智能醫療監護服的研究現狀及其質量控制

(揭陽市質量計量監督檢測所 廣東 揭陽 515300)

智能服裝是將微電子技術與服裝結合的產物，它不僅能夠按照預先設定適時的采集信號，而且可以對信號做出處理及反饋。也就是說智能服裝可依據外界條件或因素而改變自身的特性，具備對能量及信息進行儲存、傳遞及轉化的能力。由此可見感知、反饋、響應是智能服裝的三大要素[1]。

智能醫療監護服是指將醫療監測系統集成在可穿戴系統上，即主要通過服裝及其附件而依附在人體上，既能實現穿戴物品的日常使用功能，又能實現人體生理信號的監測，從而達到生理信息監護與人體日常穿戴衣物、附件的無縫整合[2]。

一、智能醫療監護服的研究現狀

醫療模式從診斷治療向日常監護轉變的同時將促使小型醫療監護設備的出現，這些監護設備具有日常家庭使用的特點；而衣服作為與人體接觸最為密切的媒介，具有多個優勢，是實現人體信號采集的最佳平臺。服裝已成為可穿戴醫療監護設備的最佳載體之一。據預計，到2018年可穿戴醫療產品市場規模將增長3倍以上[2]。

美國Sensertex公司研發了一款智能針織衫可用于監測人體生理信息。服裝由萊卡/棉、聚丙烯(MERALON)/棉、光導纖維、導電纖維等通過針織編織而成。織物的基層采用的紗線為棉、滌綸、聚丙烯或它們的混紡紗線，以提供好的服用性能。信息層中主要由光導纖維和導電纖維編織而成，它們都可以用來測量傳輸人體的生理信息。光纖材料主要使用塑基光纖(POF)，POF由于其較低的成本，較輕的重量，好的機械強力和柔性等都優點獲得比較廣泛的應用。導電材料主要是摻有導電粒子的高聚物、包覆絕緣層的不銹鋼纖維、銅纖維等[3]。

美國VivoMetrics公司開發的生命衫(LifeShirt)監護系統，可以實現無創、連續和可移動地收集生理參數，這在全球屬于首創。目前在全世界有1000家以上醫院在使用。該智能監護服嵌入的傳感器可以在穿著者的日常活動中記錄30多個心肺生理參數。穿著者可通過PDA把數據傳送到網上的電子數據處理中心，處理結果將以簡報、高分辨率波形圖等形式傳遞給臨床醫生或研究人員，為他們的診斷提供參考[3]。

歐盟的IST 2001-38165項目支持下LIFEBELT是一種能實時檢測孕婦和胎兒的相關生理參數智能化健康檢測系統，并能評對她們的健康狀況。該智能監護服設計成可以錄入信號的夾克，感應部分由兩個極板組成。這些極板從腹部獲取數字心電信號fECG和mECG、含氧量、體溫、血壓。采用高敏、輕質和容易操作的傳感器。LIFEBELT可分析孕婦和胎兒的心率、心電圖，同時提供重要的健康狀況信息[3]。

大連理工大學的石明星等，研究設計出智能穿戴式家庭養老照護系統，該系統將智能監護服與物聯網相關智能家居技術相結合。通過導電纖維制作的智能穿戴式衣服實現心電信號采集及傳輸。通過軟件設計實現對人體的實時心率監測，采集數據和分析。該養老照護系統的研究能夠為醫生和病人提供心電信號的相關參考數據，對于預防老年疾病有重要的現實意義[4]。

服裝與傳感器結合的智能醫療監護服裝是多學科交叉的產品，主要涉及電子信息、人體功效、材料學、工業設計和服裝設計等領域，需要由這方面的研究專家共同合作來完成。隨著醫療服裝的商業化發展，普通家庭的健康監護必定會成為主流趨勢。因此，醫療監護服裝設計應該面向普通消費者的日常需求，并考慮人體工學、服裝舒適性、安全性、美觀性等因素，完善并評估監護服裝的設計[2]。

二、智能醫療監護服的質量控制

(一)材料安全性

由于智能穿戴產品的外殼往往由金屬、塑料或橡膠等材料制成，易造成消費者的皮膚過敏現象。因此，需要對穿戴產品的材料的使用進行規定，不得使用對人體會產生過敏的材料。同時，產品要滿足SJ/T11363-2006《電子信息產品中有毒有害物質的限量要求》，對鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯、多溴二苯醚這六類有毒有害物質或元素的限量做出規定。

(二)電池安全性

智能穿戴產品工作時的電源通常由電池來提供，而電池工作時會產生熱量，當穿戴產品或電池本身的質量有問題時，可能會造成短路，以致可能引起燃燒。鑒于這種情況，首先必須對電池進行充放電測試。按照GB4943.1《信息技術設備的安全第1部分：通用規范》中規定的要求進行試驗，由于穿戴產品的電池通常為可充電電池，一般電池的結構設計均不允許電池反接，所以要對電池進行短路測試、過充電測試以及最大充電電壓測試[5]。

(三)輻射騷擾

智能穿戴產品一般都是電子產品，因此其工作時一定會產生無線電騷擾，也會受到來自外界的無線電騷擾，兩者統稱為電磁兼容。作為電子產品，需要測試其輻射騷擾，是否滿足國家標準GB9254《信息技術設備的無線電騷擾和測量方法》中規定的B級限值要求，以確保該產品工作時對周圍的電子設備不會產生可能引起工作不正常的干擾信號。

(四)產品可靠性

智能穿戴產品會受到各種不同氣候以及偶爾的摔落等的影響，這就需要產品具有一定的可靠性，才能保證在壽命期內能正常工作，因此需要依據我國GB/T2423系列環境試驗標準對穿戴產品進行高溫、低溫、溫度沖擊、濕熱、跌落、防水試驗，來模擬穿戴產品可能受到的實際的使用環境影響，根據試驗結果以及抽樣標準，來判斷某個批次的產品的可靠性[5]。

[1]王瑩.智能穿戴服裝的發展現狀及應用探究[J].西部皮革.2015,37(23):42-44.

[2]嚴妮妮,張輝,鄧詠梅等.可穿戴醫療監護服裝研究現狀與發展趨勢[J].紡織學報.2015,36(6):162-167.

[3]鮑健.健康監護服的集成研究與性能評價[D].東華大學碩士論文.2010.

[4]李宏太.基于老年人健康狀況監測的穿戴設備及系統設計研究[D].西南交通大學碩士論文.2014.

[5]王偉雄,汪潔雯,姚晨海.智能穿戴產品的質量控制研究[J].無線互聯科技.2015(2):121-123.