李玉亭

（鄭州輕工業(yè)大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450000）

1 研究背景

根據(jù)2020年中國(guó)糖尿病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)糖尿病患者總數(shù)近1.3億,已成為患糖尿病人數(shù)最多的國(guó)家[1]。近30多年來(lái)，我國(guó)糖尿病患病率顯著增加，且城市人口患病率明顯高于鄉(xiāng)村人口患病率，目前城鎮(zhèn)化趨勢(shì)明顯[2]，推斷未來(lái)患病率會(huì)持續(xù)上升。目前以2型糖尿?。═2DM）為主，1型糖尿?。═1DM）和其他類型少見(jiàn)。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，糖尿病及其并發(fā)癥造成的死亡率占總死亡率的12%，僅次于心臟病和癌癥[1]。

糖尿病無(wú)法治愈，造成糖尿病死亡率高的主要原因在于它會(huì)引起很多并發(fā)癥。下肢動(dòng)脈病變是最嚴(yán)重的病變之一，通常是指下肢動(dòng)脈粥樣硬化性病變（LEAD）。糖尿病患者與非糖尿病患者相比，發(fā)生LEAD的危險(xiǎn)性增加2倍[1]。LEAD患者的主要死亡原因是心血管事件，在確診1年后心血管事件發(fā)生率達(dá)21.1%，與已發(fā)生心腦血管病變者再次發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)[1]。綜上所述，人們應(yīng)該重視糖尿病并發(fā)癥帶來(lái)的危害，尤其是高危人群要注意早發(fā)現(xiàn)，才能盡早治療，降低并發(fā)癥的發(fā)病率。

2 研究現(xiàn)狀

2.1 糖尿病檢測(cè)類可穿戴設(shè)備

糖尿病影響著全球數(shù)百萬(wàn)人的健康，可穿戴設(shè)備在糖尿病預(yù)測(cè)、管理方面有巨大潛力。糖尿病可穿戴產(chǎn)品的研究有血糖監(jiān)測(cè)、飲食和運(yùn)動(dòng)管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療，例如歐陽(yáng)濟(jì)[3]為糖尿病中最嚴(yán)重并發(fā)癥之一的糖尿病足設(shè)計(jì)的智能鞋檢測(cè)。張?jiān)什碵4]設(shè)計(jì)了一款專門測(cè)量足底壓力的智能鞋系統(tǒng)。

總之，糖尿病治療類可穿戴產(chǎn)品有良好的發(fā)展勢(shì)頭。隨著技術(shù)進(jìn)步和醫(yī)療需求不斷增長(zhǎng)，糖尿病檢測(cè)智能產(chǎn)品成為患者便捷、高效的工具指日可待。

2.2 中醫(yī)脈診類可穿戴設(shè)備

脈診類可穿戴設(shè)備是一種基于中醫(yī)脈診原理的智能設(shè)備，以下是脈診類可穿戴設(shè)備研究現(xiàn)狀的概述。

傳感器技術(shù)：脈診類可穿戴設(shè)備的關(guān)鍵部分是傳感器，用于采集脈搏信號(hào)。胡志希等[5]創(chuàng)制了中醫(yī)三部脈象電信號(hào)連續(xù)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)。解渤[6]、李福鳳[7]等使用壓力傳感器采集脈搏波形。江國(guó)旺[8]、Jin 等[9]研制了一套使用氣囊可多點(diǎn)加壓的智能脈搏檢測(cè)系統(tǒng)。

信號(hào)處理與特征提取：He[10]、Yang[11]、Fu[12]等，利用搏信號(hào)往往包含豐富的生理信息，可穿戴式脈診儀中引入微納加工技術(shù)、柔性電子、3D打印等技術(shù)。

綜上所述，目前還未見(jiàn)有將中醫(yī)治未病理念西醫(yī)精準(zhǔn)性結(jié)合和頸動(dòng)脈檢測(cè)運(yùn)用在服裝上的智能設(shè)備，本文旨在設(shè)計(jì)一種以頸動(dòng)脈檢測(cè)為主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)的智能可穿戴服裝，也為接下來(lái)研究以頸動(dòng)脈檢測(cè)糖尿病的可穿戴設(shè)備提供參考。

