CN110811639B - 总胆红素检测贴片及总胆红素检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种总胆红素检测贴片及总胆红素检测系统，总胆红素检测贴片包括敷设于人体皮肤上的衬底及设置于衬底内的发射单元、接收单元、供能单元和信号传输单元；发射单元用于发射检测光，检测光包括第一检测光和第二检测光，第一检测光与第二检测光的波长不同；接收单元用于接收经人体皮肤反射的第一检测光与第二检测光耦合于发射单元；信号传输单元耦合于接收单元，能够将接收单元发射出的电信号传输至外部处理器中；供能单元耦合于发射单元、接收单元及信号传输单元，用于提供电能。本发明提供的总胆红素检测贴片能够实现持续地实时检测，具有大范围使用时的群体检测功能，在操作上也具有相对较佳的便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及生理信号检测技术领域，尤其涉及一种总胆红素检测贴片及总胆红素检测系统。
背景技术
黄疸是由人体内的胆红素代谢障碍所引发的血清内胆红素浓度过高而导致的常见临床病症，其多高发于新生儿群体中。黄疸若不及时诊治，不仅会损害人体的肝肾功能以及神经系统，严重时还会危及生命。黄疸在临床上的初期表现主要为皮肤被染为黄色，由于经皮检测所具有的无损伤特性，因此总胆红素的经皮检测成为新生儿黄疸检测的主要临床诊断手段。但是黄疸的经皮检测仍旧无法实现连续监测，医护人员在面对较多数量的患者时还会消耗极大的精力和较久的时间。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种总胆红素检测贴片及总胆红素检测系统，该总胆红素检测贴片能够实现患者血液内总胆红素浓度的持续实时检测，在操作上具有相对较佳的便捷性，能够减少群体检测的工作量。
本发明提供一种总胆红素检测贴片，包括：
衬底，所述衬底能够敷设于人体皮肤上；
发射单元，设置于所述衬底内，且所述发射单元用于发射波长不同的第一检测光及第二检测光；
接收单元，设置于所述衬底内且耦合于所述发射单元，用于接收经人体皮肤反射的所述第一检测光与所述第二检测光并将其转换为电信号；
信号传输单元，设置于所述衬底内且耦合于所述接收单元，所述信号传输单元能够将所述接收单元发射出的电信号传输至外部处理器中；
供能单元，设置于所述衬底内且耦合于所述发射单元、所述接收单元及所述信号传输单元，用于为所述发射单元、所述接收单元以及所述信号传输单元提供电能。
本发明提供的总胆红素检测贴片通过双光检测，能够利用贴片实现持续地实时检测，具有大范围使用时的群体检测功能，在操作上也具有相对较佳的便捷性，有着广泛的应用前景。
为了提高发射性能和检测灵敏度，所述发射单元包括第一发射器及第二发射器，所述第一发射器用于发射所述第一检测光，所述第二发射器用于发射所述第二检测光，所述第一发射器及所述第二发射器耦合于所述接收单元、所述供能单元及所述信号传输单元。
如此设置，通过不同的发射器实现第一检测光与第二检测光的发射，使得检测光的波长输出更为可靠，提高了发射性能和检测灵敏度。
为了降低成本，所述接收单元包括第一接收器及第二接收器，所述第一接收器、所述第二接收器分别与所述第一发射器、所述第二发射器相互耦合，所述第一检测光与所述第二检测光均倾斜入射至人体皮肤的表面，所述第一接收器与所述第二接收器能够分别接收自人体皮肤出射的第一出射光和第二出射光。
如此设置，利用反射式的测量方式，光路设计较为容易实现，在成本和安装上也较为容易实现，能够提高总胆红素检测贴片的性价比。
为了提高安装便捷性，所述总胆红素检测贴片采用层状结构，且所述发射单元、所述接收单元、所述信号传输单元以及所述供能单元位于同一层内；所述供能单元位于所述发射单元相对远离所述接收单元的一侧，所述信号传输单元位于所述接收单元相对远离所述发射单元的一侧。
如此设置，同层设置的第一发射器、第二发射器、接收单元、供能单元以及信号传输单元在安装上更为便捷，各个功能元件之间的线路设计相对简单，在生产制造上的成本也相对较低。
为了提高贴片的集成化程度，所述接收单元包括一个共用接收器，所述共用接收器耦合于所述第一发射器、所述第二发射器、所述供能单元及所述信号传输单元；所述第一发射器的发射端位于所述第一发射器的靠近人体皮肤一侧，所述第二发射器的发射端位于所述第二发射器的靠近人体皮肤一侧；所述共用接收器能够接收自皮下传输而来的所述第一检测光与所述第二检测光。
