智能心電監(jiān)測服裝的應(yīng)用領(lǐng)域及未來發(fā)展方向探討

倪丹娜，徐利平

（嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 341001）

1 智能心電監(jiān)測服裝的發(fā)展背景

近年來，隨著人們的生活和工作壓力增加，猝死事件時有發(fā)生，人們對于健康的關(guān)注與日俱增。像心血管疾病此類的高發(fā)病，具有長期性和偶然性特點，常規(guī)定期的健康檢查并不能夠完全實現(xiàn)有效的實時監(jiān)護(hù)以及防止發(fā)生意外[1]，亟需能夠?qū)崟r監(jiān)測個人心電信息的產(chǎn)品出現(xiàn)。

在這種全民關(guān)注個人健康的社會環(huán)境下，近年來可穿戴設(shè)備發(fā)展很快，運動手環(huán)、可穿戴智能眼鏡等產(chǎn)品銷售異?；鸨?，這些設(shè)備大多涵蓋了心率監(jiān)測、睡眠監(jiān)測、血壓監(jiān)測等功能，但是由于監(jiān)測部位局限和使用技術(shù)的原因，其準(zhǔn)確性大都偏低，只能作為日常參考，并不適合更加專業(yè)的領(lǐng)域。

服裝作為一種和人體時時刻刻緊密接觸的載體，顯然是可穿戴設(shè)備的更優(yōu)選擇。服裝貼身的特性，意味著能更加準(zhǔn)確地監(jiān)測心電數(shù)據(jù)，適合有更專業(yè)心電監(jiān)測需求的人群；并且相比外戴的手環(huán)、眼鏡，服裝更具有隱蔽性，智能可穿戴設(shè)備的定位追蹤功能在服裝上將會更加隱蔽有效。除此之外，服裝更加輕便無感的特性，可以減少使用人群的生理和心理負(fù)擔(dān)。

2 智能心電監(jiān)測服裝的定義及應(yīng)用領(lǐng)域

智能心電監(jiān)測服裝屬于智能服裝的一種，主要運用在醫(yī)療健康領(lǐng)域，是指在基于人機(jī)多交互技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過傳感器對皮膚的直接或間接接觸收集心電信息，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳和分析反饋的一種較精確的心電監(jiān)測智能服裝[2]。目前已經(jīng)出現(xiàn)類似產(chǎn)品，如由博迪加制作的心電衣[3]，能夠做到隨時監(jiān)測人的心電情況，并且在心電信息出現(xiàn)異常時發(fā)出預(yù)警，提醒使用者及其家人注意使用者的心臟健康，及時就醫(yī)以防發(fā)生意外，就能很好地防范未知的心腦血管疾病突發(fā)的情況。智能心電衣的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下。

2.1 體育運動類

體育運動類的檢測服裝主要監(jiān)測的是心率、呼吸頻率、運動量等參數(shù),幫助運動者獲得更好的鍛煉。服裝內(nèi)嵌入多個傳感器，并實時對運動者的心電信息等進(jìn)行監(jiān)測分析并實時顯示，以便運動人員根據(jù)實時數(shù)據(jù)隨時掌握身體狀況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整自己的運動強(qiáng)度和時間等[4]。一般搭配相應(yīng)的分析統(tǒng)計系統(tǒng)，使運動者每次運動后可以清楚地觀測到自己的心電數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)定制健康趨勢分析或是優(yōu)化訓(xùn)練方案。

圖1 為聯(lián)想SmartVest 智能心電衣，可以360 度掃描心臟，實時監(jiān)測用戶12 導(dǎo)聯(lián)的心電圖，提供心率數(shù)據(jù)；通過如圖2 的手機(jī)端APP 應(yīng)用的實時數(shù)據(jù)，用戶可以隨時掌握身體狀況，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)定制健康趨勢分析或是優(yōu)化訓(xùn)練方案。

