隨著時代發展和生活質量的提高，人們著裝觀念發生了很大變化，對服裝提出了新的要求，更加追求服裝的品質化、個性化。另外，健康問題也受到了人們極大重視。傳感技術、通信技術等發展推動了可穿戴智能產品的發展。人體生理信號(體溫、心率、呼吸等)監測對人體疾病的預防、分析、診斷和人們日常的健康狀況查看有重要意義和價值。可穿戴生理監測系統采用生物傳感器獲取人體運動與生理參數，對穿戴者或遠程監控者提供實時生理信息反饋。文中主要綜述了可穿戴人體生理監測服裝在醫療監護、運動健身、軍事及特殊環境作業等方面的應用;另外，對穿戴式監測服裝的設計要素做了歸納;最后，通過目前穿戴式智能服裝的研發和應用情況，對其未來發展趨勢進行了展望。

　　1 穿戴式生理監測

　　1.1 穿戴式設備特點可穿戴智能生理監測服裝是微電子技術與服裝結合的產物[1]。穿戴式生理監測設備主要涉及到傳感技術、無線通信技術和信號處理技術等[2]。它具有低負荷、操作簡便、可移動、持續監測、無線傳輸和異常生理狀況報警等特點[3]。目前，穿戴式生理監測設備能夠監測人體心電、心率、血壓、體溫、呼吸頻率、血糖等指標，提供全天實時的健康狀態監測[4]。

　　1.2 監測系統組成監測系統主要由生理信息采集模塊、無線通信模塊和數據處理模塊組成。生理信息采集模塊用于獲取用戶的心電、呼吸、體溫等生理信息;無線通信模塊將數據傳遞至遠方終端;數據處理模塊對數據進行分析、顯示、存儲等，并在出現異常情況時給予警示。

　　2 可穿戴生理監測服裝的應用領域

　　根據不同群體以及作業需要，研發出了一系列可穿戴智能產品。可穿戴設備與服裝集成為人類提供了很大便捷。目前，可穿戴生理信息監測服裝應用領域較為廣泛，涉及到醫療保健、運動、軍事及特殊環境作業等方面。

　　2.1 醫療監護醫療監護類服裝已成為當前可穿戴智能服裝的主要產品。此類服裝主要為老年人、兒童、患者等人群提供監測[5]。監測系統主要通過電子設備獲取到生理信息，然后向智能終端發送并顯示數據，讓穿著者本人或其家人實時監測到生理健康狀況，預防或及早發現疾病，如遇到突發性疾病，系統可以向患者的家屬發出報警。因此，智能穿戴式監護服的研發對于醫療診斷和健康狀況評估有重要作用[6]。例如，乳房健康實時監測[7]，老年人心率、呼吸監測[8]，用于預防肌肉骨骼疾病的智能背心[9]，監測心率、體溫等指標的智能 T 恤，能夠追蹤孕婦生命特征的智能孕婦裝等。

　　2.2 運動健身可穿戴運動類監測服主要監測心率、呼吸頻率、運動量等參數，幫助運動者獲得更好的鍛煉。服裝內嵌入多個傳感器，運動者在穿著后能夠實時了解到自己的生理數 據，針 對 監 測 到 的 信 息 適 時 地 作 出 訓 練 調整[16]，改變運動強度。穿戴式監測服裝在運動健康方面應用也較為廣泛。如可佩戴 miCoach心率監測器的運動文胸以及 UA 的 E39智能緊身衣均可以在運動中進行心率監測。此外，由飛利浦公司生產的智能運動服，能夠監測運動員的血壓、脈搏及運動量。運動員根據自身狀況調整以提高自己的成績[17]。圖1為加拿大的 Athos智能運動服。通過在關鍵肌肉部位集成大量 EMG 肌電圖傳感器，實現心率、肌肉活動以及呼吸頻率監測，并且及時向使用者的手機發送有關數據。

　　2.3 軍事領域可穿戴智能服裝在軍事方面的應用研究較早。在軍事領域，穿戴式生理監測服裝成為提升單兵作戰力的重要武器，有助于提高軍事能力[18]。該監測服裝主要通過多種電子傳感器來獲取士兵生理信息，持續監測單兵生命體征指標。其相關的數據會依據傳輸技術實時傳輸至后臺處理，對士兵生理狀況及時作出反饋。單兵生命體征監測系統如圖5所示，在救治傷員和士兵戰斗力評估中起到關鍵作用。例如，Georgia理工學院研制出一款可監測士兵生命信息的 T 恤，該智能 T恤能監測士兵的心電、心跳、呼吸、體溫等指標。指揮者可以在戰場中實時掌握士兵的生理信息，實現數字化管理。為了便于部隊日常訓練管理，研究人員實現了智能化士兵管理展示系統，通過佩戴于士兵身上的系統采集裝置來獲取士兵平時的睡眠、運動和心率等活動數據。平臺分析士兵的睡眠質量、運動數據等進而提供相應的評估建議，實現部隊管理人員實時聯網查看信息。

