CN114259219A - 一种一次性术后血运检测监测系统及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗健康监测相关技术领域，更具体地，涉及一种一次性术后血运检测监测系统及制备方法。该系统包括前端柔性血运检测模块、连接器和后端信号处理输出模块，其中：前端柔性血运检测模块用于采集被测对象的血运光波数据；连接器用于将前端柔性血运检测模块与后端信号处理输出模块连接；后端信号处理模块接收来自前端柔性血运检测模块采集的光波数据，然后基于光学定律建立非侵入式无创血运测量模型，依据血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的光吸收系数的差异，通过采集二者的反射光波长，利用测量模型计算处理，以此获得待测对象的血运信号。通过本发明，解决术后血运的自动监测以及柔性监测的问题。
Description
技术领域
本发明属于医疗健康监测相关技术领域，更具体地，涉及一种一次性术后血运检测监测系统及制备方法。
背景技术
传统的血液供给状态检测通常依赖医护人员的主观判断，无特殊的仪器。通常是基于医护人员通过观察重建肢体的颜色、肿胀程度、水肿、温度和是否出血等特征来判断重建肢体的健康状态。然而，这些指标在血液循环障碍早期是不明显的，待颜色、温度等有明显的变化时，重建肢体已经进入不可逆的阶段，况且这些标准高度依赖医护人员的经验，因此在临床上无法得到客观的指标。采用这种方法来检测皮瓣和再植手术的血液供给状态和康复情况需要非常丰富的经验和严格培训，这对患者和医护人员都造成了很大的困扰。
随着电子信息的发展，科研人员相继开发出多种新型皮瓣检测技术和仪器。这些新兴的测试仪器对提高皮瓣手术和肢体再植的成功率和血流栓塞、血管损伤等症状的早起预警具有重要的意义，但是这些仪器仍然存在一定的局限性。如多普勒血流仪只能检测波动性强的动脉血流，静脉和毛细血管中波动性较弱的血流无法使用该仪器检测，对于埋藏较深的深层组织，由于外层组织的覆盖，也无法得到理想的信息。这些设备还具有操作复杂，成本高，体积大，使用环境受限等缺点，因此开发一种可穿戴非侵入式表皮贴附传感器系统来检测血供状态，为皮瓣手术和肢体再植提供新兴的检测方式将会产生很大的应用前景。
目前市场上商业化血样检测传感系统，多采用刚性电路板。尽管玻璃、硅和弹性体等独立基材的表面改性提高了电子器件和基材之间的附着力，但化学处理不适用于直接与皮肤接触的表皮系统。因此，积极探索生物相容性的粘附层可提高表皮贴附式血运检测系统的适用性。另一方面，现有的前后端连接主要采用连接线焊接的固连方式，这种连接方式使用不太方便，连接比较耗时，连接方式十分不灵活。因此，急需发展一种可实现快速插拔，灵活切换端口，实现前端检测系统一次性使用，适用于一对多的医院使用环境的磁吸式连接表皮贴附式血运检测传感器系统。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种一次性术后血运检测监测系统及制备方法，解决术后血运的自动监测以及柔性监测的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种一次性术后血运检测监测系统，该系统包括前端柔性血运检测模块、连接器和后端信号处理输出模块，其中：
所述前端柔性血运检测模块用于采集被测对象的血运光波数据，其包括柔性基底、导电层、芯片、柔性封装层和粘附层，所述导电层设置在所述柔性基底上，所述芯片设置在所述导电层上，通过所述导电层将芯片采集的待测对象的光波数据传输出去，所述柔性封装层设置在所述芯片上，用于对所述芯片进行封装，所述粘附层设置在所述柔性封装层上，该粘附层用于将所述前端柔性血运检测模块贴附在待测对象表面；
所述连接器用于将所述前端柔性血运检测模块与所述后端信号处理输出模块连接，并将所述前端柔性血运检测模块检测的待测对象的光波数据传递给所述后端信号处理模块；
所述后端信号处理模块接收来自所述前端柔性血运检测模块采集的光波数据，然后基于光学定律建立非侵入式无创血运测量模型，依据血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的光吸收系数的差异，通过采集二者的反射光波长，利用所述测量模型计算处理，以此获得待测对象的血运信号。