圖1 聯(lián)想SmartVest智能心電衣

圖2 SmartVest 手機(jī)端APP

圖3 為深圳阿木新科技研發(fā)的“阿木心電衣”，阿木心電衣是一件專業(yè)級別的運動衣，選用國內(nèi)特種紗線，采用無縫一體織造加呼吸孔編織技術(shù)打造，擁有極好的吸濕、排汗、降溫、回彈和壓縮功能。衣服還有防滑條和反光LOGO，既實用又美觀，可正常機(jī)洗300次。配合圖4 APP“傾聽.跑”“傾聽體語”獲得運動數(shù)據(jù)監(jiān)測、運動質(zhì)量評估、心臟狀態(tài)評估，以及實時預(yù)警與分析報告。

圖3 深圳阿木新科技研發(fā)的“阿木心電衣”

圖4 APP“傾聽.跑”“傾聽體語”

2.2 醫(yī)療健康類

醫(yī)療健康類的心電監(jiān)測服裝將擁有廣大的市場需求，隨著當(dāng)今世界人口老齡化的加劇和現(xiàn)代人生活方式的改變，各種慢性疾病尤其是心腦血管疾病越來越常見，并且死亡率日益增加，每年，心血管疾病死亡人數(shù)占全球死亡總?cè)藬?shù)的29%；中國心血管病患者2.9 億，每5 例死亡者中有2 例死于心血管病[5]。

年輕人因為熬夜、加班、喝酒等不健康的生活方式早早猝死的案例近幾年也屢見不鮮。猝死事件的頻發(fā)和日益年輕化讓越來越多的人對心血管疾病的預(yù)防和監(jiān)測預(yù)警愈發(fā)重視。對于心臟病人來說，猝死前8h 是發(fā)現(xiàn)和治療的黃金時間，然而大部分的猝死案例從病發(fā)到猝死只有幾分鐘的時間，很難及時獲得適當(dāng)?shù)木仍?，因此事發(fā)再救助幾乎很難實現(xiàn)。但其實在病人猝死前2～3d 心電波形就已發(fā)生變化[5]，是可以通過提前分析監(jiān)測心電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警的。

人們無法提前預(yù)測到意外會在什么時候發(fā)生，也無法做到每天去醫(yī)院檢查自己的心電健康，因此一樣可以替代心電儀，長期監(jiān)測心率和情緒波動，定期對心電信息進(jìn)行分析診斷的便攜的智能心電服裝，將會有效地補(bǔ)充醫(yī)療儀器暫時無法滿足的心電信息日常監(jiān)測預(yù)警領(lǐng)域。畢竟，心臟安全僅僅靠醫(yī)院的定期檢查是不夠的，更重要的是在家經(jīng)常自查心電圖，捕捉疾病異常，才能做到疾病早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早治療。疾病預(yù)防和健康管理需要智能醫(yī)療協(xié)助多個方面，移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的高速發(fā)展為醫(yī)療健康類智能服裝提供了必要條件[6]。

這種智能心電服裝，除了適用于心臟病患者、藥物治療人群、疾病急性發(fā)作人群、心臟手術(shù)人群、康復(fù)期人群等的日常心電自查外，還非常適合如下群體：高血壓患者、高血脂、糖尿病等慢性病患者；高壓力下處于亞健康狀態(tài)的中青年人士、60 歲以上的老年人等群體；有抽煙、喝酒、熬夜等不良生活習(xí)慣的人群。這些人群由于沒有直接明顯的心臟疾病，常常忽略自己的心電健康，反而是意外發(fā)生的高危人群。而心電衣相比于去醫(yī)院更加便利快捷，可以減少大家的生理和心理負(fù)擔(dān)，從而起到良好的日常監(jiān)測預(yù)防功效。

