摘要可穿戴電子產(chǎn)品因其體積小、佩戴舒適、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量人體生命體征和生理信息研究中受到越來(lái)越多的關(guān)注，在疾病診斷、康復(fù)治療和日常健康評(píng)估領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。可穿戴傳感器作為可穿戴電子產(chǎn)品中采集信息的關(guān)鍵模塊，受到了廣泛關(guān)注，獲得了快速發(fā)展。本文主要聚焦可穿戴傳感器在健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，圍繞關(guān)鍵的生理和生化指標(biāo)檢測(cè)，系統(tǒng)地闡述了相應(yīng)可穿戴傳感器的研究現(xiàn)狀與前沿?zé)狳c(diǎn)，分析了各類(lèi)傳感器的優(yōu)勢(shì)與不足，并對(duì)可穿戴傳感器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞可穿戴傳感器;健康監(jiān)測(cè);多功能傳感器;柔性電子;評(píng)述

　　可穿戴設(shè)備是指可以佩戴在人體不同部位連續(xù)、實(shí)時(shí)獲取物理、化學(xué)、生物量信息，從而為健康監(jiān)測(cè)和醫(yī)療診斷等應(yīng)用提供服務(wù)的設(shè)備。隨著世界多國(guó)老齡化加劇，慢性病以及突發(fā)疾病引起的死亡或殘疾問(wèn)題日益突出，健康監(jiān)護(hù)用可穿戴設(shè)備受到了廣泛關(guān)注[12]。

　　健康方向論文： 個(gè)體健康研究中的因果推斷方法、應(yīng)用與展望

　　可穿戴設(shè)備主要由傳感器、電源模塊、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)傳輸模塊等組成，其中傳感器件作為可穿戴設(shè)備的主要功能部件成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。已有一些綜述文章報(bào)道了柔性可穿戴傳感器用于人體健康監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展[3]，但大多集中在單一指標(biāo)檢測(cè)或單一傳感器的應(yīng)用探索。本文針對(duì)動(dòng)作、呼吸、脈搏、血壓、心率、心電、汗液、唾液等關(guān)鍵的生理和生化指標(biāo)，介紹了用于檢測(cè)這些指標(biāo)的主要可穿戴傳感器類(lèi)型，分析了各類(lèi)傳感器的優(yōu)勢(shì)與不足，綜述了其研究進(jìn)展，并對(duì)可穿戴健康監(jiān)測(cè)傳感器所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的研究方向進(jìn)行了總結(jié)與展望。

　　1單一指標(biāo)監(jiān)測(cè)

　　1.1人體生理信號(hào)監(jiān)測(cè)

　　1.1.1身體動(dòng)作監(jiān)測(cè)

　　肢體動(dòng)作與微表情監(jiān)測(cè)對(duì)于健康評(píng)估、智慧教學(xué)、人機(jī)交互等領(lǐng)域具有重要意義[4]。由于四肢彎曲和足部行走通常伴隨較大的應(yīng)變和壓力變化，現(xiàn)有傳感技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些變化的直接測(cè)量。柔性壓力應(yīng)變傳感器具有感應(yīng)范圍寬、靈敏度高、輕便柔軟、易集成的特點(diǎn)，在穿戴式動(dòng)作監(jiān)測(cè)領(lǐng)域極具優(yōu)勢(shì)[56]。根據(jù)測(cè)試原理的不同，柔性壓力應(yīng)變傳感器主要分為電阻式、電容式、壓電式和摩擦電式。其中，電阻式壓力應(yīng)變傳感器的工作原理為器件在應(yīng)力作用下發(fā)生變形，導(dǎo)電介質(zhì)的分布狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致導(dǎo)電通路發(fā)生變化，從而引起電阻有規(guī)律地變化。

　　新穎的柔性導(dǎo)電材料(如MXene、碳納米管(CNTs)、石墨烯和銀納米線(xiàn)等[78])以及獨(dú)特的微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如金字塔[9]、微柱和互鎖結(jié)構(gòu)等[10])使得電阻式壓力應(yīng)變傳感器的靈敏度和感應(yīng)范圍不斷提升。Wang等[11]報(bào)道了一種基于三維自交聯(lián)碳納米棒陣列(CNA)的柔性醫(yī)療傳感器)，與二維碳納米管網(wǎng)絡(luò)和固體薄膜相比，這種自交聯(lián)幾何結(jié)構(gòu)在應(yīng)變下具有較高的抗裂紋和斷裂能力。

