Login
Новый гибкий сенсор, разработанный инженерами в Калифорнийском университете Беркли, может отображать уровни кислорода в крови на больших участках кожи, тканей и органов, что потенциально дает врачам новый способ контролировать заживление ран в реальном времени.
«Когда вы слышите слово« оксиметр », вам приходят в голову название жестких и громоздких кислородных датчиков», - сказал Ясир Хан, аспирант по электротехнике и информатике в Калифорнийском университете в Беркли.
«Мы хотели оторваться от этого, и показать оксиметры могут быть легкими, тонкими и гибкими».
Новый датчик, изготовленный из чередующихся печатных светоизлучающих диодов и фотоприемников, может обнаруживать уровни кислорода в крови в любом месте тела. Сенсор светит красным и инфракрасным светом в кожу и обнаруживает отношение света, отраженного назад.
Датчик, описанный в журнале «Труды Национальной академии наук», изготовлен из органических фотодетекторов, напечатанных на гибком пластике, которая образует контуры тела.
В отличие от оксиметров пальцев, он может обнаруживать уровни кислорода в крови в девяти точках сетки и могут быть размещен в любом месте на коже. 
Его можно использовать для сопоставления оксигенации кожных трансплантатов или для просмотра кожи для контроля уровня кислорода в трансплантированных органах.
«Все медицинские приложения, которые используют мониторинг кислорода, могут извлечь пользу из переносимого датчика», - говорит Ана Клаудия Ариас, профессор электротехники и компьютерных наук в Калифорнийском университете в Беркли.
«Пациенты с диабетом, респираторными заболеваниями и даже апноэ во сне могут использовать датчик, который можно носить в любом месте, чтобы контролировать уровень кислорода в крови 24/7».
Существующие оксиметры используют светоизлучающие диоды (светодиоды), чтобы светить красным и ближним инфракрасным светом через кожу, а затем определять, сколько света проходит его с другой стороны.
Красная, богатая кислородом кровь поглощает больше инфракрасного света, тогда как более темная, кислородная кровь поглощает больше красного света. Рассматривая отношение проходящего света, датчики могут определить, сколько кислорода находится в крови.
Датчик собран из печатного листа органических фотодетекторов (сверху) и органических красных и инфракрасных светодиодов (снизу).
Эти оксиметры работают только на участках тела, которые частично прозрачны, например, пальцы или мочки ушей, и могут измерять уровень кислорода в крови только в одной точке тела.
«Толстые области тела, такие как лоб, руки и ноги, едва пропускают видимый или ближний инфракрасный свет, что делает измерение оксигенации в этих местах действительно сложным», - сказал Хан.
В 2014 году Ариас и команда аспирантов показали, что печатные органические светодиоды могут использоваться для создания тонких гибких оксиметров для кончиков пальцев или мочек ушей.
С тех пор они продвинули свою работу дальше, развивая способ измерения оксигенации в ткани с использованием отраженного света, а не проходящего света. Объединение двух технологий позволило им создать новый носимый датчик, который может обнаруживать уровни кислорода в крови в любом месте тела.
Новый датчик построен из массива чередующихся сетевых и около-инфракрасных органических светодиодов и фотодиодов, напечатанных на гибком материале.
Команда использовала датчик для отслеживания общих уровней кислорода на лбу добровольца, который дышал воздухом с постепенно уменьшающимися концентрациями уровнями кислорода, подобно восхождению на высоту, и обнаружила, что он соответствует тем, кто использует стандартный оксиметр для пальцев.
Они также использовали датчик для определения уровня кислорода в трех сетках на предплечье добровольца, носящего манжету давления.
«После трансплантации вы хотите измерить, что часть органа получает необходимый уровень кислорода», - сказал Хан.
«Если у вас есть один датчик, вы должны перемещать его, чтобы измерить оксигенацию в разных местах. С массивом вы можете сразу узнать, есть ли смысл, который не исцеляет должным образом ».
