技术突破！FPC柔性技术加速心电监测设备升级！

全球每年因心血管疾病死亡的人数已超过1860万人，而传统心电监测方式却因无法长时间佩戴、运动伪影以及续航不足等问题，导致心血管风险筛查和评估难以实现大规模普及！

图源：网络

为了打破这一困境，4月5日，清华大学集成电路学院任天令教授团队在《Nature Communications》上发表了题为“基于无感化电子的运动非束缚动态心电系统”的研究论文，分享了研究团队在纹身式电子皮肤方面取得的最新突破。

下面就让我们一起看看这项研究的技术突破，以及FPC在可穿戴心电监测设备中的应用。

为了实现长期心电智能监测，研究团队开发了一种无运动束缚的动态12导联心电系统（MU-DCG系统），以下是主要技术突破：

1. 无感化佩戴：

MU-DCG系统采用了贴合皮肤、几乎无感的柔性电子器件，可实现长期、舒适且准确的12导联动态心电图监测。大大提升了患者的耐受性，使得患者能够长时间无感佩戴。

图 1：MU-DCG 系统的概念图和图像

2. 减少运动伪影：

为了便于在皮肤上进行组装，MU-DCG系统具有一个压力激活的柔性皮肤插座，可以在动态运动时稳定地软连接皮肤上的软模块和皮肤外的硬模块。从硬件层面减少了运动伪影对心电信号的干扰，显著提高了动态心电监测的准确性 。

图2：皮肤插座和 FPCB 插头之间连接的图示和性能

3.低功耗原位实时信号处理

MU-DCG系统结合了皮肤保形的柔性电子技术以及先进的边缘侧AI加速硬件与软件技术。系统凭借大面积、超薄的皮肤表面电极/导联以及外部模块，在保持佩戴无感的同时，实现抗运动干扰采集和原位分析。

图3：MU-DCG 系统的脱皮模块和性能图示

FPC（柔性印刷电路板）在可穿戴心电监测设备中的应用主要基于其轻薄、可弯曲、高密度布线的特性，能够在复杂形态和动态环境中实现稳定信号传输与组件连接。

1、高精度心电信号采集与传输

在12导联动态心电记录仪中，FPC通过内部柔性线路实现多电极信号的集成传输。这种设计减少了传统导联线的复杂布线，也降低了信号传输过程中的干扰和衰减，有助于保障心电波形的精准捕捉。

另外FPC的耐动态弯折特性确保了设备在用户活动时仍能维持稳定连接，避免因机械应力导致信号中断或失真，减少运动伪影干扰，提高监测精确性。

嘉立创心电监测设备FPC样品

2、设备小型化与穿戴舒适性

FPC允许电路在微型化设备中实现三维堆叠，通过FPC紧密连接心电传感器、电极、信号处理模块等，可以构建高效的心电信号处理系统，有助于减小设备体积。

另外，FPC厚度可控制在0.1mm以内，形成的心电采集贴片重量仅数克。这种设计不仅可以显著降低佩戴异物感，还支持用户长时间连续监测。

3、环境适应性与可靠性提升

采用PI基材的FPC具有优异的耐化学腐蚀性，线路表面也是PI材质的覆盖膜，可抵御汗液、消毒酒精等液体侵蚀，降低心电图噪声。

嘉立创医疗领域FPC样品

FPC通过其柔性、高可靠性、微型化等特性，已成为可穿戴心电记录仪实现医疗级监测功能的核心载体。

目前，市场上的心电监测记录仪，健康监测手表、B超探头与内窥镜、便携式血糖仪/血压计等医疗设备都大量使用了FPC 柔性电路板，嘉立创FPC也为国内众多医疗器械厂商提供了上百款柔性线路板样品，其中就有多款心电监测类产品。

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来源：部分图文来源于清华大学集成电路学院

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58390-5

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