　　該傳感器在檢測(cè)彎曲和低頻振動(dòng)(<6Hz)方面具有高靈敏度和良好的穩(wěn)定性(~10000次循環(huán)，可用于屈曲檢測(cè)。通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)與健康相關(guān)的靜止震顫可對(duì)帕金森疾病進(jìn)行預(yù)診斷。Yang等[12]通過(guò)模仿玫瑰花瓣的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了一種具有高靈敏度和寬壓力檢測(cè)范圍的柔性壓阻式壓力傳感器。該傳感器由分層聚苯胺聚偏氟乙烯納米纖維(HPPNF)薄膜夾在兩個(gè)微穹頂結(jié)構(gòu)的聯(lián)鎖電極之間，由于聯(lián)鎖層次化結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了三維變形率，所設(shè)計(jì)的傳感器的靈敏度高(53kPa−，響應(yīng)時(shí)間短(38ms)，再現(xiàn)性良好(>50000次循環(huán)。

　　這種貼合皮膚的傳感器成功地展示了對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，如喉嚨活動(dòng)、脊柱姿勢(shì)和步態(tài)識(shí)別。雖然導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)具有很高的靈敏度，但在壓力應(yīng)變下其微結(jié)構(gòu)變化具有不可控性，因此，電阻式應(yīng)變傳感器的響應(yīng)重復(fù)性仍有待提升。此外，電阻式壓力應(yīng)變傳感器難以實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻壓力應(yīng)變信號(hào)的響應(yīng)，因而在高速運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)方面存在困難。壓電式傳感器可以很好地滿(mǎn)足高頻信號(hào)的檢測(cè)需求，但壓電材料多為無(wú)機(jī)非金屬材料[13]，如何在不降低其性能的前提下實(shí)現(xiàn)柔性化仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。摩擦電式壓力應(yīng)變傳感器具有自供電的潛在能力，因而受到廣泛關(guān)注，在動(dòng)作監(jiān)測(cè)中得到了應(yīng)用驗(yàn)證[1415]。但是，摩擦電效應(yīng)易受環(huán)境影響，器件的穩(wěn)定性和響應(yīng)重復(fù)性等問(wèn)題仍亟待解決。

　　1.1.2呼吸監(jiān)測(cè)

　　呼吸是重要的生命體征，呼吸監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)呼吸頻率和呼吸深度的監(jiān)測(cè)，為健康評(píng)估、呼吸系統(tǒng)疾病診斷和治療如哮喘、慢性支氣管炎和肺氣腫提供重要信息[16]。目前，最有效的呼吸信號(hào)檢測(cè)方法包括呼出氣直接測(cè)量和胸腔應(yīng)變間接測(cè)量?jī)煞N方式。基于壓電和摩擦電工作機(jī)制的自供電壓力傳感器可直接感知呼吸氣流的強(qiáng)度變化，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，但通常需要集成到口罩或面罩中使用，便攜性略差，并且易受氣流濕度干擾[17]。

　　將氣濕敏傳感器安置在口罩或面罩中也可用于檢測(cè)呼吸頻率和深度，但這類(lèi)傳感器響應(yīng)速度較慢[18]。當(dāng)人體呼吸時(shí)，胸腔和腹部會(huì)隨著呼吸發(fā)生周期性的形變，從而間接反映出人體呼吸的狀況。因此，可通過(guò)將壓力應(yīng)變傳感器貼于胸腔和腹部或集成到衣物中，間接獲取呼吸信號(hào)。Fan等[19]提出了一種由導(dǎo)電紗線(xiàn)和尼龍紗線(xiàn)組成的摩擦電全紡織傳感器陣列。TATSA具有高的靈敏度(7.84mV/Pa)、短的響應(yīng)時(shí)間(20ms)和良好的穩(wěn)定性(>100000次循環(huán)，可直接集成到衣服的不同位置，同時(shí)監(jiān)視動(dòng)脈搏和呼吸信號(hào)。

