[發(fā)明專利]用于血流動力學(xué)穿戴式裝置的表面聲波RFID感測器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780055584.4
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN109690945A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿亞爾·拉姆;阿米爾·利希滕斯坦
• 申請（專利權(quán)）人: 艾皮喬尼克控股有限公司
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64;A61B5/02
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32260
• 代理人: 顧一明

本發(fā)明公開了一種基于表面聲波(SAW)傳感器和二維電子氣(2DEG)或二維空穴氣(2DHG)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的組合的射頻識別(RFID)感測器的實施例以及其在血流動力學(xué)穿戴式裝置中的使用。所述SAW RFID感測器芯片包含壓電結(jié)構(gòu)，其上沉積有多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括至少兩層：緩沖層和勢壘層，其中所述層由III?V單晶或多晶半導(dǎo)體材料生長而成，例如Ga N/Al Ga N。交叉指形傳感器(IDT)轉(zhuǎn)換SAW安裝在所述勢壘層的頂部。2DEG或2DHG導(dǎo)通道形成于所述緩沖層與所述勢壘層之間的界面處并且在連接于所形成通道的非歐姆(電容耦合)源極和漏極觸點之間的系統(tǒng)中提供電子或空穴電流。

技術(shù)領(lǐng)域

一般而言，本申請案涉及基于表面聲波(SAW)傳感器以及其在人類所產(chǎn)生的電場的檢測和連續(xù)監(jiān)測中的使用的領(lǐng)域。尤其，本申請案涉及GaN/AlGaN零功率SAW RFID感測器以及其在血流動力學(xué)穿戴式裝置中的使用。

背景技術(shù)

歸因于穿戴式感測器的發(fā)展，其能夠在保持不顯眼、合適、低成本并且容易操作及解釋同時無線地提供必要的醫(yī)療信息，近年來個性化移動醫(yī)療一直持續(xù)推進。數(shù)字化創(chuàng)新正在改變醫(yī)學(xué)，而血流動力學(xué)監(jiān)測并非例外。在不久的將來，我們可以預(yù)想這樣一個世界，臨床醫(yī)生將監(jiān)測帶有血流動力學(xué)穿戴式裝置或可植入感測器的病人，這些裝置或感測器能夠與診斷云通信并且集成用于診斷和預(yù)測不良事件的歷史、臨床、生物及生理信息，選擇最合理的治療并且確保其被適當(dāng)提供。本申請案示范了這些理念和包括用于血流動力學(xué)監(jiān)測的個人裝置和穿戴式裝置的產(chǎn)品中的一些成為現(xiàn)實。

Frederic Michard(“數(shù)字健康時代的血流動力學(xué)監(jiān)測”，重癥監(jiān)護年鑒，2016，6:15)評估了用于血流動力學(xué)監(jiān)測的現(xiàn)代技術(shù)和裝置。大部分這些技術(shù)和裝置都基于脈搏曲線算法，例如，其允許計算來自動脈血壓曲線的心博量和心輸出量。其可靠性主要取決于壓力信號的信噪比(質(zhì)量)以及血管緊張度的變化。由此而論，DeBacker等人(“基于動脈血壓的心輸出量監(jiān)測：感染病人的第三代軟件的多中心驗證”，重癥監(jiān)護醫(yī)學(xué)2011，37:233-40)和Slagt等人(“對測定心輸出量和心博量變化的未校正動脈血壓波形分析的系統(tǒng)性回顧”，英國麻醉學(xué)雜志，2014，112:626-37)對分別將熱稀釋法或超聲心動圖用作參考方法的這些技術(shù)和裝置的準(zhǔn)確度和精密度提出質(zhì)疑。

可以從動脈導(dǎo)管無創(chuàng)性地記錄動脈血壓，或者從手指動脈、橈動脈和臂套非侵襲性地記錄。還可以通過手機相機從任何其它監(jiān)測儀獲取動脈血壓波形，并且可以由OlivierDesebbe通過可下載應(yīng)用程序(例如CaptesiaTM(可用于安卓))計算血流動力學(xué)參數(shù)。這種app尚未被批準(zhǔn)用于臨床應(yīng)用，但其說明數(shù)字技術(shù)使用來自監(jiān)測儀的動脈波形的數(shù)碼像片并且選擇動脈異母的峰值和波谷來自動計算脈壓變化(PPV)的能力。

微電子和納米電子機械系統(tǒng)(MEMS和NEMS)是將要徹底改革世界的基于壓電性和壓電現(xiàn)象的小型化壓力感測器。所述機械系統(tǒng)能夠以高準(zhǔn)確度和高信噪比感測血流動力學(xué)參數(shù)。因為所述機械系統(tǒng)制造相對便宜，較小、非侵入性并且無線，這種感測器可以進行連續(xù)血流動力學(xué)監(jiān)測，這是超越手術(shù)室和重癥監(jiān)護病房的現(xiàn)實。這些感測器可由許多人使用，從有血流動力學(xué)惡化風(fēng)險的人到慢性高血壓門診病人。

此外，日常生活中的連續(xù)ECG檢測的可能性對于現(xiàn)代社會中預(yù)測衛(wèi)生保健而言極為重要和無價的，其中可盡早檢測心臟壓力信號。近來，使用光學(xué)體積描記術(shù)(脈搏血氧儀)從手腕上的單一點測量心率的脈搏表已經(jīng)被商業(yè)化。Runner Cardio和Alpha表使用光學(xué)體積描記術(shù)來連續(xù)地測量血流動力學(xué)血波和心率。其工作原理是基于脈搏傳導(dǎo)時間法，使用額外的ECG信號來計算血壓。