如此设置，第一检测光与第二检测光通过皮下的多次散射与反射，在光强损失下相对较大，更加有利于光强损耗与总胆红素的标定，有利于提高检测精度。
为了提高贴片的紧凑性，所述总胆红素检测贴片包括第一层以及叠层在所述第一层上的第二层，所述第一层相对所述第二层更靠近人体皮肤；所述共用接收器位于所述第一发射器与所述第二发射器之间，所述第一发射器、所述第二发射器及所述共用接收器均位于所述第一层内；所述供能单元及所述信号传输单元位于所述第二层内。
如此设置，总胆红素检测贴片整体铺设面积将大幅减少，同时整个贴片的紧凑程度提升；由于各个器件在结构上相对集中，信号传输的质量更佳，在检测性能上有较佳的表现。
为了提高检测的准备性和贴片的使用寿命，所述发射单元的发射端朝向所述接收单元设置，所述发射单元与所述接收单元之间形成直射通道；所述总胆红素检测贴片还包括反射元件；所述反射元件设置于所述衬底内并具有位于所述直射通道内的第一状态，以及位于所述直射通道外的第二状态；所述反射元件在所述第一状态下能够将所述第一检测光及所述第二检测光反射至人体皮肤的表面上。
如此设置，可以使得总胆红素检测贴片在发射单元处于老化或者光强波动状态时，仍然能够顺利地完成检测，并且消除初始光强波动对检测的影响，提高了检测的精度，延长了贴片的使用寿命。
为了优化贴片的结构，所述接收单元包括第一接收器及第二接收器，所述第一接收器及所述第二接收器与所述供能单元及所述信号传输单元相互耦合；所述直射通道包括第一直射通道及第二直射通道，所述第一接收器与所述第一发射器之间形成第一直射通道，所述第二接收器与所述第二发射器之间形成第二直射通道，所述反射元件在所述第一状态下位于所述第一直射通道与所述第二直射通道，并能够反射所述第一检测光及所述第二检测光；或者，
所述接收单元包括一个共用接收器，所述共用接收器耦合于所述第一发射器、所述第二发射器、所述供能单元及所述信号传输单元；所述直射通道包括第一直射通道及第二直射通道，所述第一发射器及所述第二发射器与所述共用接收器之间分别形成所述第一直射通道及所述第二直射通道，所述反射元件在所述第一状态下位于所述第一直射通道与所述第二直射通道，并能够反射所述第一检测光及所述第二检测光。
如此设置，接收单元的双接收器结构设计，更有利于保证检测精度；或者能够减少元器件的数量，有利于整个贴片的集成化设计。
为了提高贴片布局的紧凑性，所述反射元件为液态金属。
如此设置，信号传输的质量更佳，在检测性能上有较佳的表现。
本发明还提供一种总胆红素检测系统，包括外部处理器以及至少一个总胆红素检测贴片，所述外部处理器耦合于所述总胆红素检测贴片；所述总胆红素检测贴片为上述任意一项所述的总胆红素检测贴片。
为了实现检测结果的输出，所述总胆红素检测系统包括显示器，所述显示器耦合于所述处理器。
本发明提供的总胆红素检测系统，能够实现对群体的便捷性检测和持续的实时监测，在成本上也具有较佳的竞争力，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明第一个实施方式中总胆红素检测贴片的结构示意图；
图2为图1所示总胆红素检测贴片的剖视示意图；
图3为本发明第二个实施方式中总胆红素检测贴片的剖视示意图；
图4为图3所示的总胆红素检测贴片在第一视角下的结构示意图；
图5为图3所示的总胆红素检测贴片在第二视角下的结构示意图；
图6为本发明第三个实施方式中总胆红素检测贴片处于第一状态下的剖视示意图；
图7为图6所示的总胆红素检测贴片处于第二状态下的剖视示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请一并参阅图1至图2，图1为本发明第一个实施方式中总胆红素检测贴片100的结构示意图，图2为图1所示总胆红素检测贴片100的剖视示意图。
本发明提供一种总胆红素检测贴片100，其用于实时检测人体血液内的总胆红素浓度，并据此为人体黄疸诊断提供直接的检测依据。
本实施方式中，总胆红素检测贴片100可应用于新生儿的总胆红素检测，其用于检测新生儿血液内的总胆红素浓度并通过检测数据可诊断新生儿是否患有黄疸。
可以理解，本发明并不限制总胆红素检测贴片100仅能够应用至新生儿黄疸检测中；在其他的实施方式中，总胆红素检测贴片100还可以应用至成人的黄疸检测中，只要该项检测能够使用本发明提供的总胆红素检测贴片100即可。