　　然而，此類(lèi)基于紡織物的傳感器也有自身的缺陷：首先，在舒適和靈敏度之間存在內(nèi)在的矛盾，為了獲得高質(zhì)量的信號(hào)，衣服的相關(guān)位置需要緊繃，因而不適宜長(zhǎng)時(shí)間穿著;其次，信號(hào)結(jié)果易受身體運(yùn)動(dòng)干擾，只有在靜態(tài)測(cè)量時(shí)才能獲得較高質(zhì)量的信號(hào)。相比之下，類(lèi)似于粘合繃帶的貼片式傳感器比紡織品傳感器更小巧輕便，更適用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。Chu等[20]將褶皺結(jié)構(gòu)金屬薄膜應(yīng)變傳感器放置在腹部和胸腔上測(cè)量呼吸速率和深度褶皺結(jié)構(gòu)有助于控制裂紋擴(kuò)展，使傳感器在保持靈敏度的同時(shí)具有更大的動(dòng)態(tài)范圍。

　　該呼吸傳感器尺寸比創(chuàng)可貼小，并采用三軸加速度計(jì)測(cè)量用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)，并可刪除運(yùn)動(dòng)偽影，實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步證明，在行走和跑步條件下，該傳感器仍可正常記錄呼吸信號(hào)。綜上，提升呼吸傳感器在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，探索日常呼吸信號(hào)與特定呼吸系統(tǒng)疾病之間的關(guān)聯(lián)性，有效地處理呼吸信息，包括數(shù)據(jù)的測(cè)量、傳輸、存儲(chǔ)和分析，是目前呼吸傳感應(yīng)用需要解決的實(shí)際問(wèn)題。

　　1.1.3脈搏/血壓監(jiān)測(cè)

　　心率(HR)或脈搏是心臟周期的頻率，脈搏波的細(xì)節(jié)會(huì)因年齡、身體狀態(tài)甚至精神狀態(tài)的不同而不同，中醫(yī)將診脈結(jié)果作為疾病判斷的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　脈沖信號(hào)來(lái)自動(dòng)脈的壓力回流，通常具有個(gè)可清楚區(qū)分的波峰，通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理和模式識(shí)別方法可以揭示心臟和血管的狀況。光電容積描記法(PPG)是一種基于光學(xué)原理檢測(cè)脈搏波的技術(shù)，利用發(fā)光二極管照亮動(dòng)脈，并捕捉反射信號(hào)。由于特定波長(zhǎng)的光吸收或反射的量取決于光路中存在的血液量，當(dāng)動(dòng)脈內(nèi)的血液發(fā)生流動(dòng)，PPG信號(hào)對(duì)血液體積的變化做出響應(yīng)，從而反映心臟活動(dòng)引起的周期性收縮和舒張[21]。

　　目前，大部分市售智能手表和健康手環(huán)都是采用PPG技術(shù)監(jiān)測(cè)心率和血氧飽和度的變化。但是，該技術(shù)在佩戴者進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或者有環(huán)境光噪聲干擾的情況下，會(huì)影響心率監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。另一方面，許多PPG傳感器體積較大、材質(zhì)堅(jiān)硬,不適合長(zhǎng)期佩帶，并被限制在身體特定部位使用，通常是手指或耳垂處。因此，有效解決PPG技術(shù)傳感器的運(yùn)動(dòng)偽影以及長(zhǎng)期穿戴舒適性將是今后的主要研究方向。

　　利用力電法進(jìn)行心跳或脈沖波的采集以及心臟狀況的監(jiān)測(cè)已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，該方法可以對(duì)橈動(dòng)脈、頸動(dòng)脈及指尖上的壓力進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，得到相關(guān)參數(shù)。Yang等[22]開(kāi)發(fā)了一種基于編織織物結(jié)構(gòu)的石墨烯應(yīng)變傳感器，檢測(cè)了不同年齡人群和運(yùn)動(dòng)前后的脈搏搏動(dòng)變化情況。由于石墨烯具有獨(dú)特的交叉形態(tài)和裂紋擴(kuò)展模式，該應(yīng)變傳感器顯示出極高的應(yīng)變系數(shù)(Gaugeactor,GF)，分別為500(02%)、10(2%~6%)和10(>8%)。但是，傳感器與皮膚界面的接觸不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致所測(cè)信號(hào)信噪比較低、線(xiàn)性度差，難以進(jìn)行定量分析。

