[实用新型]一种多孔石墨烯心音检测传感器

说明书

本实用新型公开了一种多孔石墨烯心音检测传感器，该多孔石墨烯心音检测传感器包括应变敏感区和电极，所述应变敏感区包括多孔石墨烯薄膜和包裹所述多孔石墨烯薄膜的聚合物弹性体包裹层，所述聚合物弹性体包裹层的聚合物弹性体填充所述多孔石墨烯薄膜的空隙。该传感器既具有多孔石墨烯带来的高灵敏度的优点，又避免了多孔石墨烯结构过于疏松，容易发生破损失效的问题。本实用新型特别适用于穿戴式的心音检测设备。

技术领域

本实用新型涉及生理信号检测传感器领域，特别是涉及一种多孔石墨烯心音检测传感器。

背景技术

随着全球经济水平的提高和居民饮食习惯的改变，多种心血管疾病的发病率也逐渐攀升，成为威胁全球人民生命健康的主要疾病之一。心血管疾病的诊断，主要是利用心血管功能参数来实现。临床进行心血管功能测量，为保证测量精度的准确性，多为有创测量，给病患带来非常大的痛苦和创伤，且测试仪器十分复杂、昂贵，不适用于推广使用，难以作为可穿戴设备，长时间佩戴、检测。因此，研究无创、便捷且低成本的心血管功能参数测量方法具有非常高的价值。

心音信号是心脏跳动时，由于心脏的收缩与舒张，导致血流冲击心室壁和大动脉等部位而产生的机械振动，通过周围组织传递至胸壁而产生的声音信号。基于心音信号的心血管检测是通过检测胸壁特定表面的振动，从而对人体心血管功能进行检测和分析，具有便捷、无创等优点。但心音信号比较微弱，且频率较高，需要设计具有足够的灵敏度、宽带宽、全柔性、生物兼容性的传感器，以实现足够精准的、实时的心音信号测量。

激光诱导石墨烯作为一种多孔石墨烯，具有结构疏松、多孔、蓬松的特点，受到外力(比如胸壁表面机械振动的压力)后，其结构极易发生形变，从而带来导电能力的极大改变。激光诱导石墨烯具有这种高灵敏度的特点，是作为心音检测传感器的优良的敏感材料。然而由于其结构过于疏松，容易发生破损失效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种多孔石墨烯心音检测传感器，使其既具有多孔石墨烯带来的高灵敏度的优点，又避免多孔石墨烯结构过于疏松，容易发生破损失效的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多孔石墨烯心音检测传感器，包括应变敏感区和电极，所述应变敏感区包括多孔石墨烯薄膜和包裹所述多孔石墨烯薄膜的聚合物弹性体包裹层，所述聚合物弹性体包裹层的聚合物弹性体填充所述多孔石墨烯薄膜的空隙。

进一步地：

所述多孔石墨烯薄膜为激光诱导石墨烯薄膜。

所述多孔石墨烯薄膜的孔隙率为25％-65％。

所述多孔石墨烯薄膜的厚度为40-200μm。

所述多孔石墨烯薄膜形成为蛇形、涡状线形和直线形中的至少一种图形。

所述图形的线宽为30-2000μm，优选地，蛇形图形的转角处的宽度为线宽的2倍到4倍。

所述聚合物弹性体为聚二甲基硅氧烷PDMS、硅橡胶或聚氨酯橡胶。

用于生成所述激光诱导石墨烯薄膜的材质为聚酰亚胺或聚醚酰亚胺。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的多孔石墨烯心音检测传感器包括应变敏感区和电极，其中应变敏感区包括多孔石墨烯薄膜和包裹所述多孔石墨烯薄膜的聚合物弹性体包裹层，多孔石墨烯薄膜的空隙由聚合物弹性体填充，因此，该传感器既具有多孔石墨烯带来的高灵敏度的优点，又避免了其结构过于疏松，容易发生破损失效的问题。该传感器的结构稳定性好，变形可重复性好，可变形范围大，灵敏度高，生物兼容性好，易于加工，成本低。