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。

图1.无线无源表皮传感网络原理与架构

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（图1）。

图2.双模超材料织物的工作原理与性能表征

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（图2）。

图3.无线无源表皮传感器

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。

图4.无线无源生理传感网络在通勤和运动等场景中的连续监测

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。