深圳国际研究生院田曦团队合作研发用于连续收缩压监测的无线无源表皮传感网络

2026/4/23 13:53:19 593: 来源：清华大学

摘要：在传感器方面，研究团队设计了一系列无线无源的表皮电子传感器，构建了由心电（ECG）与光电容积脉搏波（PPG）传感器组成的系统。

　　【仪表网研发快讯】连续、精准的血压监测对于高血压等心血管疾病防控至关重要。近年来，可穿戴传感技术为连续生理监测提供了新的路径，但其性能仍受到电池体积与重量的限制，不仅影响穿戴舒适性和续航能力，还会在动态场景中引入运动伪影，制约信号质量与长期稳定性。因此，发展无需电池、具备无线供能与高速通信能力的可穿戴生理传感网络，实现血压等生理信号的高保真连续监测，成为这一领域亟待突破的方向。

　　近日，清华大学深圳国际研究生院田曦助理教授团队联合国内外多家单位，研发出一种无线无源的表皮传感网络(epidermal sensor network)，实现了在日常活动乃至运动场景中的连续收缩压监测。

　　基于一种可集成于日常服装中的双模超材料织物(metamaterial textile)，该生理传感网络的数据与能量可实现无线传输。其将13.56MHz无线供能与2.4GHz无线通信分离到两个独立通道中，在兼顾无线供能效率的同时，实现了更高速率的数据传输，为连续、高保真、多节点生理监测提供了新的技术路径。

　　在传感器方面，研究团队设计了一系列无线无源的表皮电子传感器，构建了由心电(ECG)与光电容积脉搏波(PPG)传感器组成的系统。该系统采用无电池的柔性贴肤设计，可在运动状态下减少运动伪影、实现稳定信号采集，并兼具良好的佩戴舒适性与长期使用能力。

　　通过同步采集ECG与PPG信号并结合脉搏传导时间(PTT)，该系统实现了连续收缩压估计。实验结果表明，系统能够长期稳定地进行连续血压监测，且与标准测量结果保持良好一致性。研究团队进一步在通勤、睡眠、运动等场景中验证了系统性能。结果显示，该无线无源生理传感网络能够在真实动态环境下连续监测心率、血氧和收缩压等生理参数。

　　研究成果以“用于连续收缩压监测的无线无源表皮传感网络”(A battery-free wireless epidermal sensor network for continuous systolic blood pressure monitoring)为题，于4月10日发表于《自然·电子学》(Nature Electronics)。

　　清华大学深圳国际研究生院助理教授田曦、美国亚利桑那大学副教授菲利普·古特鲁夫(Philipp Gutruf)、新加坡国立大学副教授何思远(John S. Ho)为论文通讯作者。新加坡国立大学博士毕业生塞尔曼·库尔特(Selman A. Kurt)、亚利桑那大学博士毕业生凯文·卡斯珀(Kevin A. Kasper)和清华大学深圳国际研究生院2022级博士生徐庆昊为论文共同第一作者。

　　研究得到国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、深圳市科技计划、清华大学深圳国际研究生院双螺旋中心、新加坡国立大学健康创新与技术研究所的资助。