总胆红素检测贴片100通过自身的可穿戴性直接敷设在新生儿皮肤表面，检测便捷且能够实现个体的实时检测，具有广泛的应用前景以及经济价值。具体地，总胆红素检测贴片100包括衬底10、发射单元20、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50。衬底10的一个侧面直接敷设在人体皮肤的表面，发射单元20、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50均设置于衬底10内；发射单元20与接收单元30相耦合，供能单元40分别与发射单元20、接收单元30以及信号传输单元50相耦合；信号传输单元50分别与接收单元30及外部处理器相互耦合。
衬底10用于承载发射单元20、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50，并将总胆红素检测贴片100黏贴和敷设在人体的表面；发射单元20用于发射出检测光；发射单元20发射出的检测光在经过人体皮肤的作用后损耗为出射光，接收单元30用于接收该出射光，并将接收到的出射光转换为电信号；供能单元40用于为发射单元20、接收单元30以及信号传输单元50提供电能，以支撑发射单元20、接收单元30以及信号传输单元50的运转；信号传输单元50用于将接收单元30转换和发射出的电信号传输至外部处理器中。
发射单元20发射出的检测光在经过人体皮肤表面或者皮下的出射后，以出射光的形式传输至接收单元30处；接收单元30根据接收到的出射光强度产生电信号；信号传输单元50接收到接收单元30产生的电信号，并将该电信号直接传输或者经过自身的预处理后传输至外部处理器中；外部处理器根据检测到的光强度计算出人体皮肤上的总胆红素浓度，并判断人体（如新生儿）是否患有黄疸，从而完成总胆红素的检测以及黄疸诊断的整个过程。
需要说明的是，人体皮肤对检测光的作用，可以为皮肤表面对检测光的反射、散射、折射等作用；也可以为人体皮下组织对检测光的多次散射与反射等作用。也即自人体皮肤“出射”的出射光既可以为皮肤表面的“反射”、“散射”或者“折射”后的检测光，也可以为皮下组织多次“散射”与“反射”后的检测光。
具体地，衬底10具有一定的柔性，衬底10的一个侧面通过胶固、粘结等方式直接敷设在人体皮肤的表面，衬底10的另一个侧面承载发射单元20、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50。
本实施方式中，考虑到衬底10贴敷时的亲肤性能，衬底10与人体接触的侧面设置有蚕丝蛋白黏胶；考虑到新生儿黄疸常在额头与胸口处有较为集中的临床反应，因此本实施例中的衬底10通过蚕丝蛋白黏胶层直接敷设在人体的额头或者胸口处。
可以理解，在其他的实施方式中，衬底10与人体接触的侧面也可以采用除蚕丝蛋白黏胶之外的其他粘性敷料；衬底10还可以敷设在人体的手臂、腹部等其他位置。
本实施方式中，衬底10采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）材料制成。可以理解，在其他的实施方式中，衬底10还可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、水凝胶等除PDMS之外的其他材料。
发射单元20设置于衬底10内，发射单元20包括第一发射器21与第二发射器22。第一发射器21用于发射第一检测光，第二发射器22用于发射第二检测光，第一检测光的波长与第二检测光的波长不同。发射单元20通过两个发射器发射出具有不同波长的检测光，从而利用人体皮肤对不同波长的光吸收率不同来测定血液内的总胆红素的浓度。第一发射器21与第二发射器22均与接收单元30相耦合，也即第一发射器21与第二发射器22发射出的检测光经人体皮肤作用后能够被接收单元30接收到。
本实施方式中，第一发射器21发射出的第一检测光的波长为450纳米，第二发射器22发射出的第二检测光的波长为550纳米。
第一检测光与第二检测光在经过皮肤表面的折射、反射或者散射作用后，会因为人体皮肤内物质对自身的吸收而衰减；不同的物质对不同波长的检测光衰减程度不同，根据检测到的光光强即可反推出皮肤内的特定物质的浓度。