3 服裝設(shè)計(jì)思路

3.1 功能性與成本

3.1.1 功能性

調(diào)查問(wèn)卷顯示，糖尿病患者對(duì)以下需求關(guān)注更高：頸動(dòng)脈監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和提醒、健康提醒、溫度調(diào)節(jié)、社交互動(dòng)。融入中醫(yī)治未病理念，幫助糖尿病高危人群了解自己的身體狀態(tài)，做到早發(fā)現(xiàn)早治療，這些功能集成在可穿戴服裝中，可以幫助糖尿病患者更好地管理自己，提高生活質(zhì)量[13-14]。

3.1.2 性價(jià)比

文章為糖尿病患者設(shè)計(jì)的可穿戴服裝性價(jià)比較高。

首先，這種服裝可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的體溫以及頸動(dòng)脈血管的健康狀況，預(yù)警可能出現(xiàn)的健康問(wèn)題。這不僅可以減少患者去醫(yī)院的次數(shù)，還避免了一些醫(yī)療費(fèi)用。經(jīng)過(guò)問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，單次就診費(fèi)用為118元至2 180元，取平均數(shù)1 100元；患者一年至少去醫(yī)院檢查四次，由此計(jì)算出平均患者一年就醫(yī)費(fèi)用為4 400元，最低費(fèi)用為472元，使用本文智能可穿戴服裝，可為患者節(jié)省472元至4 400元；而本系列服裝的壽命不僅有一年，所以也充分證明了此設(shè)計(jì)的性價(jià)比極高。

3.2 面料

針對(duì)糖尿病患者，服裝面料應(yīng)選擇舒適、透氣和吸汗的面料，如棉、麻或有機(jī)棉等。這些面料可以促進(jìn)身體的汗液蒸發(fā)，保持皮膚干燥，并減少細(xì)菌滋生的機(jī)會(huì)，從而降低感染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，為了確保服裝的保暖性和透氣性，可以選擇采用雙層或三層織物制成的服裝，例如帶有微孔的織物或具有多層空氣層的織物。需要注意的是，糖尿病患者可能會(huì)出現(xiàn)感覺(jué)神經(jīng)病變，導(dǎo)致對(duì)冷熱和疼痛的敏感性降低。

總的來(lái)說(shuō)，糖尿病患者服裝的選擇應(yīng)注重舒適、透氣、保暖等。

3.3 款式

通過(guò)前期發(fā)現(xiàn)糖尿病患者多為中老年人。中老年人的體形變化主要集中在胸、腰、腹、臀等容易產(chǎn)生脂肪的地方，太過(guò)暴露的款式往往會(huì)暴露出中老年人的身材缺陷，選擇H型，用舒適的布料，遮掩住身體上的不足。中年和中老年的腰部和腰部的肥胖程度會(huì)逐步增大，腰圍越來(lái)越粗。后背的形狀改變，中年和中年隨著年齡的增長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)后背凸出的現(xiàn)象。其次，因?yàn)轭^部前傾，頸部前傾，領(lǐng)口也會(huì)不舒服。

由調(diào)研內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，老年人的生理機(jī)能會(huì)慢慢下降，出現(xiàn)尿急、尿頻等現(xiàn)象，可以選擇有彈性的腰線，增加合體性和便利性，褲腳采用松緊收口的設(shè)計(jì)，避免夜間引起的安全問(wèn)題。為了滿足病人的身體需要和胰島素注射等需要，進(jìn)行袖口的設(shè)計(jì)。休閑裝的立體口袋的設(shè)計(jì)，不僅可以增加功能性還可以時(shí)尚美觀，通過(guò)系帶、魔術(shù)貼等輔料的加工，實(shí)現(xiàn)可拆卸功能，兼顧適應(yīng)性和功能性。

3.4 色彩

情感需求：選擇柔和、溫暖的色調(diào)，如米黃、淡藍(lán)、淡綠等，營(yíng)造舒適安逸的氛圍，使患者心情放松。此外，服裝上的圖案可選用簡(jiǎn)單花卉圖案，以增加穿著者的優(yōu)雅。

適合膚色：中老年人膚色逐漸失去光澤，選擇適當(dāng)?shù)姆b色彩可以提亮膚色。一般來(lái)說(shuō)，可以選擇柔和的顏色，如米色、灰色、淺藍(lán)色等，避免選擇過(guò)于鮮艷或深沉的顏色，以免使膚色更加暗淡。

適合體型：服裝色彩的選擇也可以考慮體型的特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，體型較胖的人選擇深色系的服裝，可收縮視覺(jué)效果，而體型較瘦的人選擇淺色系的服裝，如白色、米色等，可增加膨脹感。