进一步优选地，所述连接器包括软排线、电信号输出端和通用接口端，所述软排线与所述前端柔性血运检测模块中的导电层连接，所述电信号输出端与所述软排线连接，用于将所述前端柔性血运检测模块检测的光波数据传递给设置在所述后端信号处理模块上的所述通用接口端，所述电信号输出端与所述通用接口端采用磁吸式连接。
进一步优选地，所述后端信号处理模块包括供电单元、核心处理器、时钟晶振单元、程序下载单元和蓝牙射频单元，所述供电单元与所述核心处理器连接，用于向所述核心处理器供电，所述时钟晶振单元和程序下载模块同时与所述核心处理器连接，所述时钟晶振单元用于提供时钟信号辅助核心处理器正常运行，所述程序下载单元用于将光学信号处理所需要的计算运行程序写入核心处理器，所述蓝牙射频单元与所述核心处理器连接，用于将核心处理器处理的血运信号通过蓝牙射频天线传输至移动端APP。
进一步优选地，所述监测系统还包括移动终端，移动终端与所述后端信号处理输出模块连接，用于接收来自后端信号处理输出模块的血运信号，并将其显示。
按照本发明的另一个方面，提供了一种上述血运检测系统中前端柔性血运检测模块的制备方法，该方法包括下列步骤：
S1选取硬质基底在该硬质基底上涂覆柔性基底材料，固化后在所述硬质基底上获得柔性基底；
S2选取硬质基底，在该硬质基底上固定软排线基底绝缘层，以此在所述硬质基底上获得软排线基底，将步骤S1中获得的设置有柔性基底的硬质基底和步骤S2中设置有软排线的硬质基底拼接在一起，并采用粘接剂将所述柔性基底与软排线基底连接；
S3利用导电银浆采用直写3D打印在所述柔性基底和软排线基底上进行打印，以此形成导电层；将所述柔性基底与软排线基底从所述硬质基底上剥离，将其放置在与所述柔性基底部不粘连的另一硬质基底上；
S4在所述导电银浆干燥之前，将所述芯片放置在所述柔性基底的导电银浆上，烘干，以此获得所需导电层和固定在该导电层上的芯片；
S5在所述柔性基底上的导电层上涂覆封装胶，加热固化后实现对所述芯片和导电层的封装，以此获得柔性封装层；在所软排线基底上的导电层上压覆封装材料，固化后形成软排线；
S6在所述柔性封装层上涂覆蚕丝蛋白粘附溶胶，固化后获得粘附层，将柔性基底与另一硬质基底上剥离，以此获得所需的所述前端柔性血运检测模块以及与其连接的软排线。
进一步优选地，在步骤S1中，所述柔性基底材料采用PDMS，在S5中，所述封装胶也采用PDMS。
进一步优选地，在步骤S5中，所述软排线基底上导电层压覆的封装材料采用PI薄膜，该封装按照下列方式进行：首先在PI膜上均匀涂抹一层热固性环氧胶，然后将涂有热固性环氧胶的PI膜按压盖在所述软排线基底的导电层上，固化后实现封装过程获得软排线。
按照本发明的又一个方面，提供了一种上述所述的前端柔性血运检测模块中所述的蚕丝蛋白粘附溶胶的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
S1选取完整的蚕茧，将蚕茧切开得到桑蚕生丝；将该桑蚕生丝进行脱胶处理，以此获得脱胶蚕丝蛋白；
S2将所述脱胶蚕丝蛋白干燥，然后与CaCl2粉末和甲酸溶液搅拌混合，震荡，形成蚕丝蛋白溶液，将该溶液中的气泡去除，以此获得脱气的蚕丝蛋白溶胶。
进一步优选地，在步骤S2中，所述脱胶蚕丝单元与所述CaCl2粉末的质量比为1:(1.1～1.94)，所述脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：(21～26)。
进一步优选地，在步骤S1中，所述脱胶处理按照下列方式进行：
将桑蚕生丝放入NaHCO3水溶液中，煮沸，在水浴锅中100℃下脱胶，将脱胶后的蚕丝蛋白纤维用去离子水漂洗，除去NaHCO3水溶液的残余物，以此获得脱胶蚕丝蛋白。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
1.本发明中采用前端柔性血运检测模块，固定及连接模块和后端信号处理模块，三者配合，利用血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的光吸收系数的差异，采集反射光的波长，以此获得待测对象的血运信号，实现对血运信号的自动化监测，减少人工操作的误差和对医护人员经验的依赖；