可以理解，本发明并不限制第一发射器21发射出的第一检测光的波长仅能够为450纳米，也并不限制第二发射器22发射出的第二检测光的波长仅能够为550纳米。在其他的实施方式中，第一发射器21发射出的第一检测光的波长还能够采用460纳米等除450纳米之外的其他波长，第二发射器22发射出的第二检测光的波长还能够采用560纳米等除550纳米之外的其他波长，只要第一检测光与第二检测光能够实现差分计算，以反推出总胆红素的浓度即可。
本实施方式中，考虑到有机发光二极管（OLED）具有较佳的柔性性能，第一发射器21与第二发射器22均采用有机发光二极管（OLED）；该有机发光二极管的像素点尺寸优选2nm×2nm至5nm×5nm、发光阵列尺寸优选1cm×1cm。
可以理解，在其他的实施方式中，第一发射器21与第二发射器22还可以采用除上述像素点尺寸以及发光阵列尺寸之外的其他尺寸的有机发光二极管；第一发射器21及/或第二发射器22还可以采用量子点发光二极管（QLED）、激光发射器等其他类型的光发射元件，只要第一发射器21与第二发射器22能够发射出预设波长的检测光即可。
可以理解，发射单元20也可以仅采用同一个发射器来发射出第一检测光以及第二检测光。
发射单元20发射出的第一检测光，经过人体皮肤后发生光强变化并损耗为第一出射光；发射单元20发射出的第二检测光，经过人体皮肤后发生光强变化并损耗为第二出射光。
接收单元30设置于衬底10内并且耦合于第一发射器21与第二发射器22，接收单元30用于接收出射光。
本实施方式中，接收单元30包括两个单端接收的接收器，分别为第一接收器31以及第二接收器32。第一接收器31用于接收第一检测光经过人体皮肤损耗后的第一出射光，第二接收器32用于接收第二检测光经过人体皮肤损耗后的第二出射光。
第一接收器31与第一发射器21相对设置，第二接收器32与第二发射器22相对设置，接收单元30与发射单元20相互间隔的空隙形成检测区域33，第一检测光与第二检测光通过入射位于检测区域33内的人体皮肤的表面，并分别损耗为第一出射光和第二出射光，从而实现对总胆红素的检测。
本实施方式中，第一接收器31与第二接收器32均采用半导体薄膜光接收器，半导体薄膜所具有较佳的柔性，能够较佳的适配导光的光纤，使接收单元30的柔性和安装便捷性较佳。
可以理解，在其他的实施方式中，第一接收器31及/或第二接收器32还可以采用雪崩光电二极管（APD）等除半导体薄膜光接收器之外的其他类型的光接收器，只要第一接收器31与第二接收器32能够接收到第一出射光与第二出射光即可。
同样的，若接收单元30采用双端接收的接收器，此时接收器的数量可以设置为一个，该双端接收器的两个接收端能够分别且同时接收第一出射光与第二出射光；此外，若接收器能够交替接收第一出射光与第二出射光，那么接收器的数量也可以设置为一个。减少接收器的数量，有助于提高集成化。
供能单元40设置于衬底10内，并且耦合于总胆红素检测贴片100内的各个功能单元，也即供能单元40分别电连接于信号传输单元50，发射单元20中的第一发射器21与第二发射器22，以及接收单元30中的第一接收器31与第二接收器32。供能单元40作为整个总胆红素检测贴片100的能量供给源，其用于驱动总胆红素检测贴片100内的各个功能单元运转，以支撑各个电子器件完成检测过程。
供能单元40既可以采用内部电池供能的形式，也可以采用无线供能的方式。例如，供能单元40可以采用锂电池、纽扣电池、太阳能电池等供能元件，也可以采用近场通信（NFC）、射频识别（RFID）等供能方式。考虑到总胆红素检测贴片100的反复使用性能，供能单元40优选采用无线供能的方式以及可循环充电的锂电池作为供能元件。
信号传输单元50设置于衬底10内，且耦合于供能单元40及接收单元30。接收单元30接收到由发射单元20发出的检测光在皮肤作用下损耗而成的出射光后将产生电信号，信号传输单元50用于将接收单元30根据出射光强度而对应产生的电信号传输至外部处理器中。电信号的传输方式可以采用蓝牙、NFC、RFID、GPRS、NB-IoT、3G、4G或者5G等，也可以采用线媒方式的数据传输。考虑到多个总胆红素检测贴片100在同时使用时的数据传输以及设备的成本性，信号传输单元50优选采用蓝牙与移动终端的APP进行数据传输与整合。
