智能医疗监护服的研究现状及其质量控制

(揭阳市质量计量监督检测所 广东 揭阳 515300)

智能服装是将微电子技术与服装结合的产物，它不仅能够按照预先设定适时的采集信号，而且可以对信号做出处理及反馈。也就是说智能服装可依据外界条件或因素而改变自身的特性，具备对能量及信息进行储存、传递及转化的能力。由此可见感知、反馈、响应是智能服装的三大要素[1]。

智能医疗监护服是指将医疗监测系统集成在可穿戴系统上，即主要通过服装及其附件而依附在人体上，既能实现穿戴物品的日常使用功能，又能实现人体生理信号的监测，从而达到生理信息监护与人体日常穿戴衣物、附件的无缝整合[2]。

一、智能医疗监护服的研究现状

医疗模式从诊断治疗向日常监护转变的同时将促使小型医疗监护设备的出现，这些监护设备具有日常家庭使用的特点；而衣服作为与人体接触最为密切的媒介，具有多个优势，是实现人体信号采集的最佳平台。服装已成为可穿戴医疗监护设备的最佳载体之一。据预计，到2018年可穿戴医疗产品市场规模将增长3倍以上[2]。

美国Sensertex公司研发了一款智能针织衫可用于监测人体生理信息。服装由莱卡/棉、聚丙烯(MERALON)/棉、光导纤维、导电纤维等通过针织编织而成。织物的基层采用的纱线为棉、涤纶、聚丙烯或它们的混纺纱线，以提供好的服用性能。信息层中主要由光导纤维和导电纤维编织而成，它们都可以用来测量传输人体的生理信息。光纤材料主要使用塑基光纤(POF)，POF由于其较低的成本，较轻的重量，好的机械强力和柔性等都优点获得比较广泛的应用。导电材料主要是掺有导电粒子的高聚物、包覆绝缘层的不锈钢纤维、铜纤维等[3]。

美国VivoMetrics公司开发的生命衫(LifeShirt)监护系统，可以实现无创、连续和可移动地收集生理参数，这在全球属于首创。目前在全世界有1000家以上医院在使用。该智能监护服嵌入的传感器可以在穿着者的日常活动中记录30多个心肺生理参数。穿着者可通过PDA把数据传送到网上的电子数据处理中心，处理结果将以简报、高分辨率波形图等形式传递给临床医生或研究人员，为他们的诊断提供参考[3]。

欧盟的IST 2001-38165项目支持下LIFEBELT是一种能实时检测孕妇和胎儿的相关生理参数智能化健康检测系统，并能评对她们的健康状况。该智能监护服设计成可以录入信号的夹克，感应部分由两个极板组成。这些极板从腹部获取数字心电信号fECG和mECG、含氧量、体温、血压。采用高敏、轻质和容易操作的传感器。LIFEBELT可分析孕妇和胎儿的心率、心电图，同时提供重要的健康状况信息[3]。

大连理工大学的石明星等，研究设计出智能穿戴式家庭养老照护系统，该系统将智能监护服与物联网相关智能家居技术相结合。通过导电纤维制作的智能穿戴式衣服实现心电信号采集及传输。通过软件设计实现对人体的实时心率监测，采集数据和分析。该养老照护系统的研究能够为医生和病人提供心电信号的相关参考数据，对于预防老年疾病有重要的现实意义[4]。

服装与传感器结合的智能医疗监护服装是多学科交叉的产品，主要涉及电子信息、人体功效、材料学、工业设计和服装设计等领域，需要由这方面的研究专家共同合作来完成。随着医疗服装的商业化发展，普通家庭的健康监护必定会成为主流趋势。因此，医疗监护服装设计应该面向普通消费者的日常需求，并考虑人体工学、服装舒适性、安全性、美观性等因素，完善并评估监护服装的设计[2]。

二、智能医疗监护服的质量控制

(一)材料安全性

由于智能穿戴产品的外壳往往由金属、塑料或橡胶等材料制成，易造成消费者的皮肤过敏现象。因此，需要对穿戴产品的材料的使用进行规定，不得使用对人体会产生过敏的材料。同时，产品要满足SJ/T11363-2006《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》，对铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚这六类有毒有害物质或元素的限量做出规定。

(二)电池安全性

智能穿戴产品工作时的电源通常由电池来提供，而电池工作时会产生热量，当穿戴产品或电池本身的质量有问题时，可能会造成短路，以致可能引起燃烧。鉴于这种情况，首先必须对电池进行充放电测试。按照GB4943.1《信息技术设备的安全第1部分：通用规范》中规定的要求进行试验，由于穿戴产品的电池通常为可充电电池，一般电池的结构设计均不允许电池反接，所以要对电池进行短路测试、过充电测试以及最大充电电压测试[5]。

(三)辐射骚扰

智能穿戴产品一般都是电子产品，因此其工作时一定会产生无线电骚扰，也会受到来自外界的无线电骚扰，两者统称为电磁兼容。作为电子产品，需要测试其辐射骚扰，是否满足国家标准GB9254《信息技术设备的无线电骚扰和测量方法》中规定的B级限值要求，以确保该产品工作时对周围的电子设备不会产生可能引起工作不正常的干扰信号。

(四)产品可靠性

智能穿戴产品会受到各种不同气候以及偶尔的摔落等的影响，这就需要产品具有一定的可靠性，才能保证在寿命期内能正常工作，因此需要依据我国GB/T2423系列环境试验标准对穿戴产品进行高温、低温、温度冲击、湿热、跌落、防水试验，来模拟穿戴产品可能受到的实际的使用环境影响，根据试验结果以及抽样标准，来判断某个批次的产品的可靠性[5]。

[1]王莹.智能穿戴服装的发展现状及应用探究[J].西部皮革.2015,37(23):42-44.

[2]严妮妮,张辉,邓咏梅等.可穿戴医疗监护服装研究现状与发展趋势[J].纺织学报.2015,36(6):162-167.

[3]鲍健.健康监护服的集成研究与性能评价[D].东华大学硕士论文.2010.

[4]李宏太.基于老年人健康状况监测的穿戴设备及系统设计研究[D].西南交通大学硕士论文.2014.

[5]王伟雄,汪洁雯,姚晨海.智能穿戴产品的质量控制研究[J].无线互联科技.2015(2):121-123.