2.本发明中的电信号输出端与通用接口端采用磁吸式连接，能够快速准确连接，使用十分方便，并可实现快速切换被测对象时，直接更换前端柔性血运检测模块以及与其连接的软排线，实现后端信号处理模块一对多的连接方式，连接方式十分灵活，实现前端柔性血运检测模块的一次性使用功能，避免反复使用引入的细菌感染；
3.本发明中贴附在待测对象表面的是前端柔性血运检测模块，避免侵入式的监测，同时其采用柔性材料，与待测对象表皮完美贴合，能随待测对象的表皮的运动而运动，监测过程不受影响，提高舒适度和监测精度；
4.本发明中对前端柔性血运检测模块和软排线，采用直写3D打印成型技术使前端柔性血运检测模块与软排线实现一体化成型，无需组装避免了导线与检测模块的焊接，简化工艺，一体化成型制备导电层确保信号的稳定传输，并且在封装层表面利用直写3D打印成型技术制备蚕丝蛋白粘附层，机械化制备确保了粘附层表面的平整度，有利于粘附层完整贴合于待测皮肤采集光波信号，避免粘附层表面不平导致的光波测量误差影响；
5.本发明中采用在甲酸中Ca2+对天然蚕丝改性，是由于天然蚕丝不溶于水，在甲酸中Ca2+离子浓度可以破坏纤维中丝素的连接，促进蚕丝蛋白溶解并处于过渡态构象，通过流变仪测量分析Ca2+改性溶胶为剪切稀化非牛顿流体，蚕丝蛋白溶胶状态剪切稀化特性有利于直写3D打印挤出成型；且过渡态构象的溶胶在挤出成型后随剪切力释放，溶胶粘度增大可在封装层表面保形，此外Ca2+的存在可使改性的蚕丝蛋白溶胶迅速吸收水分子产生较强的粘附作用，通过上述改性过程，提高蚕丝蛋白的粘附作用。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的一次性术后血运检测监测系统的三维结构示意图；
图2是按照本发明的优选实施例所构建的一次性术后血运检测监测系统的结构框图；
图3是按照本发明的优选实施例所构建的连接器的结构示意；
图4是按照本发明的优选实施例所构建的前端柔性血运检测模块的制备流程示意图；
图5是按照本发明的优选实施例所构建的粘附层的3D打印成型示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-前端柔性血运检测模块，2-连接器，3-后端信号处理输出模块，4-移动终端，5-粘附层6-芯片，7-柔性基底，8-软排线，9-电信号输出端，10-通用接口端，11-通用接口端壳体，12-磁吸公头，13-基底，14-单排五孔导电部件，15-连接卡扣，16-塑胶衬底，17-磁吸母头，18-磁吸器封装层，19-硬质基底，20-PI绝缘薄膜，21-导电层，22-柔性封装层，23-导电银浆，24-蚕丝蛋白溶胶。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1和2所示，一种一次性术后血运检测监测系统，包括前端柔性血运检测模块1，连接器2，后端信号处理输出模块3和移动终端4，其中：软材料磁吸式连接器
前端柔性血运检测模块1是以柔性材料作为基底的印刷电路板(FPCB)，可以采集被测对象的血运光波数据。柔性基底7采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)，在柔性基底7上依次层叠设置导电层和芯片构成FPCB主体；导电层21采用直写3D打印成型技术实现与软排线的一体化成型。在FPCB表面覆盖有一层柔性封装层22，并且其表面利用直写3D打印成型技术制备蚕丝蛋白的粘附层5，从而使得整个前端柔性血运监测系统可以贴附于使用者的皮肤表皮，蚕丝蛋白的粘附层5可以紧密共形贴敷于被测者皮肤，一体化成型与软材料磁吸式连接实现前端柔性血运检测模块的一次性使用。
前端柔性血运检测模块1可以采用商用的血运检测芯片，通过反射式光学原理对人体组织的血运信息进行检测。并且对前端柔性血运检测模块1使用的柔性封装层22和粘附层5进行覆盖，使前端柔性血运检测模块1可以直接与被测者皮肤接触，进而采集被测对象的反射光信息。
前端柔性血运检测模块1的导电层21，采用直写3D打印成型技术一体化制备导电层和软排线，使用膏状的导电材料直接印刷至柔性基底。进一步通过真空吸附的方式固定芯片等电子元件。
连接器2采用软材料磁吸式，通过磁吸件相吸固定导通，可实现通用端与电信号输出端的快速切换。后端信号处理输出模块3通过磁吸式连接线为前端柔性血运检测模块1提供稳定的工作电压，并且前端柔性血运检测模块将采集到的信号数据通过连接器实时传输至后端信号输出处理模块3。连接器2靠磁性吸力快速准确连接，使用十分方便，并可实现快速切换被测对象，连接方式十分灵活。