信号传输单元50与外部处理器之间的信号传输，既可以实时传输，也可以延时传输。此时信号传输单元50往往还具有缓存功能，信号传输单元50可以在缓存一定量的检测数据后，再统一发送至外部处理器内。
下面简单介绍下总胆红素检测贴片100的一个制备方法。
在衬底10浇筑或者打印前预留出各个功能器件和电子接口的容置空间，在衬底10上通过溅射刻蚀、印刷、3D打印等方式铺设线路；线路材料可以使用液态金属（非晶合金）、贵金属或者导电有机物PEDOT等材料进行制备，优选采用蛇形导线以具有较佳的拉伸性能，可保证各个功能器件在总胆红素检测贴片100伸缩过程中的连接稳定性。在电路打印好后，放置各个功能器件，对器件的接头部位进行连接。最后将柔性电路和功能器件封在柔性衬底材料内部，实现器件的一体化。
可以理解，本发明并不限制总胆红素检测贴片100仅能够采用上述的制备方法；在其他的实施方式中，总胆红素检测贴片100还可以采用除上述制备方法之外的其他制备方法。
需要额外说明的是，本发明所称的“发射单元20、接收单元30、供能单元40及信号传输单元50均设置于衬底10内”，并不特指这些功能器件只能封装在衬底10的内部，并非限制衬底10必须完全包覆这些功能器件。发射单元20、接收单元30、供能单元40及信号传输单元50均设置于衬底10内，指的是这些功能器件既可以完全被衬底10包覆，也可以部分地从衬底10的表面裸露出来，只要衬底10能够承载发射单元20、接收单元30、供能单元40及信号传输单元50这些功能器件就好。
本发明所称的“耦合”，是指两个器件之间能够形成电连接、通信连接或者光路连接。例如，接收单元30与第一发射器21以及第二发射器22之间的耦合，指的是光路信号上的连接，接收单元30能够捕捉和接收到第一发射器21以及第二发射器22发射出的经皮肤作用后的检测光（也即经皮肤作用后出射的出射光）。还例如，供能单元40与发射单元20、接收单元30以及信号传输单元50之间的耦合，指的是供能单元40与发射单元20、接收单元30以及信号传输单元50之间能够实现电连接或者通信连接。
本发明所称的总胆红素，包括直接胆红素与间接胆红素。本发明提供的总胆红素检测贴片100是利用直接胆红素与间接胆红素的浓度之和（总胆红素）作为检测对象。在临床上，总胆红素升高即表现为黄疸。
下面简要描述下总胆红素检测贴片100的检测原理。
以第一发射器21采用450纳米波长，第二检测光采用550纳米波长为例。血液内的总胆红素对450纳米波长的第一检测光有较佳的吸收效率，但是血液内的血红蛋白也会吸收一部分的450纳米的第一检测光，也即血红蛋白会干扰总胆红素的测量。
又由于总胆红素对550纳米的第二检测光不吸收，而血红蛋白对550纳米的第二检测光的吸收率与对450纳米的第一检测光的吸收率相同。因此通过对由第一检测光和第二检测光损耗后的第一出射光和第二出射光差分计算，便可得到总胆红素对光强的独立吸收值。最后通过标定便可确定总胆红素浓度与光强损耗的转换关系式，再下次检测时便可利用转换关系式通过光强吸收值直接确定胆红素浓度。
在实际使用时，不同总胆红素检测贴片100对应的总胆红素浓度与光强损耗的转换关系式已经标定完成。在检测时，可直接得到总胆红素的浓度。例如，在实际检测时，第一出射光相比第一检测光的光衰减为10个单位，第二出射光相比第二检测光的光衰减为4个单位。那么可得关系式，
A+B=10 （1）
0+B=4 （2）
可计算得出总胆红素A对光强的衰减贡献为6个单位，血红蛋白B对光强的衰减贡献为4个单位。再通过转换关系式将光强衰减的6个单位与总胆红素的浓度对应值计算出来，即可完成完整的检测过程。上述计算处理过程一般在外部处理器中进行，如移动终端、计算机等。
本实施方式中，第一发射器21发射出的第一检测光与第二发射器22发射出第二检测光均倾斜射入检测区33处的人体皮肤表面，第一检测光与第二检测光经过人体皮肤的漫反射后分别入射至第一接收器31与第二接收器32处，第一接收器31与第二接收器32能够分别接收自人体皮肤表面反射而来的第一出射光与第二出射光。
采用反射式的测量方式，光路设计较为容易实现，在成本和安装上也较为容易实现，能够提高总胆红素检测贴片100的性价比。
本实施方式中，总胆红素检测贴片100采用层状结构设计；本实施方式中的总胆红素检测贴片100采用层状结构，并且总胆红素检测贴片100中的第一发射器21、第二发射器22、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50位于同一层内。
