【集萃網(wǎng)觀察】
基于紡織品的醫(yī)用傳感器系統(tǒng)是由紡織品制成的柔性傳感器,能夠感測(cè)和記錄對(duì)象的生理信號(hào)而無需與對(duì)象進(jìn)行任何形式的主動(dòng)交互,在面臨許多健康方面的挑戰(zhàn)時(shí)有可能提供個(gè)性化的醫(yī)療解決方案,也為傳統(tǒng)紡織品帶來了創(chuàng)新的高科技應(yīng)用和新的細(xì)分市場(chǎng)。利用紡織材料可以開發(fā)用于多種信號(hào)監(jiān)測(cè)的生物傳感器。其中,用于生物物理信號(hào)監(jiān)測(cè)的傳感器主要有電生理信號(hào)傳感器、力學(xué)紡織傳感器、溫度傳感器等。
電生理信號(hào)傳感器
新型紡織干電極的迅速發(fā)展為電生理信號(hào)采集技術(shù)帶來了革命性變化,可以滿足隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)來自身體的電信號(hào)等;诩徔椄呻姌O的電生理信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于心電圖、腦電圖、肌電圖、皮膚電和眼電圖等關(guān)鍵生物電勢(shì)信號(hào)的日常采集。例如,日本東麗(Toray)開發(fā)了一種紡織電極技術(shù),其是浸漬了導(dǎo)電聚合物(PEDOT:PSS)的高導(dǎo)電滌綸納米纖維織物,它可以增加紡織電極與監(jiān)測(cè)表面的接觸,且耐洗滌循環(huán)。
把電極繡在衣袖織物上可以記錄肌電圖,分析運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài),以識(shí)別肌肉激活和檢測(cè)肌肉疲勞,幫助提高成績(jī)和促進(jìn)健康訓(xùn)練。同時(shí),紡織電極還可以通過記錄肌電圖,用于高度精確地控制手和手腕的活動(dòng)。
力學(xué)紡織傳感器
生物力學(xué)紡織傳感器可以捕捉身體的運(yùn)動(dòng),用來評(píng)估諸如帕金森氏癥等影響運(yùn)動(dòng)技能的身體狀況。諸如紗線式紡織傳感器被放置在關(guān)節(jié)(如膝蓋或肘部)表面監(jiān)測(cè)四肢的運(yùn)動(dòng),用于康復(fù)和訓(xùn)練,以及監(jiān)測(cè)喉部、眼角等部位微小變形;織物壓力傳感器集成在襪子或足底鞋墊/鞋中,滿足腦卒中后康復(fù)和糖尿病相關(guān)病理的臨床患者的步態(tài)監(jiān)測(cè)。
溫度傳感器
根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)方法,紡織溫度傳感器可分為熱釋電溫度監(jiān)測(cè)器、電阻式溫度監(jiān)測(cè)器和熱敏電阻3類。目前現(xiàn)有的溫度傳感器產(chǎn)品典型代表為美國(guó)VivoMetrics公司開發(fā)的“LifeShirt”背心,其通過嵌入光纖監(jiān)測(cè)體溫。
此外,精確的足底體溫監(jiān)測(cè)可以用于評(píng)價(jià)健康狀況。目前,僅國(guó)外有少量成熟產(chǎn)品投放市場(chǎng),如美國(guó)嬰兒健康護(hù)理公司Owelt開發(fā)出的智能襪子,在智能襪中內(nèi)置傳感器,從而監(jiān)測(cè)嬰兒的皮膚溫度、心率、脈搏和血氧含量等數(shù)據(jù)。Siren公司研制出一款針對(duì)糖尿病患者的襪子,在襪子的對(duì)應(yīng)部位植入微型的溫度傳感器,從而監(jiān)測(cè)足底溫度的變化。