如图3所示，连接器2包括软排线8，固定于后端信号处理模块的通用接口端10，以及与电信号输出端9；通用接口端10内设置有磁吸公头12，由通用接口端壳体11、单排五孔导电部件14、连接卡扣15和基底13构成；的电信号输出端9内设置有与通用接口端磁性相反的磁吸母头17，由磁吸器封装层18、软排线8和含有导线的塑胶衬底16构成，并且在该塑胶衬底16内的导线也由直写3D打印技术一体化成型，软排线8包括软排线基底，导电层和封装层，本实施例中软排线基底为PI绝缘薄膜20，封装层为PI绝缘薄膜。
后端信号处理输出模块3与前端柔性血运检测模块1通过连接器2相连，该后端信号处理输出模块3将的前端柔性血运检测模块1采集的数据信号进行处理，首先通过滤波器处理降低环境光干扰，之后通过寻峰算法寻找同一个脉动过程中透射光强的比值，再通过Lambert-Beer定律实时计算血运数值；最后将计算得到的血运数值通过蓝牙射频模块发送至移动终端4，基于移动终端4即可显示和存储被测对象的血运信息。
如图2所示，后端信号处理输出模块3包括核心处理器，时钟晶振单元，程序下载单元、供电单元和蓝牙射频单元，其中：核心处理器采用CC2640核心处理器单元能够控制前端柔性血运检测模块的运行，将前端柔性血运检测模块采集到的数据进行分析处理，并且通过蓝牙射频单元实时传送至移动终端人机交互血氧APP。时钟晶振单元用于辅助CC2640核心处理器单元正常运行，程序下载单元用于将后端信号处理输出模块所需要的运行的程序写入核心处理器单元。供电单元由输出电压为3V的纽扣电池、TPS61070DDCR升压芯片和去耦电容组成，其中，纽扣电池供电用于提供固定电压，升压芯片用于将供电单元提供的固定电压升高达到电路运行要求电压。
移动终端4为人机交互血运APP，所对应的终端设备为智能手机或个人电脑。移动终端4可以实时的接收被测者血运信息并显示存储于移动终端平台。
前端柔性血运检测模块1为层级结构，其包括自上而下设置的粘附层5、柔性封装层22、芯片6、导电层21及柔性基底7；芯片6与导电层21连接，二者设置在柔性基底7之上，柔性封装层22将芯片6、导电层21和柔性基底7封装保护；粘附层5印刷制备在柔性封装层22之上，赋予前端柔性血运检测模块1与皮肤共形接触的能力。
如图4所示，前端柔性血运检测模块1的制备方法包括步骤如下：
步骤一：将二甲基硅氧烷(PDMS)均匀涂敷在硬质基底19上；将涂有PDMS的硬质基底放在旋涂机上，旋涂速度为500rpm，旋涂时间为3min，实现硬质基底上均匀制备PDMS层；之后加热使其固化，加热温度为90℃，固化时间为2小时，即可得到在硬质基底上制备的柔性基底7。
步骤二：制备软排线基底，使用聚酰亚胺薄膜(PI膜)作为软排线基底。在硬质基底上固定PI薄膜；使用粘接剂将软排线基底与柔性基底拼接形成3D打印一体化制备基底；
步骤三：制备导电银浆，将银粉(如AgF-3C银粉)与聚甲基硅氧烷按照质量比为3:1混合搅拌制备；
步骤四：直写3D打印技术一体化成型制备导电层，将导电银浆装入直写3D打印设备打印喷头的料筒内部，将软排线基底与柔性基底置于打印平台中心柔性基底朝上。设置打印参数、进给速度、喷头直径和挤出压力，通过软件控制喷头的移动和材料的运输打印制备粘附层。然后，将印刷有导电银浆的柔性基底与硬质基底19剥离并转移到不与PDMS粘连的硬质基底(如砂纸)表面，得到整体独立的前端模块与软排线一体化的导电层。
步骤五：在导电银浆半干燥状态下，采用真空吸附的方式，将芯片6与前端柔性血运检测模块1的导电层21的银浆粘连，将粘连有芯片6的模块置于烘箱中160℃固化2小时，常温降至90℃，即可实现芯片6与导电层21的固化。
步骤六：制备柔性封装层，采用PDMS对柔性基底7、导电层21、芯片6进行封装，将设计有芯片和导电层的FPCB前端柔性血运检测模块固定在石英玻璃平面上，确保整个PFCB平整。将PDMS均匀涂敷在FPBC导电基底层上，静置2min，待PDMS平整扩散在FPBC导电基底层后，之后在可调温热板上加热使其固化，加热温度为90℃，固化时间为2小时，即可得到柔性封装层22。软排线采用PI膜进行封装，在PI膜上均匀涂抹一层热固性环氧胶，将涂有热固性环氧胶的PI膜按压盖在软排线导电层上，并置于烤箱中80℃固化1小时。
