[发明专利]一种集成压力感知的可变光强血运监测系统、制备及应用

说明书

本发明公开了一种集成压力感知的可变光强血运监测系统、制备及应用。所述可变光强血运监测系统包括前端柔性检测模块和后端数据处理模块；所述前端柔性检测模块包括柔性基底、柔性封装层、以及设置在柔性基底上的检测光源模块和压力感知模块；其中，所述柔性基底包括底部保护层、中部吸光层和顶部基底层，所述检测光源模块和压力感知模块设置在顶部基底层上，所述中部吸光层为黑色，所述顶部基底层为红色。本发明提供的血运监测系统的探测光源的强度可变，且集成了压力感知功能，可以实时捕获皮肤‑器件的界面压力进而指导及优化界面力的施加，提升血运监测的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于柔性表皮电子器件技术领域，更具体地，涉及一种集成压力感知的可变光强血运监测系统、制备及应用。

背景技术

随着电子技术的发展，柔性电子产品因其固有的柔韧性、延展性、结构形式多样性等诸多优点逐渐成为当代电子产品开发的研究热点。断指再植手术以及皮瓣移植手术中的术前-术中-术后血运监测可以为医生提供充分的信息以指导术前断指再植区域/皮瓣移植源区及受区部位血管活力的评估、术中操作以及术后恢复状况的连续监测。目前商用的血运监测器件(如血氧饱和度监测仪等)大多为硬质指夹式器件，难以实现断指再植/皮瓣移植的应用；虽然目前开发出的部分血运监测器件可以以表皮贴附式的形式实现术后断指/移植皮瓣的血运监测，但难以准确监测不同深度的监测区域血运信号，且易受不同的皮肤-器件界面力的影响。

人体不同区域的血管，距人体表皮的深度明显不同(如指尖、股前外侧皮瓣、腹壁下动脉皮瓣处的血管深度明显不同)，单一光强的探测信号难以实现对人体不同部位的广泛测量，因此具有单一光强探测信号的血运监测器件具有很大的局限性。同时，因为人体表皮模量很低，极易受到外界压力的干扰而发生形变，进而影响压力施加区域的血运状况检测的准确性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种集成压力感知的可变光强血运监测系统、制备及应用，该血运监测系统的探测光源的强度可变，且集成了压力感知功能，可以实时捕获皮肤-器件的界面压力进而指导及优化界面力的施加。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种集成压力感知的可变光强血运监测系统，包括前端柔性检测模块和后端数据处理模块；所述前端柔性检测模块包括柔性基底、柔性封装层、以及设置在柔性基底上的检测光源模块和压力感知模块；其中，所述柔性基底包括底部保护层、中部吸光层和顶部基底层，所述检测光源模块和压力感知模块设置在顶部基底层上，所述中部吸光层为黑色，所述顶部基底层为红色。

优选地，所述检测光源模块包括在平面上依次直线分布的第一检测光源、光电探测器和第二检测光源，第一检测光源的波长位于红外光区间，第二检测光源的波长位于近红外光区间；通过调节通入第一检测光源和/或第二检测光源的电流，改变第一检测光源和/或第二检测光源的光强。

优选地，所述中部吸光层为掺杂有炭黑粉末的聚合物，所述顶部基底层为掺杂有红色油性墨水的聚合物，所述聚合物为PDMS、Ecoflex、SEBS；所述中部吸光层中炭黑粉末与聚合物的质量比为(10-15):1，所述顶部基底层中红色油性墨水与聚合物的质量比为(3-5):1。

优选地，所述底部保护层为通过静电纺丝制备的疏水性聚合物，优选地，所述底部保护层为含有聚酰亚胺、热塑性聚氨酯和聚二甲基硅氧烷的静电纺丝纤维膜；所述柔性封装层为PDMS。