Гнучкий пульсоксиметр на органічній електроніці

Відео: Досягнення і проблеми сучасної органічної електроніки

В недалекому майбутньому медики і спортсмени отримають перший пульсоксиметр на органічній електроніці, який буде відслідковувати пульс і насичення крові киснем, як на лікарняному ліжку, так і під час інтенсивних тренувань. Це стане можливим завдяки роботі інженерів з Університету Каліфорнії в Берклі.

«Існують різні пульсоксиметри, які вимірюють частоту серцевих скорочень і сатурацию крові киснем, але всі ці пристрої засновані на жорстких традиційних електронних схемах, і вони зазвичай фіксуються на пальці або на мочці вуха», - пише Ана Аріас (Ana Arias), викладач електроінжінірінга і комп`ютерних наук, глава команди розробників органічних оптоелектронних сенсорів з UC Berkeley.

Перейшовши з силіконових схем на органічні (вуглецеві) дослідники змогли створити пристрій, який є одночасно неймовірно тонким, гнучким і дешевим. Його можна згортати в трубочку, м`яти, складати в кілька разів, і воно не буде втрачати своїх властивостей.

Інженери, які порівнювали прототип нового пристрою з традиційним пульсоксиметром, прийшли до висновку, що новинка нічим не поступається існуючим технологіям. Про результати своєї роботи вони повідомили в кінці минулого тижня в журналі Nature Communications.

Силікон не варто своїх грошей

Традиційні пульсоксиметри зазвичай містять світловипромінюючі діоди (LED), які посилають червоний або інфрачервоний промінь крізь палець або мочку вуха. Сенсори на іншій стороні пристрою реєструють, скільки світла проходить через тканину. Яскраво-червона багата киснем кров поглинає більше інфрачервоного випромінювання, а темна кров з низьким вмістом кисню поглинає більше червоного світла. Співвідношення між ними і визначає сатурацию крові, показник якої у відсотках ми бачимо на екрані.

У своїх органічних сенсорах Аріас і її студенти Клер Локнер (Claire Lochner), Ясір Хан (Yasser Khan) і Едріен П`єр (Adrien Pierre) використовували червоне і зелене світло, поглинання яких також залежить від рівня кисню в крові.

Дослідники розмістили зелені та червоні органічні світловипромінюючі діоди і детектори на гнучкому шматочку пластика. Реєструючи патерни потоку свіжої артеріальної крові пристрій здатний підраховувати пульс.

«Ми показали, що це працює і при використанні хвиль різної довжини, і при використанні нетрадиційних напівпровідникових матеріалів. Оскільки органічна електроніка гнучка, вона може використовуватися з більш високим комфортом », - пише Аріас.

Дослідниця додає, що через відносну дорожнечу традиційних оксиметри лікувальні установи будуть робити свій вибір на користь органічної електроніки. З іншого боку, використаний традиційний пульсоксиметр занадто дорогий, щоб його просто викинути - його будуть дезінфікувати. Органічний пульсоксиметр настільки дешевий, що його можна просто викинути і взяти новий, як звичайний пластир.

Розробку нового пристрою фінансували Національний науковий фонд і компанія Flextech.