步骤七：制备粘附层5，在PDMS柔性封装层表面制备一层蚕丝蛋白粘附层，使前端柔性血运检测模块与皮肤共形接触，能够紧密结合，实现器件的可穿戴。
对于蚕丝蛋白的粘附层5，蚕丝蛋白是一种具有高生物相容性和生物可降解性的天然蛋白质，可应用于生物相容性聚合物基底。与蚕丝粘合剂(粘附层)连接的表皮电子器件便于分离并重新附着在皮肤上，长时间保持在皮肤上而没有损伤，并允许以高信噪比可靠低测量生理信号。
对于蚕丝蛋白粘溶胶的制备方法，具体如下：
步骤一：将桑蚕生丝放入NaHCO3水溶液中，煮沸，在水浴锅中100℃下脱胶，将脱胶后的蚕丝蛋白纤维用去离子水漂洗，除去NaHCO3水溶液的残余物，以此获得脱胶蚕丝蛋白。
步骤二：脱胶蚕丝蛋白纤维干燥后，将脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1:(1.1～1.94)，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：(21～26)，搅拌操作中采用玻璃棒搅拌，搅拌时间为10～60min；密封后在振荡器上震荡均匀，充分聚合，然后将装有蚕丝蛋白粘附层溶液放在真空泵中将溶液中的气泡去除干净，得到的脱气完全的蚕丝蛋白粘附层溶胶；
随着Ca2+浓度的增加，粘附层可以吸收较多的水分子，水分子的增加赋予Ca2+改性蚕丝蛋白较好的粘弹性，可以保持粘附层与皮肤较高的粘附强度；当Ca2+浓度过大的粘附层，吸收水分子过多会导致是蚕丝蛋白结构变形，降低内聚力导致粘附强度降低。粘附层吸收大量水分子有利于界面处的机械互锁，增强粘附强度。随着Ca2+浓度的增加，蚕丝蛋白的粘度降低。较低的Ca2+浓度粘度太低成型质量差，当Ca2+浓度过大，蚕丝蛋白粘度增大，导致需要较大的挤出气压。因此在制备过程中，综合制备工艺、成型质量和粘附强度选择蚕丝蛋白与Ca2+比例(70:30～60:40)，即对应脱胶蚕丝单元与CaCl2粉末质量比为1：(1.1～1.94)，有利于制备成型质量好，具备较大粘附强度的粘附层。
甲酸的作用在于溶解脱胶蚕丝蛋白与CaCl2，取值范围1：(21～26)依据控制Ca2+的浓度，可有效实现Ca2+改性的蚕丝蛋白溶胶粘附特性。
步骤三：将步骤二得到的蚕丝蛋白粘附层溶胶装入直写3D打印设备打印喷头的料筒内部，将的前端柔性血运检测模块置于打印平台中心柔性封装层朝上。在模型处理软件中导入粘附层打印轨迹，设置相应的打印参数、进给速度、喷头直径和挤出压力后进行打印制备粘附层。将打印成型的柔性封装粘附层置于65℃20％RH下蒸发溶剂，得到前端柔性血运检测模块。
Ca2+能够帮助蛋白分子维持高浓度下的无规线团/过渡态的构象，大量存在的Ca2+有助于蚕丝蛋白分子以溶胶状态稳定储存。的Ca2+改性蚕丝蛋白溶胶状态利用稳定存在，当受剪切应变会发生剪切稀化现象，将的蚕丝蛋白溶胶注入打印喷头内部，采用直写3D打印成型技术在的前端柔性血运检测模块1的柔性封装层上制备粘附层5。
如图5所示，直写3D打印成型设备制备粘附层5，该过程分为三个处理过程，预处理(打印模型的生成，生物墨水的准备)、打印过程和打印后组织层的处理，直写3D打印成型设备)包括气压控制单元、XYZ轴运动控制单元、打印喷头、打印平台和模型处理软件。通过模型处理软件生成粘附层5模型，即粘附层打印运动轨迹。将蚕丝蛋白粘附层溶胶装入直写3D打印设备打印喷头的料筒内部，将前端柔性血运检测模块置于打印平台中心柔性封装层22朝上。设置打印参数、进给速度、喷头直径和挤出压力，通过软件控制喷头的移动和材料的运输进行打印制备粘附层。打印完成后组织层的后处理，将打印成型的柔性封装粘附层置于65℃20％RH下蒸发溶剂，得到前端柔性血运检测模块。
下面将结合具体的实施例进一步说明本发明的蚕丝蛋白的改性。
实施例1
S1选取完整的蚕茧，将蚕茧切开得到桑蚕生丝；将5g切好的桑蚕生丝放入0.5wt％NaHCO3水溶液中，煮沸至100℃，在水浴锅中100℃下脱胶30min，将脱胶后的蚕丝蛋白纤维用去离子水漂洗，除去NaHCO3水溶液的残余物，得到脱胶处理的蚕丝蛋白纤维；
