心電信號(ECG)在日常監(jiān)護以及心血管疾病的診斷及治療等領(lǐng)域具有重要的輔助作用。目前多數(shù)心電監(jiān)護設(shè)備需要使用多根線纜連接至被測試者身體的不同部位,這將嚴重影響被測試者的舒適性。
有機電化學(xué)晶體管(OECT)由于具有低工作電壓、高跨導(dǎo)以及較好的生物相容性而廣泛應(yīng)用于生物傳感及柔性可穿戴電子領(lǐng)域。
圖一,超薄柔性有機電化學(xué)晶體管制備和表征。
基于此,香港理工大學(xué)講座教授嚴鋒領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊報道了一種超柔有機電化學(xué)晶體管陣列(OECT array),并用于心臟區(qū)域體表的心電信號測繪,相關(guān)工作以“Wearable Organic Electrochemical Transistor Array for Skin-Surface Electrocardiogram Mapping above a Human Heart”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。
通過優(yōu)化OECT器件制備工藝,器件溝道長度可縮短至僅2微米,采用聚對二甲苯(Parylene)柔性襯底制備的器件具有極佳的柔性,彎曲穩(wěn)定性好,響應(yīng)時間可縮短至約10微秒。
圖二,有機電化學(xué)晶體管的晶體管性能和瞬態(tài)響應(yīng)。
柔性O(shè)ECT陣列用于可穿戴心電信號測繪時,該陣列能夠和皮膚完美貼合,并通過單根信號線纜連接至外部信號獲取設(shè)備,所獲得的信號具有典型的心電信號特征,在陣列不同位置記錄的心電信號具有不同的信號特征,該特征區(qū)別于傳統(tǒng)12導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護儀所獲得信號,并有望用于體育訓(xùn)練指導(dǎo)及心血管疾病診斷。
圖三,超薄柔性有機電化學(xué)晶體管陣列貼于體表并實現(xiàn)心電圖表面測繪。
圖四,運動前后體表心電圖表面測繪比較。
