2016年11月11日 星期五 09:15:33
您的位置:首页资讯中心科技资讯

【原创】电子智能纺织品的发展现状及应用展望(三)——运动及健康监测类智能纺织品

发表时间:2021/8/17

可穿戴式健康监测系统的最大优点是可以在很长一段时间内进行不间断的实时监测。此外,与传统心电图(ECG)和肌电图(EMG)监测系统需使用导电凝胶,可能会刺激皮肤、导致信号质量下降相比,可穿戴式健康监测系统中的电极则是通过高弹性织物贴附在皮肤上,更加舒适且可在一定程度上消除噪音。目前,各种纺织传感器已用于监测各种健康信号,包括ECG、EMG、呼吸频率等,广泛应用于运动和医疗健康领域。

目前扁平足、糖尿病足等疾病严重困扰病患人群。智能袜子及由此衍生的智能鞋、糖尿病鞋等,可监护病患足部状态,为其提供警报数据,实现早发现早治疗。如果能够根据需要调节压力状态,矫正治疗足部疾病,将实现真正的智能化,而柔性传感器的研究将是突破重点。香港理工大学纺织与制衣学系研究小组研发了集成新型织物压力传感器和温湿度传感器的智能鞋(图 1 ),可通过鞋底织物压力传感器矩阵监测人体足底的压力分布,可在足底压力值或压力时间积分值超过正常水平时,为糖尿病患者提供警示。同时,它还能帮助高危糖尿病足患者保护未受损伤的足部。


图 1 带压力和温湿度传感器的预警糖尿病智能鞋


电容性纺织材料可用于医疗保健的生理监测,是康复辅具监测产品的理想材料。压疮是困扰卧床老人或病患的主要问题,但压疮的预防报警措施很少。目前大多数防压疮垫的压力只是根据时间交替变化而变化,并不能根据适应症或监测皮肤状态进行调节变化。DARMA“生命体征监测垫”采用光纤传感技术,将监测垫置于床垫下方,可实时监测在床者的心率、呼吸频率等生命体征,并提供数据异常及离床报警,同时建立长期的个人健康数据库,结合大数据进行疾病预警(图 2、图 3)。

图 2 生命体征监测垫


图 3 DARMA生命体征监测垫应用于床垫


美国科技网站Engadget曾报道一款名为“Darma”的智能坐垫(图 4),用户只需坐在上面,智能坐垫便可以利用内置 1 mm厚的传感器监测用户微小的肢体动作和生命体征,包括心率、呼吸模式甚至坐姿,从而判断用户的压力水平。


图 4 Darma智能坐垫


此外,在运动健康领域,Victoria's Secret(维多利亚的秘密)发布了智能运动文胸(图5),内置心率带,可监测穿戴者的心跳;加拿大Hexoskin公司2016年推出了其称为“贴身数据实验室”的全新智能运动背心(图6),可监测心率、呼吸、活动强度等数据,能够为用户提供体能训练、睡眠、日常活动时的数据,可通过蓝牙与移动终端连接(图7);美国Sensoria公司传感器可用于监测跑步速度、路程和步伐等相关数据,还可以实时记录用户脚步承受的压力,帮助识别易受伤害的跑步方式等。


图 5  维多利亚的秘密智能运动文胸


图6  Hexoshin运动背心


图7  Sensoria智能传感器


(来源:纺织导报)