朱 珩，盧業(yè)虎,2，朱國(guó)慶

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021；2.南通紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,江蘇 南通 226300；3.蘇州市纖維檢驗(yàn)院，江蘇 蘇州 215128)

0 引 言

隨著社會(huì)老齡化加劇和社會(huì)壓力日益增大，“亞健康”現(xiàn)象普遍存在，心血管疾病是人們健康的主要威脅之一?！吨袊?guó)心血管病健康和疾病報(bào)告2020》[1]指出心血管病死亡占我國(guó)城鄉(xiāng)居民總死亡原因的首位，其中農(nóng)村為46.7%，城市為43.8%。心血管疾病發(fā)病率高、致死率高，但民眾往往在發(fā)病初期難以察覺(jué)，需要輔助手段。傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體數(shù)據(jù)，而智能可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備逐步應(yīng)用到日常生活中，為民眾生命健康適時(shí)監(jiān)測(cè)提供了解決方案。

智能服裝是指模擬生命系統(tǒng)，不僅能感知外部環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)的變化，而且能夠通過(guò)反饋機(jī)制，實(shí)時(shí)地對(duì)這種變化做出反應(yīng)的服裝[2]。一方面，智能服裝運(yùn)用新型材料，結(jié)合最新技術(shù)等，創(chuàng)造了具有防護(hù)、加熱、降溫、反映生理特征[3]、表達(dá)個(gè)性等多種功能。另一方面，智能服裝通過(guò)傳感器、驅(qū)動(dòng)器、顯示器及計(jì)算機(jī)等配件共同組成，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)視、收集和分析，并通過(guò)可視化的效果呈現(xiàn)讓用戶實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)了解收集的信息[4-5]。具有心電監(jiān)測(cè)作用的智能服裝能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)身體信息，并較為精確地采集人體的心率、心電圖等生理特征，提供身體情況的參考數(shù)據(jù)。

目前可穿戴智能紡織品及電極材料研究是主導(dǎo)[6]，智能服裝相關(guān)研究偏少，國(guó)內(nèi)外智能心率監(jiān)測(cè)服裝的研究主要針對(duì)不同功能進(jìn)行心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與改進(jìn)。郭春麗等分析心電信號(hào)與房顫關(guān)聯(lián)性、設(shè)計(jì)硬件電路與軟件，開發(fā)了一款用于監(jiān)測(cè)陣發(fā)性房顫的智能服裝[7]。LIN等提出了用于心電去噪的快速經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸馑惴ú⒎b、傳感組件、護(hù)理機(jī)構(gòu)控制平臺(tái)和移動(dòng)設(shè)備組成了智能健康監(jiān)測(cè)服裝[8]。CHO等通過(guò)改變電極位置，選取運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)影響最小的位置達(dá)到提高準(zhǔn)確性的目的，從而提出一種有助于減少運(yùn)動(dòng)偽影的女性智能心電監(jiān)測(cè)服裝的設(shè)計(jì)[9]。TAKAHASHI等為自閉癥譜系障礙(ASD)兒童設(shè)計(jì)了智能心電監(jiān)護(hù)儀，驗(yàn)證了治療期間測(cè)量的ECG信號(hào)的質(zhì)量，以定量測(cè)量心理壓力[10]。目前已有相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用于醫(yī)療監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)健康和軍事等多領(lǐng)域，比如Vivometrics公司推出的智能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)T恤，可以持續(xù)監(jiān)測(cè)呼吸頻率、心率、活動(dòng)度、姿勢(shì)和皮膚溫度[11]。Textronics公司生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)文胸Numetrex[12]，在特定區(qū)域設(shè)有集成針織傳感器監(jiān)測(cè)人體心率；美國(guó)陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所研制了內(nèi)嵌于作戰(zhàn)服的生理狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[13]，通過(guò)微型無(wú)線傳感器群監(jiān)測(cè)心律、行走、代謝能量損失、體溫、動(dòng)靜狀態(tài)及位置信息等。

但由于目前技術(shù)發(fā)展尚不完善，心率監(jiān)測(cè)智能服裝面臨著許多困難，比如心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性不明、舒適度低、缺乏公信度以及生產(chǎn)和維護(hù)成本高等問(wèn)題[14-16]。因此需要對(duì)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行研究，分析誤差來(lái)源，為智能心率監(jiān)測(cè)服裝的設(shè)計(jì)提供參考。本研究對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有的具有心電監(jiān)護(hù)作用的設(shè)備做調(diào)研，了解設(shè)計(jì)原理和功能，搜集用戶評(píng)價(jià)，總結(jié)主要設(shè)計(jì)要素。通過(guò)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試基于不同傳感器的心率監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，分析可能的誤差來(lái)源。對(duì)心率監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行舒適性評(píng)價(jià)，并嵌入柔性傳感器制作智能監(jiān)測(cè)服裝以嘗試在保證監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上改善心率監(jiān)測(cè)設(shè)備的舒適性。