2.3 特殊領(lǐng)域類

2.3.1 軍工方向

可穿戴智能服裝在軍事方面的應(yīng)用研究較早[7]。主要通過多種電子傳感器來獲取士兵生理信息，持續(xù)監(jiān)測單兵生命體征指標(biāo)。其相關(guān)的數(shù)據(jù)會依據(jù)傳輸技術(shù)實時傳輸至后臺處理，對士兵生理狀況及時作出反饋[8]。這種智能服裝既可以在日常訓(xùn)練中使用，方便研究人員通過士兵們的心電生理數(shù)據(jù)科學(xué)地制定訓(xùn)練方案；也可以在戰(zhàn)場上使用，實時監(jiān)控士兵的心電數(shù)據(jù)，以便發(fā)生意外及時定位救援。

2.3.2 特殊作業(yè)環(huán)境

這里的特殊環(huán)境作業(yè)者指的是如夏季建筑工人、電力施工作業(yè)人員、消防員、宇航員等在極端環(huán)境下作業(yè)的人員。特殊環(huán)境作業(yè)者常常處于高風(fēng)險環(huán)境中，因此，實時監(jiān)測和分析他們的心電生理健康狀況非常重要，能夠及時掌握其健康安全并做好相關(guān)的防護(hù)[8]。

2.3.3 野外生存領(lǐng)域

心電監(jiān)護(hù)服裝在戶外生存探險領(lǐng)域也能發(fā)揮獨特的作用，可以通過實時監(jiān)控野外人員的心電數(shù)據(jù)，保護(hù)使用者身心健康、提升生存率，如翻越雪山和跨越高原時，領(lǐng)隊對隊員的心電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以及時阻止一些可以避免的意外發(fā)生[9]。

3 智能心電服裝的未來發(fā)展方向

3.1 提升美觀性和舒適性

智能心電監(jiān)測服裝上需要集成多個電子元件，在確保傳感器放置位置適合數(shù)據(jù)監(jiān)測的同時，還需要保證其結(jié)合牢固、設(shè)計美觀，同時考慮服裝基本的穿著舒適性，保證在穿著后對使用者基本活動不造成影響，對自身或他人身心不造成傷害[10]。

3.2 保障安全

智能心電監(jiān)測服裝涉及的安全問題包括生理安全和心理安全兩部分。一是智能心電服裝需要貼身穿著以提取人體的心電生理信息，所以必須確保心電監(jiān)測服裝的物理安全性，不能對人體生理造成傷害；二是智能心電服裝實時監(jiān)控人體生理數(shù)據(jù)，涉及到了信息隱私，如何確保用戶信息不泄露，如何監(jiān)管相關(guān)平臺等問題都需要得到妥善解決，智能心電服裝才能發(fā)展得更好。

3.3 降低成本造價

智能服裝的發(fā)展基于大量的電子傳感元件集成及復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)，這些都需要耗費大量專業(yè)成本；同時長期的數(shù)據(jù)傳輸分析也需要專業(yè)人才維護(hù)。這些原因使得智能服裝成品的價格十分高昂[11]，不利于大面積的市場普及。同時也是由于造價之高，許多實驗室的優(yōu)秀成果到現(xiàn)在依舊還只能束之高閣，僅僅存在于實驗室，不能投放到市場造福大眾。如果可以降低智能心電衣的成本造價，對于心電衣的發(fā)展將會是一大進(jìn)步。

4 結(jié)語

智能心電服裝擁有巨大的需求市場、發(fā)展前景廣闊，主要可以運用在體育運動、醫(yī)療健康、特殊領(lǐng)域等三大類領(lǐng)域。智能心電監(jiān)測服裝想要長足發(fā)展未來必須滿足的三大要點：設(shè)計美觀舒適、使用安全無憂、低成本易推廣。只有深度挖掘智能心電衣的需求點并解決未來發(fā)展的群眾痛點，才能讓智能心電服裝走得更遠(yuǎn)，更精確地服務(wù)于它的受眾，造福更廣大的人民群眾。