　　3 可穿戴智能監測服裝的設計要點

　　同普通服裝相比，可穿戴智能生理監測服裝需將多個電子元件裝置附著或嵌入到服裝中。因此，在服裝設計過程中應綜合考慮，使其具備某些功能的同時還應該滿足服裝舒適性的基本要求。針對此類服裝的設計，歸納出以下三點。

　　3.1 功能性針對產品設計而言，從用戶的角度和使用功能出發，達到滿足用戶的實際需要的目的。可穿戴服裝的設計亦是如此。然而，目前穿戴式智能服裝發展尚處在初級階段，產品還不夠成熟。在實際的穿戴式智能服裝研發中，存在著過于追求功能技術的創新，使得用戶穿著體驗效果較差的情況，不符合實際需求[23]。因此，設計時應結合消費者的使用實際，充分考慮個人需求、社會活動以及應用場景。例如，Rantanen等[24]從用戶需求出發，設計了一款極地生存智能服裝，如圖6所示。在滿足極地嚴寒條件下，實現用戶健康狀況等信息監測，為用戶提供通訊、定位和導航功能，在異常情況下發出緊急消息，以防止事故發生并幫助他們在事故發生時幸存下來。

　　3.2 舒適性服裝上集成了多個電子元件，如何將元件與服裝之間牢固結合是強調服裝穿著舒適性的基礎。在服裝上，根據獲取生理數據的不同，傳感器選擇放置的部位不同，或背部或胸部等。應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[25]。

　　3.3 美觀性以服裝為載體的穿戴式監測服裝設計還應考慮服裝整體美觀性和藝術性，給予著裝者美的體驗與享受，將可穿戴設備與服裝完美結合。考慮到用戶的使用心理和服裝美觀性，一般將無線電子或監測器件隱藏或融入服裝，保證元件的隱匿性[26]。研究人員將電子模塊置于服裝的口袋、領口等部位。這樣不僅起到很好的隱蔽效果，而且便于安裝或拆卸。

　　4 發展趨勢

　　隨著國內外智能可穿戴產品市場成為熱點，可穿戴智能服裝的研發也得到了廣泛關注。然而，目前其發展還不夠成熟與完善。隨著各學科技術發展，未來穿戴式智能服裝將更加人性化、功能化和智能化。

　　4.1 系統高度集成化電子元件的微型化與性能優化將使得可穿戴智能服裝質量得到很大提升，進而更好地發揮其功能。就整個系統運行的能量供應來看，現有鋰離子電池質量重且體積大，其置于可穿戴服裝中對使用者著裝舒適性及日常運動有影響。未來將會有能量密度更高，使用壽命更長的電池代替鋰離子電池，電池質量和體積都會大大減小。

　　4.2 高精度目前主要采用傳感器進行人體生理數據獲取。通過傳感技術的發展，優化電子元件與服裝結合方式，將提高用戶生理信息監測精確度，從而更好地掌握個人健康狀況。

　　4.3 綠色理念綠色設計強調對自然資源的合理利用，注重節能環保。在服裝設計方面，可從材料、工藝等方面加以處理，達到服裝產品的可持續使用，避免對環境造成不利的影響。可穿戴智能服裝設計也應本著綠色環保原則，注重材料的環保性，減少環境污染以及資源浪費。

　　5 結語

　　服裝正在向功能化、智能化發展。基于可穿戴技術的智能服裝應用尚處在初級階段，還有很多需要改進的地方。未來，可穿戴智能服裝將會有巨大的消費市場。服裝與電子元件結合方式的優化將會增強用戶的體驗度。隨著技術、工藝、設計等問題的改進，智能服裝將在提高人們的生活質量方面發揮重要作用，對紡織服裝業的發展產生深遠的影響。

　　參考文獻：

　　[1] 吳 云，劉 茜.可穿戴智能紡織品研究現狀及展望[J].棉紡織技術，2018，46(6)：79-84.

　　[2] 徐令儀，汪長嶺，毛靖寧，等.可穿戴技術在生理信號監測中的應用和發展[J].中 國 醫 療 設 備，2018，33(3)：118-120，135.

　　[3] 張金榜，吳榮春，何 騫，等.可穿戴的生理監測系統設計[J].微型機與應用，2013，32(20)：29-31.

　　《基于生理監測的可穿戴智能服裝應用與展望》來源：《紡織科技進展》，作者：于靜靜1，2，鄧詠梅1，2，*