S2脱胶蚕丝蛋白纤维干燥后，将脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.1，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：21，搅拌，搅拌操作中采用玻璃棒搅拌，搅拌时间为10min；密封后在振荡器上震荡均匀，充分聚合，然后将装有蚕丝蛋白粘附层溶液放在真空泵中将溶液中的气泡去除干净，得到的脱气完全的蚕丝蛋白粘附层溶胶。
实施例2
实施例1的步骤和参数与实施例1相同，其中步骤S2中脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.2，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：21.55，搅拌20min。
实施例3
实施例1的S1和参数与实施例1相同，其中步骤S2中脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.3，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：22.09，搅拌30min。
实施例4
实施例1的S1和参数与实施例1相同，S2中脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.4，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：22.64，搅拌40min。
实施例5
实施例1的S1和参数与实施例1相同，脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.5，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：23.18，搅拌50min。
实施例6
实施例1的S1和参数与实施例1相同，脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.6，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：23.73，搅拌60min。
实施例7
实施例1的S1和参数与实施例1相同，脱胶蚕丝蛋白、CaCl2粉末和甲酸溶液混合，其中，脱胶蚕丝蛋白与CaCl2粉末质量比为1：1.94，脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：26搅拌60min。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一次性术后血运检测监测系统，其特征在于，该系统包括前端柔性血运检测模块(1)、连接器(2)和后端信号处理输出模块(3)，其中：
所述前端柔性血运检测模块(1)用于采集被测对象的血运光波数据，其包括柔性基底(7)、导电层(21)、芯片(6)、柔性封装层(22)和粘附层(5)，所述导电层(21)设置在所述柔性基底上，所述芯片(6)设置在所述导电层上，通过所述导电层将芯片采集的待测对象的光波数据传输出去，所述柔性封装层(22)设置在所述芯片上，用于对所述芯片进行封装，所述粘附层(5)设置在所述柔性封装层上，该粘附层用于将所述前端柔性血运检测模块贴附在待测对象表面；
所述连接器(2)用于将所述前端柔性血运检测模块(1)与所述后端信号处理输出模块(3)连接，并将所述前端柔性血运检测模块检测的待测对象的光波数据传递给所述后端信号处理模块；
所述后端信号处理模块(3)接收来自所述前端柔性血运检测模块采集的光波数据，然后基于光学定律建立非侵入式无创血运测量模型，依据血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的光吸收系数的差异，通过采集二者的反射光波长，利用所述测量模型计算处理，以此获得待测对象的血运信号。
2.如权利要求1所述的一种一次性术后血运检测监测系统，其特征在于，所述连接器(2)包括软排线(8)、电信号输出端(9)和通用接口端(10)，所述软排线(8)与所述前端柔性血运检测模块中的导电层(21)连接，所述电信号输出端(9)与所述软排线(8)连接，用于将所述前端柔性血运检测模块检测的光波数据传递给设置在所述后端信号处理模块上的所述通用接口端(10)，所述电信号输出端与所述通用接口端采用磁吸式连接。