1 心率監(jiān)測(cè)設(shè)備市場(chǎng)調(diào)研

使用文案調(diào)研法，調(diào)研目前市售的能夠?qū)崿F(xiàn)智能心率監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備，總結(jié)概括其原理和優(yōu)缺點(diǎn)。從其中選取幾個(gè)有代表性的產(chǎn)品，搜集各大電商平臺(tái)用戶評(píng)價(jià)及報(bào)錯(cuò)并歸納相應(yīng)品牌針對(duì)這些報(bào)錯(cuò)的解釋。調(diào)研結(jié)果見表1。

表 1 常見可穿戴智能心率監(jiān)測(cè)設(shè)備原理及優(yōu)缺點(diǎn)

目前市場(chǎng)上心率監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法主要有2種，分別是電脈沖式和光學(xué)式。電脈沖測(cè)量與心電圖(ECG)測(cè)量原理一致，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品主要是心率帶。該測(cè)量方式的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高且不易受其他因素影響。但由于心率帶需緊貼皮膚，有明顯的束縛感，舒適性欠佳。光電容積脈搏波描記法(PPG)利用了血液對(duì)綠光的吸收性，通過(guò)測(cè)量反射光強(qiáng)的變化來(lái)反映血流量的變化[17]，從而得到對(duì)應(yīng)的心率數(shù)據(jù)。目前，大部分的夾持式和腕帶式心率測(cè)量設(shè)備都采用了該測(cè)量方式。

選取6種具有代表性的產(chǎn)品深入調(diào)研，調(diào)研結(jié)果見表2。通過(guò)歸納用戶的報(bào)錯(cuò)以及產(chǎn)品方針對(duì)這些報(bào)錯(cuò)的解釋可得，影響心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素包括動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備與人體貼合的程度、皮下注射、色素(膚色或文身)、液體(水或汗水)等。已有研究表明使用基于PPG原理的心率監(jiān)測(cè)設(shè)備，淺色皮膚人群的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比深色皮膚人群更準(zhǔn)確[18]，可能由于深色皮膚含有更多黑色素，比淺色皮膚吸收更多綠光[19]，導(dǎo)致綠光無(wú)法充分反射從而影響監(jiān)測(cè)結(jié)果。日常活動(dòng)中設(shè)備與皮膚摩擦?xí)a(chǎn)生“運(yùn)動(dòng)偽影”影響傳感器識(shí)別[20]，導(dǎo)致心率缺失或錯(cuò)誤。

表 2 心率監(jiān)測(cè)報(bào)錯(cuò)及原因

2 穿著實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)中受試者為2位膚色相仿的青年女性，受試者1號(hào)身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為21.2(正常)，受試者2號(hào)BMI為27.6(過(guò)重)。服裝舒適性實(shí)驗(yàn)中受試者為10名身體健康的青年女性。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

心率監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括基于ECG原理的polar H10心率帶、基于PPG原理的小米手表color運(yùn)動(dòng)版和華為Ter-b29s智能手表、聽診器插入式二用型(魚躍)、智能心率監(jiān)測(cè)服裝。

2.2.1 智能心率監(jiān)測(cè)服裝制作

參考市面上的運(yùn)動(dòng)緊身衣，考慮到親膚性、柔軟性和透濕性，兼顧時(shí)尚美觀，選擇92%棉/8%氨綸的針織面料。服裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，為保證合體性和運(yùn)動(dòng)性，選擇緊身插肩袖版型，胸部和腰部不放松量，達(dá)到緊身的效果。采用日本女裝規(guī)格和參考尺寸(文化式)，制作胸圍分別為82cm、88cm、94cm的樣衣。將與心率帶相同的傳感器縫制在衣服相應(yīng)位置上，對(duì)應(yīng)身體中線與胸下緣交點(diǎn)處，使傳感器與衣服之間無(wú)滑移。

