首尔国立大学（SNU）电气与计算机工程系Jerald Yoo教授领导的研究团队开发了一种能贴在身上的健康监测系统“SkinECG”，不用电池就能测心电图（ECG）信号。这项研究把从环境取电和通过人体传电结合起来，给可穿戴设备最头疼的供电问题找到了新办法。
该研究成果发表在《科学进展》（Science Advances）上。
可穿戴健康监测系统是下一代医疗技术，戴在身上的传感器能实时监测身体信号，帮助尽早发现和疾病相关的异常。
心电图传感器就是个典型，它能测心脏发出的电信号，对发现心律失常这种心脏病特别关键。
不过，可穿戴设备要想普及并长期用，还得解决一个大麻烦：电池。电池会让设备又大又重，戴起来不舒服，一旦没电，生理信号就收集不成了。而且还得老充电、换电池，挺麻烦的，很难做到长时间不间断地监测健康。
为了解决这个问题，研究人员开始研究能量收集技术，就是把光、热、身体活动这些环境能量转成电。但有个根本问题：最适合收集能量的地方，往往不是测生理信号的最佳位置。
比方说，测心电图的传感器一般贴在胸口，但太阳能电池得放在晒得到太阳的地方效率才高，像胳膊或腿。这就出现了研究团队说的“位置错位”：收集能量的好地方跟测身体信号的好地方不是同一个。
如何解决能量收集的位置错位
为了解决位置错位，Yoo教授的团队搞了一套新供电方案：用无线的方式，把身上戴的一个或多个能量收集装置里的电，传给放在别处的心电图传感器。
这款SkinECG系统由一个能粘在皮肤上的水胶体贴片组成，它集成了柔性电路板和定制的ECG传感芯片，以及一套多源无线供电网络，这套网络把从多台设备采集到的能量传输给传感器。这项研究称它为“正交能量收集网络（O-EHN）”。
有一个或多个能量采集模块，它们把环境能量转成电能，然后通过体耦合电力传输，无线传递给胸戴式ECG传感器。通过以正交频率发送电力，这样采集器就减少了电力信号之间的干扰，因此能灵活调整采集器的数量和位置，同时还能稳定地为ECG传感器供电。
沿皮肤表面传输无线电力
传统的无线功率传输方法靠穿过空气的电磁辐射来工作。但到了人体附近，电磁波往往会被吸收或挡住，导致电力传输效率大幅下降。
为了克服这一限制，Yoo教授的团队采取了不同的方法：他们不是远距离辐射电力，而是引导电力贴着皮肤表面走。
该团队利用人体耦合电力传输技术，将来自人体能量采集器的电力以无线方式直接传输至心电图传感器，无需使用电线。为防止多个电源之间相互干扰，每个采集器都分配到不同的频率通道，确保传感器端能稳定接收电力。
该系统的设计也充分考虑了人体安全。耦合到人体的电力水平与人体日常接触的环境电磁场水平相当，确保使用安全。
迈向更广泛的免电池健康监测
研究人员证明，心电图传感器完全可以通过能量采集供电，无需电池或有线连接。该系统还不再那么限制能量采集器的数量和摆放位置，并与现有商用能量采集技术兼容，显示出在可穿戴医疗设备领域广泛应用的巨大潜力。
这项技术不仅可应用于心电图监测，还可用于其他生理信号的长期测量，如肌电图和脑电图。此外，它有望从根本上解决可穿戴电子设备和植入式医疗设备的供电问题。
Jerald Yoo教授解释道：“在可穿戴医疗系统中，有个根本问题：收集环境能量的最佳位置和测生理信号的最佳位置不一样。这项研究通过实现沿人体表面的无线电力传输解决了这一问题。”
他补充道：“把传到人体上的功率控制在和平时生活中差不多的水平，设计时我们就把安全放在第一位，而且证明不用大电池也能稳定给心电图传感器供电。”
“这个方法还能用在能驱动多种生物信号传感器（比如肌电图、脑电图）的多模式数字医疗平台上，还能用到更广的可穿戴供电技术里。”
这项研究是首尔国立大学Yoo教授团队牵头的国际合作，东京大学和新加坡国立大学也一起参与了。研究团队觉得，这个成果是解决下一代可穿戴医疗系统供电难题的重要一步。
详细信息： SkinECG：一种正交远程供电的皮肤状可穿戴传感器，《科学进展》杂志（2026年）。DOI: 10.1126/sciadv.aec9803
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