據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，新加坡國立大學(xué)（NUS）的研究人員開發(fā)出一種用于連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)的無電池皮膚貼片傳感器及相關(guān)人體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)志著可穿戴心血管監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重大飛躍。相關(guān)研究成果以“A battery-free wireless epidermal sensor network for continuous systolic blood pressure monitoring”為題，發(fā)表在Nature Electronics期刊上。
佩戴在人體手腕上的皮膚貼片傳感器——無需使用笨重的袖帶（要求用戶保持靜止），也無需為電池充電，即可實(shí)現(xiàn)人體血液的日常監(jiān)測(cè)。
新加坡國立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系研究人員Selman Kurt表示，人體深度睡眠與清晨蘇醒瞬間的連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，然而這些時(shí)段的血壓往往處于未被監(jiān)測(cè)的狀態(tài)。已有研究證實(shí)：晨起瞬間血壓驟升、夜間睡眠階段血壓生理性降幅不足，是中風(fēng)及其它心血管疾病的高危預(yù)測(cè)指標(biāo)。
該研究團(tuán)隊(duì)由新加坡國立大學(xué)4名研究人員與教授共同組成，Selman Kurt擔(dān)任負(fù)責(zé)人，他表示：“人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)血壓達(dá)到峰值同樣具有重要的臨床意義。研究表明，血壓值偏離正常范圍——無論是峰值異常偏高還是降低——都與心血管疾病、中風(fēng)及全因早亡的長期風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。”
傳統(tǒng)的袖帶式血壓計(jì)可靠性很高。但由于需要用戶保持靜止坐姿，所以只能記錄靜息狀態(tài)下的生命體征瞬時(shí)數(shù)據(jù)，無法捕捉到人體運(yùn)動(dòng)或日常活動(dòng)中血壓的波動(dòng)情況。另一方面，腕部可穿戴設(shè)備允許在日常活動(dòng)中進(jìn)行連續(xù)且無干擾的監(jiān)測(cè)，但這種便利性的代價(jià)是臨床準(zhǔn)確性下降。此外，可穿戴設(shè)備的電池也需要頻繁充電。
這種皮膚貼片傳感器的研發(fā)工作始于2021年，由新加坡國立大學(xué)無線生物電子研究組牽頭，該團(tuán)隊(duì)與亞利桑那大學(xué)以及清華大學(xué)的研究人員共同合作。用于連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)的皮膚貼片傳感器網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)放置在心臟上方的傳感器，用于在心臟收縮并將血液泵送至全身時(shí)采集電信號(hào)；以及一個(gè)放置在手腕上的光學(xué)傳感器，用于讀取血容量的變化。
用于連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)的無源無線皮膚貼片傳感器網(wǎng)絡(luò)
Selman Kurt表示，脈搏波從心臟傳導(dǎo)至手腕的時(shí)延（單位毫秒）與血壓呈負(fù)相關(guān)；血壓越低，脈搏波傳導(dǎo)時(shí)延越長。
所有易隨人體活動(dòng)產(chǎn)生晃動(dòng)的較重組件（電池是典型代表）均需舍棄；晃動(dòng)會(huì)干擾傳感器信號(hào)，造成測(cè)量失真。相反，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的傳感器兩端連接有干式鉑電極，通過縫制在普通長袖襯衫上的導(dǎo)電織物，從佩戴在用戶上臂處的智能手機(jī)獲取電力。
皮膚貼片傳感器兩端連接有干式鉑電極
電力通過近場(chǎng)通信（NFC）從智能手機(jī)獲取，這與用于傳輸數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)非接觸式支付的技術(shù)相同。手機(jī)中的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，傳感器中的接收線圈將其轉(zhuǎn)換為電流。Selman Kurt表示，采集到的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳回手機(jī)，相當(dāng)于在人體體表搭建一套微型無線傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)傳感器與手機(jī)間的生理信號(hào)交互。
Selman Kurt表示，雖然連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)是“生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的圣杯”，但該項(xiàng)目的啟動(dòng)初衷也源于他父親所遭受的“白大衣高血壓（white coat syndrome）”困擾。
這種皮膚貼片傳感器的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，以造福高血壓或心血管疾病高危人群，但研究團(tuán)隊(duì)當(dāng)前的首要任務(wù)是完善技術(shù)，使其更加易于使用。需要改進(jìn)的方面包括：通過應(yīng)用程序（APP）在用戶的智能手機(jī)上顯示實(shí)時(shí)血壓讀數(shù)，以及改進(jìn)導(dǎo)電材料。
Selman Kurt表示：“我們還在努力提升導(dǎo)電織物的耐用性。目前，該織物在洗滌約10次后，其傳輸數(shù)據(jù)和電力的能力開始下降。”
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41928-026-01597-1
《面向可穿戴設(shè)備的傳感器和執(zhí)行器-2025版》
《可穿戴傳感器技術(shù)及市場(chǎng)-2025版》
《印刷和柔性傳感器技術(shù)及市場(chǎng)-2024版》
《蘋果在無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)明專利與產(chǎn)業(yè)布局分析》
《基于拉曼光譜的血糖監(jiān)測(cè)專利態(tài)勢(shì)分析-2024版》
《雅培輔理善瞬感持續(xù)血糖監(jiān)測(cè)傳感器產(chǎn)品分析》
《糖尿病管理技術(shù)及市場(chǎng)-2025版》
《蘋果在血壓監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)明專利與產(chǎn)業(yè)布局分析》