此时第一发射器21、第二发射器22、接收单元30、供能单元40以及信号传输单元50所形成的单层结构在安装上更为便捷，各个功能元件之间的线路设计相对简单，在生产制造上的成本也相对较低。
具体地，第一发射器21、第二发射器22基本并排并且与接收单元30相对设置，供能单元40位于发射单元20相对远离接收单元30的一侧，信号传输单元50位于接收单元30相对远离发射单元20的一侧。
可以理解，在其他的实施方式中，供能单元40与信号传输单元50也可以以其他的方式分列在发射单元20与接收单元30的两侧，也即供能单元40既可以按照图1所示的位置位于发射单元20相对远离接收单元30的一侧，供能单元40也可以位于接收单元30相对远离发射单元20的一侧。而信号传输单元50既可以按照图1所示的位置位于接收单元30相对远离发射单元20的一侧，也可以位于发射单元20相对远离接收单元30的一侧。
请一并参阅图3至图5，图3为本发明第二个实施方式中总胆红素检测贴片100a的剖视示意图，图4为图3所示的总胆红素检测贴片100a在第一视角下的结构示意图，图5为图3所示的总胆红素检测贴片100a在第二视角下的结构示意图。
本发明第二个实施方式中提供的总胆红素检测贴片100a与本发明第一个实施方式中提供的总胆红素检测贴片100的区别在于，本发明第二个实施方式中的接收单元30a中接收器的数量均为一个，也即接收单元30a包括一个共用接收器34。
进一步地，共用接收器34为双端接收器，共用接收器34的两个接收端能够分别接收来自第一发射器21a以及第二发射器22a发射出的经皮肤作用后的检测光（也即经皮肤作用后出射的出射光）。当然，共用接收器34也可以为单端接收器，此时共用接收器34仅有的一个接收端交替的接收第一发射器21a以及第二发射器22a发射出的经皮肤作用后的检测光（也即经皮肤作用后出射的出射光）。
第一发射器21a的发射端位于靠近人体皮肤一侧，第一发射器21a朝向皮肤直射；第二发射器22a的发射端同样位于其靠近人体皮肤一侧，第二发射器22a朝向皮肤直射。此时共用接收器34的接收端接收来自皮下，且从第一发射器21a和第二发射器22a分别发射来的第一检测光与第二检测光。此时，第一检测光与第二检测光通过皮下的多次散射与反射，光强损失相对较大，更加有利于光强损耗与总胆红素的标定，有利于提高检测精度。
本实施方式中，总胆红素检测贴片100a内的功能器件采用双层结构设计，总胆红素检测贴片100a包括第一层101以及第二层102，第一层101相对第二层更靠近人体皮肤。共用接收器34位于第一发射器21a与第二发射器22a之间，并且第一发射器21a、第二发射器22a及共用接收器34均位于第一层101内，供能单元40a及信号传输单元50a均位于所述第二层102内。
此时，总胆红素检测贴片100a整体铺设面积将大幅减少，同时整个贴片的紧凑程度提升；由于各个器件在结构上相对集中，信号传输的质量更佳，在检测性能上有较佳的表现。
请一并参阅图6至图7，图6为本发明第三个实施方式中总胆红素检测贴片100b处于第一状态下的剖视示意图，图7为图6所示的总胆红素检测贴片100b处于第二状态下的剖视示意图。
本发明第三个实施方式提供的总胆红素检测贴片100b与本发明第一个实施方式不同的是，本发明第三个实施方式中的总胆红素检测贴片100b还含有反射元件60，且发射单元20b与接收单元30b之间形成直射通道61。发射单元20b发射出的第一检测光与第二检测光能够直射至接收单元30b内。
反射元件60具有两种不同的工作状态，包括位于直射通道61内的第一状态，以及位于直射通道61外的第二状态。当反射元件60处于第二状态时，反射元件60并不会干扰第一检测光与第二检测光的光线传输；当反射元件60处于第一状态时，反射元件60会利用自身的反射性改变光路，并将第一检测光与第二检测光引导至人体皮肤的表面上。此时第一检测光与第二检测光通过人体皮肤的漫反射损耗为第一出射光和第二出射光，再入射至接收单元30b上。
本实施方式中，反射元件60在第一状态以及第二状态上的切换，或者说反射元件60自身位置的改变是通过操作人员的按压实现的；操作人员按压反射元件60，从而将位于直射通道61外的反射元件移动至位于直射通道61内。
