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智慧型紡織品:生理監視用紡織品

97/06/11 瀏覽次數 17171
生理監視用紡織品是以服飾或紡織品(如床墊、胸帶等)為生理監視的平台,透過有線或無線的方式,把身體健康的狀態顯示在手表、手機、PDA,或其他可攜帶式電子產品上。更可透過遠端的通訊把身體的資訊傳送至健康中心,如有危險警示,便可提供緊急救護並告知家人,提供全方位的照護。

產品組成架構

生理監視用紡織品是以導電纖維為主要材料,透過織造的手段構成全面或局部式的導電電極或感測元件,並裝配在如內衣、枕頭、外套等紡織品上,在人體的特定部位進行直接或間接量測,把生命跡象參數傳至接收器上,再由中央處理器(如電腦、PDA、手機等)作生醫訊號轉換,換算出生理的狀態(心跳、呼吸、姿態、心電圖等),供使用者或照護人員參考。

生理照護網路架構 生理監視用紡織品除了用於感測和儲存人體的即時狀況外,更可和遠端的電腦進行無線通訊,提供遠端診斷和照護的服務。資訊伺服器不僅提供生理資訊給醫療中心專業人員,更可把處理狀況回饋給使用者或協助者,進行即時回饋或緊急處置。

感測器的配置 因應不同的服飾或紡織品的需求,搭配不同的活動屬性(如韻律操、自行車、登山、跑步等),可把感測元件配置在各種服飾上,或製成輕便的織帶,以有效地感測諸如心跳、心電、溫度、呼吸等重要訊息。整合不同的感測元件和電路布局,更可把紡織品的監控延伸到使用者的姿態和行為動作。有些甚至具備回饋和控制的機制,如穿著特定的衣服就可和遊戲機進行即時的互動遊戲。

感測織物的結構 以紡織材料結合不同的織造方式構成各種感測元件,是製作生理感測紡織品的關鍵技術。近 10 年來,感測元件的織造方式已經揭露甚多,例如以梭織、針織、經編、不織布等紡織結構,搭配織入、夾緯、植經等手法,感測元件(如導電纖維)得以穩固地融入織物結構中,並使其具有織物的柔軟、透氣、耐洗、輕巧等特性。

生理感測機制

以呼吸量測為例,首先製作導電紗包繞而成的紗線,織成梭織或針織布,並置於服飾上,以在特定部位如胸部、腹部等進行量測。當胸部或腹部因呼吸而起伏時,藉由胸廓的擴大和內縮,使感測織物的電阻改變。當相對應的電壓訊號傳回運算器時,就可以反映呼吸強度、頻率等生理訊息,達到對一般人睡眠品質或嬰兒生命跡象的監測。整合資訊系統可以把使用者的生命跡象傳達到遠端,提供緊急救護或即時回饋上的服務。

生理監視用紡織品在智慧型紡織品領域中,可說是投入者最多,且利基豐富的一個平台技術。在整合型學術和研發領導者的推波助瀾之下,眾多產品已經進入市場或開始實地測試。諸多市場調查都顯示生理監視用紡織品的時代即將來臨,請大家拭目以待。

深度閱讀
  1. 李俊輝、沈乾龍(民 95)生理監視紡織品研究與發展現況,紡織速報165,29-32。
  2. 陳子昌、烏未屏(民 96)生理資訊智慧型紡織品專利簡介,紡織速報178,55-63。
  3. http://www.sensatex.com/
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