　　通過(guò)改進(jìn)可穿戴壓力傳感器的介電層材料和柔性電極的表面微結(jié)構(gòu)，可以改善非線(xiàn)性，提高靈敏度。Bao研究組[23]開(kāi)發(fā)了一種采用錐形PDMS介質(zhì)層和微毛結(jié)構(gòu)界面的壓力傳感器，微毛結(jié)構(gòu)改善了傳感器與不規(guī)則表皮表面的接觸，顯著提高了信噪比，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)深頸內(nèi)靜脈脈搏(JVP)的成功監(jiān)測(cè)。JVP是檢測(cè)心律失常或心包疾病的重要參數(shù)[24]。除微毛結(jié)構(gòu)外，研究者還發(fā)展了多種微結(jié)構(gòu)。Zhou等[25]采用模板法設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬框架MOF混合陣列，并制作了柔性壓力傳感器。

　　MOF混合陣列的層次結(jié)構(gòu)模擬了人體皮膚的微納米級(jí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖接觸，可顯著提高柔性對(duì)電極膜的機(jī)械變形能力，使得壓力傳感器響應(yīng)速度快(<1ms)，靈敏度高可達(dá)到307kPa−，可用于監(jiān)測(cè)手指運(yùn)動(dòng)和人體脈搏。血壓(BP)是反映人體血管狀況特別是血液對(duì)血管壓力的一項(xiàng)重要生理參數(shù)，通常采用收縮壓和舒張壓表征。目前廣泛使用的袖帶血壓計(jì)便攜性差，成本高，不利于對(duì)心血管疾病指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)、分布式監(jiān)測(cè)。因此，開(kāi)發(fā)可穿戴、低功耗、無(wú)創(chuàng)、長(zhǎng)期的血壓監(jiān)測(cè)傳感器，對(duì)心血管疾病的診斷和預(yù)防至關(guān)重要[26]。由于現(xiàn)有技術(shù)手段的限制，可穿戴傳感器件仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)血壓的直接測(cè)量，許多研究者致力于開(kāi)發(fā)基于脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間或者脈搏波系波形進(jìn)行動(dòng)態(tài)血壓估計(jì)的新技術(shù)。

　　Fang等[27]直接在棉織物上噴涂碳納米管CNTs)溶液與FEP無(wú)紡布，組成可在出汗?fàn)顟B(tài)下使用的摩擦電傳感器件，棉織物固有的層次化結(jié)構(gòu)提高了傳感器對(duì)微弱脈沖的靈敏度，信噪比(SNR)為23.3dB，響應(yīng)時(shí)間40ms，靈敏度高達(dá)0.21A/kPa。在機(jī)器學(xué)習(xí)算法的幫助下，該壓力傳感器可連續(xù)精確地測(cè)量收縮壓和舒張壓，其準(zhǔn)確性與商用血壓袖帶相當(dāng)。但是，這種方法需要一定的算法或數(shù)學(xué)模型支撐，并且需要用醫(yī)用血壓計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)估算，使用起來(lái)并不方便。利用超聲成像手段進(jìn)行生命體征監(jiān)測(cè)是一條新的技術(shù)途徑。

　　為解決傳統(tǒng)超聲設(shè)備體積大、材質(zhì)剛性、無(wú)法與人體表面良好耦合和難以連續(xù)監(jiān)測(cè)等不足之處，F(xiàn)eng研究組[28]研發(fā)了一種柔性壓電超聲換能器陣列，用于測(cè)量勁動(dòng)脈血壓。該器件厚度僅mm，重0.75，可輕柔貼附于皮膚表面，達(dá)到與臨床大型超聲設(shè)備相近的測(cè)量精度，并可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)過(guò)程中無(wú)需校準(zhǔn)。

