，成功降低了電池耗電量，并提高了光發(fā)散效率。

研究團(tuán)隊(duì)為了解決問題，通過對(duì)不同的光源發(fā)光波長(zhǎng)在皮膚上的光的傳播形態(tài)試驗(yàn)和皮膚模型模擬進(jìn)行了研究。最大化地利用有機(jī)元件便于實(shí)現(xiàn)自由形式的優(yōu)點(diǎn)，將OLED和OPD包圍成同心圓形態(tài)，從而制作出具備最優(yōu)結(jié)構(gòu)的柔性心律·血氧飽和傳感器，能夠有效感知皮膚全方位上分布的光。

通過此傳感器，即使用僅有約0.03mW平均耗電量也能測(cè)量心律和血氧飽和度。消耗的電量?jī)H有將LED和PD配置為一列的商用傳感器所消耗電量的幾十分之一，非常之少。即使24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)消耗的電量也不到1mWh。

因?yàn)榫邆溆袡C(jī)元件具備的柔性元件在形態(tài)上的自由度，從智能手表到更小的無線耳機(jī)，智能戒指，人體貼附型的Patch等可穿戴設(shè)備上將能夠持續(xù)地追蹤生體信號(hào)。

Yu Seunghyup教授稱“身體信號(hào)的持續(xù)追蹤不僅能隨時(shí)檢測(cè)出健康上的異常信號(hào)，今后與大數(shù)據(jù)等相連接，可以用于了解這些生體信號(hào)的特征模型和疾病的相互關(guān)系等。”

本次研究在科學(xué)技術(shù)信息通信部韓國(guó)研究財(cái)團(tuán)-納米·材料原創(chuàng)技術(shù)開發(fā)事業(yè)及先導(dǎo)研究中心事業(yè)的支援下進(jìn)行，研究成果刊登在Science Advances雜志9日網(wǎng)絡(luò)版上，KAIST Lee Hyunwu博士為第一作者。