3.如权利要求1或2所述的一种一次性术后血运检测监测系统，其特征在于，所述后端信号处理模块(3)包括供电单元、核心处理器、时钟晶振单元、程序下载单元和蓝牙射频单元，所述供电单元与所述核心处理器连接，用于向所述核心处理器供电，所述时钟晶振单元和程序下载模块同时与所述核心处理器连接，所述时钟晶振单元用于提供时钟信号辅助核心处理器正常运行，所述程序下载单元用于将光学信号处理所需要的计算运行程序写入核心处理器，所述蓝牙射频单元与所述核心处理器连接，用于将核心处理器处理的血运信号通过蓝牙射频天线传输至移动终端。
4.如权利要求1或2所述的一种一次性术后血运检测监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括移动终端(4)，移动终端(4)与所述后端信号处理输出模块(3)连接，用于接收来自后端信号处理输出模块的血运信号，并将其存储和显示。
5.一种权利要求1-4任一项血运检测系统中前端柔性血运检测模块的制备方法，该方法包括下列步骤：
S1选取硬质基底(19)在该硬质基底上涂覆柔性基底材料，固化后在所述硬质基底上获得柔性基底(7)；
S2选取硬质基底，在该硬质基底上固定软排线基底，以此在所述硬质基底上获得软排线基底，将步骤S1中获得的设置有柔性基底的硬质基底和步骤S2中设置有软排线基底的硬质基底拼接在一起，并采用粘接剂将所述柔性基底与软排线基底连接；
S3利用导电银浆采用直写3D打印在所述柔性基底和软排线基底上进行打印，以此形成导电层(21)；将所述柔性基底与软排线基底从所述硬质基底上剥离，将其放置在与所述柔性基底部不粘连的另一硬质基底上；
S4在所述导电银浆(23)干燥之前，将所述芯片(6)放置在所述柔性基底的导电银浆上，烘干，以此获得所需导电层和固定在该导电层上的芯片；
S5在所述柔性基底上的导电层上涂覆封装胶，加热固化后实现对所述芯片和导电层的封装，以此获得柔性封装层(22)；在所述软排线基底上的导电层上压覆封装材料，固化后形成软排线；
S6在所述柔性封装层上涂覆蚕丝蛋白粘附溶胶，固化后获得粘附层(5)，将柔性基底与另一硬质基底上剥离，以此获得所需的所述前端柔性血运检测模块以及与其连接的软排线。
6.如权利要求5所述的前端柔性血运检测模块的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述柔性基底材料采用PDMS；在S5中，所述封装胶也采用PDMS。
7.如权利要求5或6所述的前端柔性血运检测模块的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述软排线基底上导电层压覆的封装材料采用PI薄膜，该封装按照下列方式进行：首先在PI膜上均匀涂抹一层热固性环氧胶，然后将涂有热固性环氧胶的PI膜按压盖在所述软排线基底的导电层上，固化后实现封装过程获得软排线。
8.一种权利要求5-7任一项所述的前端柔性血运检测模块中所述的蚕丝蛋白粘附溶胶的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
S1选取完整的蚕茧，将蚕茧切开得到桑蚕生丝；将该桑蚕生丝进行脱胶处理，以此获得脱胶蚕丝蛋白；
S2将所述脱胶蚕丝蛋白干燥，然后与CaCl2粉末和甲酸溶液搅拌混合，震荡，形成蚕丝蛋白溶液，将该溶液中的气泡去除，以此获得脱气的蚕丝蛋白溶胶。
9.如权利要求8所述的一种蚕丝蛋白粘附溶胶的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述脱胶蚕丝单元与所述CaCl2粉末的质量比为1:(1.1～1.94)，所述脱胶蚕丝蛋白与甲酸溶液的质量比为1：(21～26)。
10.如权利要求8或9所述的一种蚕丝蛋白粘附溶胶的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述脱胶处理按照下列方式进行：
将桑蚕生丝放入NaHCO3水溶液中，煮沸，在水浴锅中100℃下脱胶，将脱胶后的蚕丝蛋白纤维用去离子水漂洗，除去NaHCO3水溶液的残余物，以此获得脱胶蚕丝蛋白。
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