本发明第三个实施方式提供的总胆红素检测贴片100b能够对发射单元20b发出的第一检测光与第二检测光进行标定，可以使得总胆红素检测贴片100b在发射单元20b处于老化或者光强波动状态时，仍然能够顺利地完成检测，并且消除初始光强波动对检测的影响，提高了检测的精度，延长了贴片的使用寿命。
本实施方式中，接收单元30b包括第一接收器31b与第二接收器32b，第一接收器31b及第二接收器32b与供能单元40b以及信号传输单元50b均相互耦合。为了对应接收单元30b中的两个接收器，直射通道61包括第一直射通道（图未示）及第二直射通道（图未示），第一接收器31b与第一发射器21b之间形成第一直射通道，第二接收器32b与第二发射器22b之间形成第二直射通道。此时反射元件60能够在自身的第一状态下反射第一检测光与第二检测光，并将第一检测光与第二检测光引导至人体皮肤的表面，并通过人体皮肤的作用将第一检测光与第二检测光对应损耗为第一出射光和第二出射光。接收单元30b的双接收器结构设计，更有利于保证检测精度。
可以理解，接收单元30b内的接收器数量也可以设置为一个，也即接收单元30b包括一个共用接收器（图未示），共用接收器耦合于第一发射器21b、第二发射器22b、供能单元40b及信号传输单元50b，直射通道61包括第一直射通道与第二直射通道，第一发射器21b及第二发射器22b与共用接收器之间分别形成第一直射通道与第二直射通道；反射元件60在第一状态时位于第一直射通道与第二直射通道内，并能够利用自身的反射特性将第一检测光与第二检测光引导至人体皮肤的表面上。接收单元30b通过共用接收器，减少了元器件的数量，有利于整个贴片的集成化设计。
本实施方式中，反射元件60为液态金属（又叫金属玻璃或者非晶金属；MetallicGlass），由于液态金属本身没有晶界存在，因此在强度、韧性、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗划伤能力上均具有较佳的表现。液态金属球在按压后的变形，也有利于操作性能和操作手感上的提升。
需要说明的是，本文所称的“液态金属”，并非指代液态的金属，而是指非晶状态的金属材料。
本实施方式中，总胆红素检测贴片100b内的功能器件采用双层结构设计，总胆红素检测贴片100b包括第一层101b以及第二层102b，第一层101b相对第二层更靠近人体皮肤，第一发射器21b、第二发射器22b、接收单元30b、直射通道61均位于第一层101b内；供能单元40b及信号传输单元50b均位于第二层102b内；反射元件60能够通过操作人员的按压至少部分位于第一层101b的直射通道内。当反射元件60位于第二层102b内时，反射元件60不影响第一检测光或者第二检测光的光路传输；当反射元件60至少部分位于第一层101b的直射通道61内时，反射元件60反射第一检测光和第二检测光，并将损耗后的第一出射光与第二出射光引导至人体皮肤的表面上。同时，为了便于实现按压操作，检测区域33处做了挖空设计，以便于反射元件60能够更容易地移动至直射通道内。
本发明提供的总胆红素检测贴片通过双光检测，能够利用贴片实现持续地实时检测，具有大范围使用时的群体检测功能，在操作上也具有相对较佳的便捷性，有着广泛的应用前景。
本发明还提供一种总胆红素检测系统（图未示），包括外部处理器（图未示）以及上述的总胆红素检测贴片100、100a、100b，外部处理器用于接收总胆红素检测贴片100、100a、100b中的信号传输单元50、50a、50b发送来数据信号，并处理和分析该数据信号，进而得到人体血液内的总胆红素浓度。外部处理器可以选择手机、计算机、服务器，也可以选择云端等。
进一步地，总胆红素检测系统还包括显示器（图未示），显示器与外部处理器相耦合，显示器用于显示外部处理器处理后的数据，以凸显、文字、数字等方式向操作人员输出计算结果，从而完成检测过程。
本发明提供的总胆红素检测系统，能够实现对群体的便捷性检测和持续的实时监测，在成本上也具有较佳的竞争力，具有广泛的应用前景。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种总胆红素检测贴片，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底能够敷设于人体皮肤上；
