監(jiān)護服裝設(shè)計現(xiàn)狀及存在問題
目前國內(nèi)外對于穿戴式監(jiān)護服裝的研究主要還處于實驗室階段,大多數(shù)監(jiān)護服裝的研究都是將傳感器與服裝“機械”地結(jié)合起來,實現(xiàn)服裝在線連續(xù)監(jiān)測、分析、處理及顯示人體生理信息的功能。整個穿戴監(jiān)護由于其電感器件選用、聯(lián)接方式、電源等原因,還呈現(xiàn)出龐大、功能差、用戶體驗差、消費者接受度低、價格高等缺點。還不能夠改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的穿戴觀念,應用范圍也因此受到很大限制。該研究領(lǐng)域還沒有系統(tǒng)化和標準化,研究人員來自不同的領(lǐng)域,在電子工程、醫(yī)學及材料等方面的研究較多,因此,在服裝方面,對于監(jiān)護系統(tǒng)的穿戴性能研究方面還存在一定的不足,這就需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)<业拈L期配合才能形成統(tǒng)一的認識規(guī)律。而且醫(yī)療監(jiān)護服裝的功能、安全性等綜合性能的評估還不夠完善,還要經(jīng)過很多的臨床實驗驗證,才能確定是否能夠按照一般的醫(yī)療儀器標準來評價。隨著醫(yī)療服裝的商業(yè)化發(fā)展,普通家庭的健康監(jiān)護必定會成為主流趨勢。因此,醫(yī)療監(jiān)護服裝設(shè)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(jiān)護服裝的設(shè)計。雖然產(chǎn)品已經(jīng)相對成熟,但仍有以下問題亟待解決:
1) 可穿戴性能。包括服裝的外觀、整體的重量和分布、是否易于穿脫及舒適、監(jiān)測時的抗干擾能力等,會影響穿著者長期穿著的舒適性和耐疲勞程度。
2) 測試可靠性。由于服裝監(jiān)護系統(tǒng)具有長時間動態(tài)性的特點,因此必須考慮日常活動對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,以保證信號測試的可靠性。
3) 耐久性( 服用性能) 。集成了電子設(shè)備的監(jiān)護服裝需要具備一定的物理性能,如耐水洗性、抗彎曲、拉伸、撕裂、耐磨、防水和吸濕透氣等服用性能,以應對不同的環(huán)境。
4) 安全性。由于可穿戴醫(yī)療監(jiān)護服裝是長期穿著、與人體近距離接觸的電子產(chǎn)品,因此必須對電磁輻射及熱量等因素對人體造成的危害進行評估,并采取相應的防護措施。
5) 美觀性。包括服裝結(jié)構(gòu)和外觀設(shè)計是否能夠被消費者所接受并且具有一定的美感等。傳感器與服裝相結(jié)合會影響服裝整體的效果,因此,將傳感元件合理分布,達到服裝設(shè)計的美感將是服裝設(shè)計領(lǐng)域應進一步思考的方向。
3 前景展望
傳感器與服裝結(jié)合的醫(yī)療監(jiān)護服裝是多學科交叉的產(chǎn)品,主要涉及電子信息、人體功效、材料學、工業(yè)設(shè)計和服裝設(shè)計等領(lǐng)域,需要由這方面的研究專家共同合作來完成。服裝設(shè)計師終要完成生理信號采集的傳感器與服裝的結(jié)合,因此,在服裝的外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面具有創(chuàng)新性。監(jiān)護服裝設(shè)計人體工學方面的考慮主要是要保證動態(tài)條件下傳感器在服裝中的位置盡量不要移動、服裝上的傳感器要與皮膚合理接觸以及傳感器在服裝中的集成技術(shù)研究�?纱┐麽t(yī)療監(jiān)護服裝發(fā)展前景如下:
1) 基于人體工效學的服裝款式及結(jié)構(gòu)設(shè)計研究。電極及傳感器的柔性化發(fā)展為醫(yī)療監(jiān)護服裝的發(fā)展提供了可能。然而,人體日常生活會產(chǎn)生肢體移動,造成柔性電極、傳感器與服裝相對位置移動和接觸壓力的變化,這種變化將會影響到信息的檢測和判斷以及穿著時的舒適性。因此,應加快對監(jiān)護服裝與皮膚之間的動態(tài)作用研究,提高監(jiān)護服裝的可靠性及穿著舒適性,實現(xiàn)醫(yī)療監(jiān)護服裝的實際應用價值。
2) 三維人體掃描及監(jiān)護服的量身定制。人體生理信息監(jiān)測時要求傳感器要與人體有很好的接觸,這就要求集成了傳感器的醫(yī)療監(jiān)護服裝必須是量身裁剪的,否則將達不到監(jiān)護服應具有的功能。因此,必須加快對人體三維掃描系統(tǒng)的研究,建立人體三維形態(tài)數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)監(jiān)護服的量身定制。
3) 紡織傳感器。目前可穿戴醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備上使用的傳感器大都采用傳統(tǒng)傳感器與服裝的簡單物理結(jié)合,沒有實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的集成,采用紡織結(jié)構(gòu)傳感器將實現(xiàn)服裝功能與傳感功能的一體化。
4) 服裝加工技術(shù)。目前的監(jiān)護服中由于集成了復雜的電子模塊,還只能夠在實驗室中加工實現(xiàn),如何能實現(xiàn)監(jiān)護服裝量產(chǎn),將是未來商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題。在服裝加工技術(shù)上,既要考慮服裝的一般要求,又要考慮采用不同的方法來實現(xiàn)服裝作為一個特殊的硬件平臺,為硬件提供一個好的集成環(huán)境,同時又不破壞織物的一些基本性能。
5) 織物結(jié)構(gòu)電路�?纱┐麽t(yī)療監(jiān)護服裝的佳模式是既實現(xiàn)穿戴功能,又實現(xiàn)醫(yī)療監(jiān)護功能,即紡織品自身具有傳感功能,也就是我們所稱的紡織結(jié)構(gòu)傳感器或者電極。所以,將集成電路紡織化將成為智能紡織發(fā)展的一個重要方向,也為可穿戴醫(yī)療提供了可能,同時,未來將嘗試將電源、信號處理元件與顯示元件的紡織化,實現(xiàn)了電子元件與服裝系統(tǒng)的完美整合。