本发明属于医疗器械领域，尤其是在人体血氧及脉搏监测领域，用于非入侵式人体血氧及脉搏监测。
背景技术：
血氧饱和度是人体最重要的生理体征参数之一，在临床医学、医疗监护、医学研究等领域有极为重要的参考价值。目前检测血氧饱和度的主要手段是利用血氧检测仪，其中，非入侵式血氧传感器具有对人体无损、可连续测量的特点，其产生的临床效应已经被广泛认同。
非入侵式柔性可延展血氧传感器具有便携性、实时监测、探测机体部位广等特点，可以及时评价血氧饱和状态，了解机体氧和功能，目前已经成为血氧传感器领域的研究热点。
基于光电特性的非入侵式血氧检测是以Beer-Lambert定律为理论基础，利用吸光光度法测定原理来实现的。两束波长不同的光交替点亮，产生的光波穿过检测部位组织后，到达光电探测器，通过对随着脉搏变化的光强进行分析和计算，从而获得脉搏和血氧饱和度值。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种柔性可延展脉搏血氧传感器。本发明在探测血氧饱和度的同时，又可以探测机体脉搏。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于柔性可延展衬底的血氧传感器，其特征在于，包括一空腔体，该空腔体是由柔性可延展支撑衬底和封装结构组合而成，空腔体内注满液体，在液体中有一柔性可延展衬底，光电二极管和用于检测光电二极管光波的光电探测器集成在柔性可延展衬底上，上述光电二极管和光电探测器通过可延展金属导线与外部电路相连共同构成基于光电特性的血氧传感器。
本发明是为了在实现应变隔离的同时，当整个器件贴付到人体皮肤并随皮肤弯曲或拉伸变形时，内部的器件不会一起跟着变形，并且由于光电二极管和光电探测器在同一柔性衬底上，此约束关系可以使得光电二极管和光电探测器的相对位置保持不变。这种设计能够在期间发生变形的同时，维持探测光路的不变性，消除大部分运动变形对血氧光电信号带来的干扰。
所述的柔性可延展衬底及封装结构可以选择柔韧性好、具备生物兼容性的材料，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，多聚膜类敷料等。通过模具将两者按照中空结构塑性(中空圆柱体、正方体等)定型，内部空间要充足到至少能够容纳柔性可延展衬底。
所述液体为具备适当粘性的流体，如硅油、液体的PDMS等。液体应当具备一定的亲水性，能够和柔性可延展衬底及封装结构的材料兼容。同时，该液体对所采用的光电二极管光波吸收率尽可能的小(透过率大于95％)，并且是绝缘体。选择合适的液体能够大大降低封装漏液的可能性，并使得外部变形产生的应力尽可能少的传播到内部的整体结构。
在柔性可延展衬底上集成光电二极管和光电探测器。柔性可延展衬底应当尽可能的薄，最好是小于10um，以节约腔内空间，并且能够与金属有一定的兼容性，即可以通过一定的工艺使得金属导线粘结在柔性衬底上。金属导线的制备直接在柔性可延展衬底上完成，可以利用湿法刻蚀的工艺完成。光电二极管和光电探测器分别固定到金属导线一端的电极上，导线另一端通过极细的银线和外部电路板相连。
一组光电二极管可以选择不同波长的的发光二极管组合，例如波长620nm和850nm，550nm和940nm等，光电探测器的响应波长范围应当包括二极管发光波长。光电二极管和探测器应选择厚度薄的，经过减薄工艺处理的，厚度小于50um的最佳。
所述的金属导线连接外部电路和传感器光电器件，可以采用柔性可延展结构设计，也可以使用直径较小、具有柔性弯曲特性的金属线或两者混合使用连接光电器件与外部电路，并可以随着传感器整体产生相应的形变。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的柔性可延展血氧传感器，由于采用了浮岛结构的设计，因而在紧贴人体皮肤的时候，随着皮肤的变化产生相应的形变，并且保持浮岛结构上光电二极管与探测器的相对位置不变。这种设计能够有效消除人体运动时对光电探测信号产生的干扰使用部位灵活，可在机体活动的过程中实时探测脉搏及血氧饱和度的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的柔性可延展脉搏血氧探测器结构示意图。
图中，1—柔性可延展支撑衬底；2—柔性可延展衬底；3—具备柔性可延展特征的金属导线；4—一组光电二极管；5—光电探测器；6—液体；7—封装结构。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，并举例实施方案对该发明的可实现性做进一步说明。
血氧传感器即可以检测血氧，又可以检测脉搏。为表述方便，以下只使用血氧监测来描述，附图1为反射式血氧传感器，本发明也可以是透射式血氧传感器。
下面结合实例说明该传感器的制备过程。
首先，柔性可延展支撑衬底1选用PDMS制备。将液体PDMS与固化剂混合，倒入铝制的圆柱形模具内，加热固化后，仔细从模具上剥离下来，形成中空圆柱形；
柔性可延展衬底2是厚度仅4um的PEI(聚醚酰亚胺)。首先将PEI铺平并粘贴到硅片上，通过电子束蒸发(ebeam)在PEI的表面沉积600nm厚的金属Au(金)。将PEI从硅片剥离，并裁切成适当的大小，通过湿法刻蚀将Au图形化，制备出柔性可延展形状的导线，其形状可采用且不限于波浪形、蛇形线、自相似结构。之后将适用于血氧检测的光电二极管4和光电探测器5用银胶等粘接剂分别固定到通过湿法刻蚀得到的Au电极处。光电二极管4可采用功率和波长能够用于血氧监测的组合(例如波长620nm和850nm等)，可延展金属导线一端Au电极与光电二极管4连接，可延展金属导线一端连接外部电路用于给光电二极管4供电；光电探测器5能够检测相应的光电二极管发出的光波，光电探测器固定到可延展金属导线一端Au电极，可延展金属导线另一端和外部电路板相连，用于获得光电探测信号。内部的血氧传感器结构制备完成。
然后在得到的柔性可延展支撑衬底1空腔里注入PDMS液体6，并将集成有光电二极管4和光电探测器5的柔性可延展衬底结构侵入PDMS液体内，加盖封装结构7，器件制备完成。
不同于传统血氧饱和度传感器，由于采用了这种特殊的柔性可延展结构，可用于机体血氧监测的部位及监测环境被大大扩展，既可以用与同一机体不同部位的监测，也可以用于其在不用环境条件下(例如运动等)的脉搏及血氧监测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。