　　1.1.4電生理信號(hào)

　　人體的電生理信號(hào)與大腦、心臟和神經(jīng)的健康狀況密切相關(guān)。生物電極是捕獲和分析電生理信號(hào)的關(guān)鍵部件，可以測(cè)量細(xì)胞受到刺激后與相鄰位置產(chǎn)生的電勢(shì)差信號(hào)[29]。為獲得高質(zhì)量、穩(wěn)定的生物電信號(hào)，生物電極應(yīng)滿(mǎn)足以下條件:(1)盡量減小電極與皮膚之間的界面阻抗，以保證信號(hào)振幅足夠大;(2)電極應(yīng)提供穩(wěn)定的接觸界面，減少檢測(cè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)偽影;(3)電極還應(yīng)具有良好的生物相容性，避免對(duì)人體造成損害。Ag/AgCl電極是目前臨床應(yīng)用最廣泛的無(wú)創(chuàng)電極，通常與導(dǎo)電凝膠配合使用，可降低電極與皮膚之間的界面阻抗，提供穩(wěn)定的生物電信號(hào)。然而，傳統(tǒng)的Ag/AgCl電極也存在局限性：如用于減少接觸阻抗的凝膠在長(zhǎng)期測(cè)量后可能會(huì)引起皮膚過(guò)敏，并且凝膠易失水，不利于長(zhǎng)程監(jiān)測(cè);此外，電極的剛性性質(zhì)導(dǎo)致了較高的運(yùn)動(dòng)偽影。

　　1.2人體代謝物監(jiān)測(cè)

　　除上述生理信號(hào)外，人體代謝物的生化參數(shù)與個(gè)體的健康狀況密切相關(guān)，可為健康監(jiān)測(cè)和疾病診斷提供更多的參考資料。可穿戴生理生化傳感器通常采用化學(xué)方法檢測(cè)生物物質(zhì)的組成和含量41。傳感材料與目標(biāo)檢測(cè)物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)改變了傳感器的電學(xué)特性，因此，可通過(guò)分析傳感器的電學(xué)參數(shù)獲取生理健康信息。根據(jù)檢測(cè)樣品的不同，主要可分為汗液檢測(cè)、唾液檢測(cè)和呼出氣檢測(cè)。

　　2多功能監(jiān)測(cè)

　　將多功能傳感元件集成到一個(gè)平臺(tái)，這是近年來(lái)可穿戴電子技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，未來(lái)的可穿戴電子設(shè)備應(yīng)以同時(shí)對(duì)多種生理及生化指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、提供更全面的人體健康和環(huán)境信息為最終目標(biāo)5859。

　　為了解決對(duì)多種物理刺激解耦分析的難題，Zhang等60制備了微結(jié)構(gòu)框架支撐的有機(jī)熱電(MFSOTE)材料溫度壓力雙功能傳感器，將多信號(hào)干擾降至最低，該傳感器利用獨(dú)立的熱電和壓阻效應(yīng)，將溫度和壓力轉(zhuǎn)換為分離信號(hào)，溫度分辨率小于0.1K，高壓傳感靈敏度高達(dá)28.9kPa−。類(lèi)似地，多功能傳感器陣列有望實(shí)現(xiàn)不同生理信號(hào)的同步和選擇性測(cè)量。

　　Yamamoto等61提出了一種靈活、多功能的印刷式健康診斷傳感器，配備了一個(gè)三軸加速度傳感器和由碳納米管薄膜晶體管控制的紫外光傳感器。這種一次性傳感貼片的設(shè)計(jì)采用了低成本的制造方法，并且兼具佩戴舒適性，可同時(shí)監(jiān)測(cè)皮膚溫度、心率、紫外線(xiàn)照射和身體活動(dòng)。Hua等62設(shè)計(jì)了一種具有高度可伸縮性和適應(yīng)性的矩陣網(wǎng)絡(luò)(SCMN)，種特定可擴(kuò)展傳感器單元集成在聚酰亞胺網(wǎng)絡(luò)上，以實(shí)現(xiàn)溫度、應(yīng)變、濕度、光、壓力等參數(shù)的精確解耦分析。

