連續(xù)、精準的血壓監(jiān)測對于高血壓等心血管疾病防控至關(guān)重要。近年來，可穿戴傳感技術(shù)為連續(xù)生理監(jiān)測提供了新的路徑，但其性能仍受到電池體積與重量的限制，不僅影響穿戴舒適性和續(xù)航能力，還會在動態(tài)場景中引入運動偽影，制約信號質(zhì)量與長期穩(wěn)定性。因此，發(fā)展無需電池、具備無線供能與高速通信能力的可穿戴生理傳感網(wǎng)絡，實現(xiàn)血壓等生理信號的高保真連續(xù)監(jiān)測，成為該領(lǐng)域亟待突破的方向。
近日，清華大學深圳國際研究生院助理教授田曦團隊聯(lián)合國內(nèi)外多家單位，研發(fā)出一種無線無源的表皮傳感網(wǎng)絡（epidermal sensor network），實現(xiàn)了在日常活動乃至運動場景中的連續(xù)收縮壓監(jiān)測（圖1）。
圖1 無線無源表皮傳感網(wǎng)絡原理及架構(gòu)
基于一種可集成于日常服裝中的雙模超構(gòu)材料織物（metamaterial textile），該生理傳感網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)與能量可實現(xiàn)無線傳輸。其將13.56 MHz無線供能與2.4 GHz無線通信分離到兩個獨立通道中，在兼顧無線供能效率的同時，實現(xiàn)了更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，為連續(xù)、高保真、多節(jié)點生理監(jiān)測提供了新的技術(shù)路徑（圖2）。
圖2 雙模超構(gòu)材料織物的工作原理與性能表征
在傳感器方面，研究團隊設計了一系列無線無源的表皮電子傳感器，構(gòu)建了由心電（ECG）與光電容積脈搏波（PPG）傳感器組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無電池的柔性貼膚設計，可在運動狀態(tài)下減少運動偽影、實現(xiàn)穩(wěn)定信號采集，并兼具良好的佩戴舒適性與長期使用能力。
圖3 無線無源表皮傳感器
通過同步采集ECG與PPG信號并結(jié)合脈搏傳導時間（PTT），該系統(tǒng)實現(xiàn)了連續(xù)收縮壓估計。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定地進行連續(xù)血壓監(jiān)測，且與標準測量結(jié)果保持良好一致性。研究團隊進一步在通勤、睡眠、運動等場景中驗證了系統(tǒng)性能。結(jié)果顯示，該無線無源生理傳感網(wǎng)絡能夠在真實動態(tài)環(huán)境下連續(xù)監(jiān)測心率、血氧和收縮壓等生理參數(shù)。
圖4 無線無源生理傳感網(wǎng)絡在通勤和運動等場景中的連續(xù)監(jiān)測
研究成果以“用于連續(xù)收縮壓監(jiān)測的無線無源表皮傳感網(wǎng)絡”（A battery-free wireless epidermal sensor network for continuous systolic blood pressure monitoring）為題，于2026年4月10日發(fā)表在《自然·電子學》（Nature Electronics）上。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41928-026-01597-1
