“无处不在的健康监测”:柔性可穿戴光响应放大电路  

Flexible and wearable photoresponse amplification circuit for ubiquitous health monitoring

作　　者：刘洁[1] 江浪[1] Jie Liu;Lang Jiang(Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,Key Laboratory of Organic Solids,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China)

机构地区：[1]中国科学院化学研究所,有机固体重点实验室,北京分子科学国家研究中心,北京100190

出　　处：《科学通报》2023年第28期3707-3708,共2页Chinese Science Bulletin

摘　　要：实时的生命体征监测对于疾病早期预防的实现至关重要.不同于医院监测设备体积大、穿戴困难、携带难、无法长时间监测等局限,可穿戴式生命体征监测设备已成为健康监测的潮流,为身体健康保驾护航.光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,PPG)借助光电探测器反映活体组织中血液容积变化,是一种常用的无创健康监测技术,被广泛应用于可穿戴监测设备中.通过光电探测器将入射光通过血管后光强的微小变化转变为电信号,获得心脏收缩和舒张产生的脉搏波.在临床实践中,PPG技术被广泛应用于各种生理指标的监测,如心率、心脏周期、血氧饱和度(SpO2)和血压等,在心血管疾病的早期诊断与筛查,呼吸和神经系统疾病的评估中发挥着重要作用[1,2].由于受皮肤色素、肌肉、骨骼和血液吸收衰减作用的影响,光电探测器检测到的因血液容积变化而产生的光强变化信号非常微弱,因此应用于PPG技术的光电探测器必须具备优异的灵敏度和信噪比.目前,在智能手表和手环等商用可穿戴产品中普遍采用高灵敏的硅(Si)或锗(Ge)光电探测器作为PPG传感器元件,因为它们在严格的功耗限制下可以产生足够高的信噪比,保障了对微弱光信号的准确记录.然而,在人类日常活动和运动中,由于这类无机设备固有的刚性特性,使设备无法与人体紧密接触,检测过程容易受到外界环境光的干扰,造成心率数据的误差,难以保障可穿戴设备实时生理信息监测的准确性.

关 键 词：可穿戴设备 光电探测器 生命体征监测 健康监测 智能手表 活体组织 皮肤色素 医院监测 

分 类 号：TH77[机械工程—仪器科学与技术] TN722[机械工程—精密仪器及机械]