智能服裝在醫療上的應用

在遙遠的古代，人類穴居野處，利用樹葉草葛遮擋烈日，或者用動物皮毛把身體包裹起來禦寒保暖，防禦蟲蛇的啃咬，風雨的侵襲，保護身體，即古人所謂的「衣毛而冒皮」。而這種完全出於實用的考慮，正是人類服裝產生的主要動因。再後來，服裝除了防寒保暖的功能外，逐漸具備社交及職業屬性，成為時尚品。

隨著服裝工業的發展，電子與紡織工藝的學科融合，出現了多種智能服裝，如檢測多種生理指標的內衣、監測肌肉運動數據的運動T恤、可加熱保暖的外套、具有定位功能的鞋紛紛湧現，在不久的將來，數碼產品與衣服的界限會越來越模糊，未來的電子產品能完美地附著在日常的穿著和佩戴物品上，成為真正的可穿戴。這種智能服裝有望成為可穿戴設備的終極形態。

目前在智能服裝領域進行創業的廠商主要來自芬蘭、加拿大、比利時、瑞典等國家。核心原因在於作為傳統服裝工業中心，實現產業升級轉型的需求比較強烈，而當地科研機構如比利時IMEC與根特大學，瑞典布羅斯大學智能服裝研究中心等，擁有較強的跨領域人才與技術儲備，客觀上成為智能服裝的先行者，產生了芬蘭Clothing+（除自有品牌外，也為耐克等其他品牌做OEM，工廠位於中國浙江德清）、加拿大Omsignal等著名品牌，下圖為Clothing+和Omsignal的某款可以監測運動狀態的智能服裝：

加拿大Omsignal，用於運動監測，總部已遷往美國

智能服裝與醫療器械結合，可以將傳統的電生理監測融入到衣服中，利用導電纖維，可以實現多種生物電信號的測量，如心電圖、肌電圖等，或者利用到導電纖維形變引發的電信號改變，利用光學等感測器監測血流流速等指標，從而實現動態高血壓、癲癇、中風、呼吸暫停綜合症等多項生理指標。如筆者所在公司團隊，就有來自北歐的技術專家，曾經實現了在一件衣服上構造58個織物電極，用於癲癇的監測。

智能服裝用於醫療行業，最典型的是將ECG做成智能服裝形態，這顯然具有當前各種Holter形態所不具備的優勢，精度可到達醫療級別，且佩戴非常方便。

目前消費市場炒的最火熱的是各種號稱測量心電的手環和手錶，採用的是PPG （Photo Plethysmo Graphy）光電容積脈搏波描記法原理，用這種脈率手環打擦邊球說成是心率心電手環，用於監測心血管疾病，很難被醫生認可。在傳統的Holter形態基礎上加上傳輸模塊，將數據實時傳輸到雲端進行處理，已經產生了估值很高的公司。此種ECG長時間使用，電極片上的粘合劑以及凝膠可能會引起皮膚過敏和接觸性皮炎，導電膠中的高濃度電解質也會造成皮膚過敏或者瘙癢。然而即使是一次性乾電極，也與凝膠電極片一樣，由於被試者出汗與身體濕度，也會導致皮膚過敏，造成了用戶舒適度的問題難以解決，所以很難做到長期監測，更多是作為醫院動態心電業務的產品延伸。國內還有幾十家做仿美國Ziopatch的貼片產品，希望用單通道的貼片長期監測，以彌補導聯數的不足，但一般還是採用硅膠電極，透氣性的問題沒法得到解決，受試者也不願意長期佩戴。此類產品的技術門檻較低，創業者可以輕鬆介入這個領域，導致這個領域競爭異常激烈。

所以，以衣服為載體，反而是一種最舒適的穿戴形態。國內也有創業公司採納了這種方式，將傳統holter的導聯線直接縫在衣服上，這樣電極的位置就可以對準正確的位置，然後患者再將一次性乾電極黏貼在體表，就可以完成動態心電的監測了，這種創新也是有益的創新，但解決不了電極不透氣的問題。

用導電纖維來替代傳統的一次性乾電極，技術難度較大，由於這種電極是藉助於衣服結構固定在體表的，一旦肢體有運動，比方說抬手這樣一個很輕微的動作，導電纖維和皮膚摩擦，就產生了相對位移和信號雜訊（標準說法為運動偽差，對應英文單詞Motion Artiface），如何還原出真實的心電信號，就成為技術難題，此外衣服的耐洗滌性、導電纖維的材料選擇、面積的大小、走線的處理、位置的正確擺放，與衣服的彈性銜接，與ECG的硬體介面定義等，都會是技術難題，

目前在醫療器械和智能服裝交叉的領域進行創業的廠商，典型如以色列Healthwatch和杭州優體科技，比較相似的地方是，都是從心電切入，再擴展到整個慢病管理領域，且都是採用可傳導合成纖維作為感應器，與棉線一起編織到T恤中，使衣服具備多通道動態心電監測及其他體征檢測功能，前者已於2015年1月初通過美國FDA的510K認證。

以色列Healthwatch的心電T恤，3-15導聯

杭州優體科技AeroCardio心電T恤，7導聯

Google近期也申報了一項穿戴式心電圖設備專利，同樣也是利用服裝來記錄多通道心電，如下圖：

最常見的可傳導合成纖維為銀纖維和不鏽鋼纖維，前者可見於孕婦穿的防輻射服，後者可見於工業用防靜電服等，通過織物的拉伸、壓縮等形變以及生物電的採集，可以連續監測人體生理信息。

以色列希伯來大學和哈達薩醫院共同研發的SenseGo智能襪子，內置了數十個微型組裝的壓力感測器，監測可能會導致糖尿病患者足部問題的因素，如不當姿勢、結構畸變，甚至鞋子不合腳導致壓力過大等問題。。當這些感應器監測到腳部某個區域承受的壓力過大時，會通過配套的應用來提醒患者。 患者能通過這款應用準確看到足部受影響的區域，因此可以根據警告調整走路姿勢或換雙更適合的鞋子，以此緩和糖尿病神經病變癥狀。

以色列SenseGo智能襪子，用於監測足部壓力

法國醫療裝備公司Bioserenity與英國癲癇研究組織EpilepsyAction、法國癲癇研討組織Efappe，曾合作開發一款監控和診斷癲癇疾病的智能服裝系統WEMU。WEMU系統由智能T恤和智能帽子組成，內置乾燥感測器，定期監測病人的心臟、肌肉和大腦活動，從而可以提高診斷的準確性，減少診斷時間，為病人提供更準確的藥物治療。

法國WENU，由T恤和帽子組成，用於監測癲癇

國內在智能服裝領域積極跟進的高校主要有東華大學、天津工業大學和武漢紡織大學等，有此方面的創業者可以跟這些機構做科研上的聯合。