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原創(chuàng)】電子智能紡織品的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用展望(三)——運(yùn)動(dòng)及健康監(jiān)測(cè)類(lèi)智能紡織品
發(fā)表時(shí)間:2021-08-17 17:49:15 作者: 來(lái)源:紡織導(dǎo)報(bào) 瀏覽:次可穿戴式健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外,與傳統(tǒng)心電圖(ECG)和肌電圖(EMG)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需使用導(dǎo)電凝膠,可能會(huì)刺激皮膚、導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降相比,可穿戴式健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的電極則是通過(guò)高彈性織物貼附在皮膚上,更加舒適且可在一定程度上消除噪音。目前,各種紡織傳感器已用于監(jiān)測(cè)各種健康信號(hào),包括ECG、EMG、呼吸頻率等,廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療健康領(lǐng)域。
目前扁平足、糖尿病足等疾病嚴(yán)重困擾病患人群。智能襪子及由此衍生的智能鞋、糖尿病鞋等,可監(jiān)護(hù)病患足部狀態(tài),為其提供警報(bào)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)早治療。如果能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)壓力狀態(tài),矯正治療足部疾病,將實(shí)現(xiàn)真正的智能化,而柔性傳感器的研究將是突破重點(diǎn)。香港理工大學(xué)紡織與制衣學(xué)系研究小組研發(fā)了集成新型織物壓力傳感器和溫濕度傳感器的智能鞋(圖 1 ),可通過(guò)鞋底織物壓力傳感器矩陣監(jiān)測(cè)人體足底的壓力分布,可在足底壓力值或壓力時(shí)間積分值超過(guò)正常水平時(shí),為糖尿病患者提供警示。同時(shí),它還能幫助高危糖尿病足患者保護(hù)未受損傷的足部。
圖 1 帶壓力和溫濕度傳感器的預(yù)警糖尿病智能鞋
電容性紡織材料可用于醫(yī)療保健的生理監(jiān)測(cè),是康復(fù)輔具監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的理想材料。壓瘡是困擾臥床老人或病患的主要問(wèn)題,但壓瘡的預(yù)防報(bào)警措施很少。目前大多數(shù)防壓瘡墊的壓力只是根據(jù)時(shí)間交替變化而變化,并不能根據(jù)適應(yīng)癥或監(jiān)測(cè)皮膚狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)變化。DARMA“生命體征監(jiān)測(cè)墊”采用光纖傳感技術(shù),將監(jiān)測(cè)墊置于床墊下方,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在床者的心率、呼吸頻率等生命體征,并提供數(shù)據(jù)異常及離床報(bào)警,同時(shí)建立長(zhǎng)期的個(gè)人健康數(shù)據(jù)庫(kù),結(jié)合大數(shù)據(jù)進(jìn)行疾病預(yù)警(圖 2、圖 3)。
圖 2 生命體征監(jiān)測(cè)墊
圖 3 DARMA生命體征監(jiān)測(cè)墊應(yīng)用于床墊
美國(guó)科技網(wǎng)站Engadget曾報(bào)道一款名為“Darma”的智能坐墊(圖 4),用戶(hù)只需坐在上面,智能坐墊便可以利用內(nèi)置 1 mm厚的傳感器監(jiān)測(cè)用戶(hù)微小的肢體動(dòng)作和生命體征,包括心率、呼吸模式甚至坐姿,從而判斷用戶(hù)的壓力水平。
圖 4 Darma智能坐墊
此外,在運(yùn)動(dòng)健康領(lǐng)域,Victoria's Secret(維多利亞的秘密)發(fā)布了智能運(yùn)動(dòng)文胸(圖5),內(nèi)置心率帶,可監(jiān)測(cè)穿戴者的心跳;加拿大Hexoskin公司2016年推出了其稱(chēng)為“貼身數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室”的全新智能運(yùn)動(dòng)背心(圖6),可監(jiān)測(cè)心率、呼吸、活動(dòng)強(qiáng)度等數(shù)據(jù),能夠?yàn)橛脩?hù)提供體能訓(xùn)練、睡眠、日;顒(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù),可通過(guò)藍(lán)牙與移動(dòng)終端連接(圖7);美國(guó)Sensoria公司傳感器可用于監(jiān)測(cè)跑步速度、路程和步伐等相關(guān)數(shù)據(jù),還可以實(shí)時(shí)記錄用戶(hù)腳步承受的壓力,幫助識(shí)別易受傷害的跑步方式等。
圖 5 維多利亞的秘密智能運(yùn)動(dòng)文胸
圖6 Hexoshin運(yùn)動(dòng)背心
圖7 Sensoria智能傳感器
(來(lái)源:紡織導(dǎo)報(bào))
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