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植入式医疗电子器件在医学诊断、监测和治疗等方面都具有广泛的应用，然而其使用期限往往受限于电池寿命，电量耗尽需手术更换，增加了患者风险和医疗成本。为此，经皮无线能量传输系统应运而生，通过无线的方式将体外的能量输送至体内的能量转换器，为体内植入式的电子器件实现了可持续的能量供给，既安全又高效。
一系列研究成功地将光、热、超声、电磁场等多种形式的能量源传输至体内为植入式器件供电，但都存在无法避免的问题，例如光和热容易引发热损伤，超声和高频电磁场在组织中容易衰减，且频率越高、衰减速度越快，无法为植入深层组织的电子设备高效供电。低频磁场由于其高生物安全性和低衰减速度，成为了一种理想的能量来源。
针对深层植入式电子器件的无线充电需求，中山大学生物医学工程学院蒋乐伦教授课题组与电子与信息工程学院谢曦教授课题组开发了一种低频磁能聚焦无线能量传输技术，设计了一种可植入的磁芯电磁发电机作为皮下能量接收器，利用低频旋转磁场能够穿透较厚生物组织的特性，发电机内部的磁芯随低频磁场同步转动，为无线供电线圈提供不衰减的动态原位磁场，将磁能聚焦于线圈内部，实现了磁能的叠加，显著提高了无线发电的性能，真正实现了长距离、低衰减的能量传输。
20 Hz低频磁场无线驱动LED阵列发光，作用距离可达35厘米
低频磁能聚焦无线发电系统的结构示意图和原理图
经验证，低频磁能聚焦技术成功地驱动脑深部刺激器，以诱导光遗传大鼠的特定行为，也成功地实现了基于手机APP的大鼠坐骨神经无线电脉冲刺激，证明了低频磁能聚焦技术在神经科学研究和医疗应用中的潜力，特别是在需要远程医疗或者个性化治疗设置的场景中。与此前的一些无线能量传输技术相比，低频磁能聚焦无线发电技术具有高功率、长距离、低衰减和低热量的优势，为深层植入式电子设备的无线供电提供了新的思路。
相关研究成果发表在《国家科学评论》（National Science Review，NSR），论文题目为：“Ultra-low frequency magnetic energy focusing for highly effective wireless powering of deep-tissue implantable electronic devices”，中山大学博士生李媛媛和广州大学副教授陈志鹏为共同第一作者，中山大学蒋乐伦教授和谢曦教授为共同通讯作者。
蒋乐伦教授简介：‍
https://bme.sysu.edu.cn/teacher/teacher01/1400944‍
谢曦教授简介：‍http://seit.sysu.edu.cn/teacher/303‍
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