4 設(shè)計(jì)原理

4.1 硬件設(shè)計(jì)及工作原理

頸動(dòng)脈檢測(cè)，如圖1：這是該服裝的主要特點(diǎn)之一。頸動(dòng)脈存在于人體頸部的兩側(cè)，也就是喉結(jié)旁兩指左右，將頸動(dòng)脈傳感器位于服裝頸動(dòng)脈處，可實(shí)現(xiàn)脈搏波、皮膚溫度和脈搏波速度的同步測(cè)量，如圖2。使用壓力傳感器將脈搏壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，能夠同時(shí)和獨(dú)立地感知壓力和溫度的刺激，使得脈搏波的采集不受環(huán)境溫度的影響[15]。若檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示正常，則屬于一級(jí)預(yù)防，只需要繼續(xù)注意生活衣食住行的自我管理預(yù)防T2DM的發(fā)生；若數(shù)據(jù)顯示脈搏微弱，屬于二級(jí)預(yù)防，需要加強(qiáng)自我管理，開(kāi)啟加熱按摩功能，以及提醒并發(fā)癥的發(fā)生；若數(shù)據(jù)顯示檢測(cè)不到脈搏，屬于三級(jí)預(yù)防，需盡快就醫(yī)，降低致殘和死亡率。實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療的中醫(yī)治未病理念。

圖1 頸動(dòng)脈檢測(cè)流程圖

圖2 款式功能結(jié)合圖

聽(tīng)診器檢測(cè)頸動(dòng)脈雜音：通過(guò)聽(tīng)診器，可以檢測(cè)到頸動(dòng)脈雜音，預(yù)測(cè)血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。與脈搏傳感器進(jìn)行結(jié)合檢測(cè)，若結(jié)果顯示與正常心音不一致則頸部大血管區(qū)有血管雜音應(yīng)考慮頸動(dòng)脈或椎動(dòng)脈狹窄[16]。

加熱和按摩功能：通過(guò)加熱和按摩，可以促進(jìn)血液循環(huán)，緩解肌肉緊張，從而改善患者的身體狀況。改變局部血液循環(huán)，快速傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)快速加熱。

4.2 信息交互手機(jī)App設(shè)計(jì)

為了滿足信息可視化，讓用戶更加了解自己的身體狀況，服裝中的加熱、按摩、聽(tīng)診器檢測(cè)頸動(dòng)脈雜音等傳感器軟件通過(guò)藍(lán)牙設(shè)備連接手機(jī)，可以通過(guò)手機(jī)App進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)節(jié)。以下是具體的設(shè)計(jì)方案：

數(shù)據(jù)同步和展示：實(shí)時(shí)同步并展示患者的血糖、血壓、心率等健康數(shù)據(jù)，以便更好地了解自己的健康狀況。

可穿戴服裝控制：可以遠(yuǎn)程控制可穿戴服裝的加熱、按摩等功能。

報(bào)警和提醒：當(dāng)檢測(cè)到異常數(shù)據(jù)或者發(fā)現(xiàn)健康問(wèn)題時(shí)，可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒患者及時(shí)關(guān)注。

用戶交互：提供留言或者日記的功能，讓患者可以記錄自己的健康狀況和感受。

隱私保護(hù)：所有的健康數(shù)據(jù)都應(yīng)該在嚴(yán)格保護(hù)患者隱私的前提下進(jìn)行處理和使用。

這款A(yù)pp將與可穿戴服裝形成一個(gè)完整的健康監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)，結(jié)合了西醫(yī)的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)和中醫(yī)的治未病理念，可以為患者提供全面的健康管理。

5 結(jié)語(yǔ)

動(dòng)脈硬化是T2DM病人大血管病變的主要病理基礎(chǔ)，更是心腦血管事件發(fā)生發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但目前針對(duì)頸動(dòng)脈的檢測(cè)糖尿病及其并發(fā)癥的可穿戴設(shè)備還是空白，本文結(jié)合頸動(dòng)脈檢測(cè)的智能服裝，希望為此領(lǐng)域增添一些色彩，也為以后做此類研究提供一些思路和參考基礎(chǔ)。相信未來(lái)可穿戴技術(shù)將被更好的運(yùn)用，更好的融入服裝，也期待智能服裝時(shí)代的到來(lái)。