发射单元，设置于所述衬底内，且所述发射单元用于发射波长不同的第一检测光及第二检测光，所述发射单元包括第一发射器及第二发射器，所述第一发射器用于发射所述第一检测光，所述第二发射器用于发射所述第二检测光，所述第一发射器及所述第二发射器耦合于接收单元、供能单元及信号传输单元；
接收单元，设置于所述衬底内且耦合于所述发射单元，用于接收经人体皮肤反射的所述第一检测光与所述第二检测光并将其转换为电信号；
信号传输单元，设置于所述衬底内且耦合于所述接收单元，所述信号传输单元能够将所述接收单元发射出的电信号传输至外部处理器中；
供能单元，设置于所述衬底内且耦合于所述发射单元、所述接收单元及所述信号传输单元，用于为所述发射单元、所述接收单元以及所述信号传输单元提供电能；
所述发射单元的发射端朝向所述接收单元设置，所述发射单元与所述接收单元之间形成直射通道；所述总胆红素检测贴片还包括反射元件，所述反射元件设置于所述衬底内并具有位于所述直射通道内的第一状态，以及位于所述直射通道外的第二状态；所述反射元件在所述第一状态下能够将所述第一检测光及所述第二检测光反射至人体皮肤的表面上。
2.如权利要求1所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述接收单元包括第一接收器及第二接收器，所述第一接收器、所述第二接收器分别与所述第一发射器、所述第二发射器相互耦合，所述第一检测光与所述第二检测光均倾斜入射至人体皮肤的表面，所述第一接收器与所述第二接收器能够分别接收自人体皮肤出射的第一出射光和第二出射光。
3.如权利要求1所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述总胆红素检测贴片采用层状结构，且所述发射单元、所述接收单元、所述信号传输单元以及所述供能单元位于同一层内；所述供能单元位于所述发射单元相对远离所述接收单元的一侧，所述信号传输单元位于所述接收单元相对远离所述发射单元的一侧。
4.如权利要求1所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述接收单元包括一个共用接收器，所述共用接收器耦合于所述第一发射器、所述第二发射器、所述供能单元及所述信号传输单元；所述第一发射器的发射端位于所述第一发射器的靠近人体皮肤一侧，所述第二发射器的发射端位于所述第二发射器的靠近人体皮肤一侧；所述共用接收器能够接收自皮下传输而来的所述第一检测光与所述第二检测光。
5.如权利要求4所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述总胆红素检测贴片包括第一层以及叠层在所述第一层上的第二层，所述第一层相对所述第二层更靠近人体皮肤；所述共用接收器位于所述第一发射器与所述第二发射器之间，所述第一发射器、所述第二发射器及所述共用接收器均位于所述第一层内；所述供能单元及所述信号传输单元位于所述第二层内。
6.如权利要求1所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述接收单元包括第一接收器及第二接收器，所述第一接收器及所述第二接收器与所述供能单元及所述信号传输单元相互耦合；所述直射通道包括第一直射通道及第二直射通道，所述第一接收器与所述第一发射器之间形成第一直射通道，所述第二接收器与所述第二发射器之间形成第二直射通道，所述反射元件在所述第一状态下位于所述第一直射通道与所述第二直射通道，并能够反射所述第一检测光及所述第二检测光；或者，
所述接收单元包括一个共用接收器，所述共用接收器耦合于所述第一发射器、所述第二发射器、所述供能单元及所述信号传输单元；所述直射通道包括第一直射通道及第二直射通道，所述第一发射器及所述第二发射器与所述共用接收器之间分别形成所述第一直射通道及所述第二直射通道，所述反射元件在所述第一状态下位于所述第一直射通道与所述第二直射通道，并能够反射所述第一检测光及所述第二检测光。
7.如权利要求1所述的总胆红素检测贴片，其特征在于，所述反射元件为液态金属。
8.一种总胆红素检测系统，包括外部处理器以及至少一个总胆红素检测贴片，所述外部处理器耦合于所述总胆红素检测贴片；其特征在于，所述总胆红素检测贴片为权利要求1至7任意一项所述的总胆红素检测贴片。
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