　　然而，隨著更多參數(shù)的引入，這種類(lèi)型的器件通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且制造過(guò)程繁瑣。電子紋身(Etattoo)或電子皮膚(Eskin)是最新開(kāi)發(fā)的可穿戴電子產(chǎn)品，其重量輕，如人的皮膚般柔軟，可緊密地貼合在人體皮膚上，進(jìn)行無(wú)創(chuàng)、高保真檢測(cè)6365。

　　由于電子皮膚直接接觸皮膚，需要確保其不會(huì)危害人體健康。因此，生物相容性材料是此類(lèi)產(chǎn)品的首選。蠶絲蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，由于其具有機(jī)械耐久性、可調(diào)諧的二級(jí)結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性而成為應(yīng)用最多的材料之一，研究者采用各種方法提高蠶絲蛋白復(fù)合材料的延展性和導(dǎo)電性。

　　Wang等66報(bào)道了一種基于石墨烯絲素蛋白/Ca2+組合的多功能自愈合電子紋身，通過(guò)簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷過(guò)程便可轉(zhuǎn)移到人體皮膚上。石墨烯薄片形成的導(dǎo)電路徑可響應(yīng)外界應(yīng)變、濕度和溫度變化，具有靈敏度高、響應(yīng)快速和長(zhǎng)期穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，甚至在完全破裂后，0.3s內(nèi)即可達(dá)到100%的愈合效果。Gogurla等67推出了一種含碳納米管的天然絲蛋白膜組成的多功能、生物兼容、超薄電子紋身系統(tǒng)，電子紋身層壓在皮膚上時(shí)，在機(jī)械變形下，其電導(dǎo)率非常穩(wěn)定，可用于精確監(jiān)測(cè)心電圖和肌電圖信號(hào)、測(cè)量皮膚溫度，并協(xié)助藥物的傳遞。

　　3總結(jié)與展望

　　近年來(lái)，實(shí)時(shí)、智能監(jiān)測(cè)需求日益增長(zhǎng)，促進(jìn)了可穿戴傳感設(shè)備的快速發(fā)展，其中，可穿戴傳感器作為重要的功能模塊受到了廣泛關(guān)注。研究者已研制出具有多種功能的柔性可穿戴傳感器，其性能大幅度提升。本文以關(guān)鍵的生理指標(biāo)檢測(cè)為主線(xiàn)，系統(tǒng)闡述了相應(yīng)的柔性可穿戴傳感器的研究現(xiàn)狀，探討了各類(lèi)傳感器的優(yōu)勢(shì)與不足。

　　柔性新材料與先進(jìn)柔性電子制造技術(shù)的發(fā)展拓展了傳感器的設(shè)計(jì)理念，與傳統(tǒng)傳感器相比，新型柔性壓力、應(yīng)變等傳感器的靈敏度和感應(yīng)范圍更佳。高靈敏度、低成本、便攜和具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的柔性傳感器件的成功制造，預(yù)示著柔性可穿戴電子器件將成為未來(lái)個(gè)性化醫(yī)療領(lǐng)域的主流68。然而，目前可穿戴傳感器的實(shí)際應(yīng)用仍存在一些挑戰(zhàn)：首先，穩(wěn)定性、響應(yīng)重復(fù)性以及不同器件之間的性能一致性是柔性可穿戴傳感器獲得應(yīng)用的前提，目前這方面的研究相對(duì)較少。

　　其次，雖然許多柔性傳感器展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，但制備工藝復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化制備。發(fā)展簡(jiǎn)單、便捷的柔性傳感器制備方法，實(shí)現(xiàn)批量化制備，是其可用于實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。第三，多功能集成是柔性可穿戴電子的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，然而各種信號(hào)之間存在串?dāng)_問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)互不干擾的多功能感知也是柔性可穿戴傳感器的重要發(fā)展方向。最后，全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)勢(shì)必導(dǎo)致較高的能耗，因而發(fā)展低功耗傳感器以及相應(yīng)的電源優(yōu)化管理方法也具有至關(guān)重要的意義。

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　　作者：朱國(guó)建1,2陳愛(ài)英王冉冉*2,3孫靜