圖1 智能心率監(jiān)測(cè)服裝結(jié)構(gòu)圖

2.3 實(shí)驗(yàn)方案

2.3.1 設(shè)備準(zhǔn)確性

設(shè)備準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩組，受試者按照自身舒適感自行佩戴好心率帶和手表，polar心率帶戴于胸下緣，小米手表或華為手表戴于左手腕骨節(jié)上方，緊度控制在正常行走狀態(tài)下無(wú)滑移且較為舒適的狀態(tài)。將聽診器用醫(yī)用膠帶固定在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的心臟附近，保證無(wú)摩擦聲音干擾讀數(shù)，聽診器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)心率值。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為室溫(20±2)℃，相對(duì)濕度(60±10)%，風(fēng)速為0.2 m/s。

靜態(tài)實(shí)驗(yàn)動(dòng)作選取站姿、坐姿和平躺3種姿勢(shì)，如圖2所示。每個(gè)動(dòng)作分別監(jiān)測(cè)10組，一共30組實(shí)驗(yàn)，一組實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)時(shí)間為1 min，需要2名測(cè)試者監(jiān)測(cè)并讀數(shù)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)后，測(cè)試者1控制手表和polar beat程序，同時(shí)測(cè)試者2用聽診器計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象心跳，直到1 min結(jié)束，測(cè)試者1與測(cè)試者2同時(shí)停止計(jì)數(shù)，獲得4種設(shè)備上該時(shí)間測(cè)得的心跳次數(shù)。2組實(shí)驗(yàn)間隔1 min，聽診器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)心率值。

圖2 3種實(shí)驗(yàn)姿勢(shì)(站姿、坐姿、躺姿)

動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)受試者在跑步機(jī)上以4 km/h的速度行走，3位實(shí)驗(yàn)員分別控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象左手腕的華為手表、右手腕的小米手表、polar beat程序和聽診器，打開跑步機(jī)后10 s內(nèi)同時(shí)計(jì)數(shù)，1 min后同時(shí)停止計(jì)數(shù)，記錄心率讀數(shù)。

2.3.2 服裝舒適性

在室溫(20±2)℃，相對(duì)濕度(60±10)%條件下，招募10名健康女性對(duì)心率帶做主觀舒適性評(píng)價(jià)，用Hollies標(biāo)尺將束縛感劃分為5個(gè)等級(jí)，即1代表寬松，5代表非常緊。實(shí)驗(yàn)前先向受試者解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使受試者準(zhǔn)確了解術(shù)語(yǔ)含義。受試者分別穿戴polar心率帶和符合自身尺寸的心率監(jiān)測(cè)服裝(依據(jù)胸圍和腰圍)進(jìn)行日常活動(dòng)10 min，外部衣物寬松。結(jié)束后受試者根據(jù)自身感受給出相應(yīng)評(píng)價(jià)分值，記錄測(cè)試結(jié)果。

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS軟件對(duì)所得4種設(shè)備測(cè)得的心率數(shù)據(jù)做方差分析，顯著性水平為0.05，以判定4種設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有無(wú)顯著差異；再將心率帶、小米手表、華為手表監(jiān)測(cè)心率數(shù)據(jù)與聽診器監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)心率數(shù)據(jù)做皮爾遜相關(guān)性分析，以具體判定3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)果與討論

3.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性比較

3.1.1 靜態(tài)

靜態(tài)條件下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，3種設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有顯著差異。將3組數(shù)據(jù)分別與標(biāo)準(zhǔn)心率值做相關(guān)性分析，受試者1在站姿和平躺姿勢(shì)下使用小米手表心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)心率相關(guān)性系數(shù)均小于0.4，說(shuō)明相關(guān)性一般，同時(shí)相關(guān)顯著性水平p>0.05，相關(guān)性不顯著，說(shuō)明受試者1在站姿和平躺姿勢(shì)下的小米手表心率監(jiān)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)心率不具有相關(guān)性，即監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低。

坐姿下小米手表和任意姿勢(shì)下其余設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)心率相關(guān)性系數(shù)均大于0.7，具有強(qiáng)相關(guān)性，同時(shí)相關(guān)顯著性水平p<0.01，相關(guān)性顯著，說(shuō)明坐姿下小米手表、任意姿勢(shì)下華為手表和polar心率帶靜態(tài)心率監(jiān)測(cè)都較為準(zhǔn)確。圖3為靜態(tài)下3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)比較，可以看出，心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性為polar心率帶優(yōu)于華為手表優(yōu)于小米手表；整體監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性受試者2優(yōu)于受試者1；小米手表在站姿和平躺姿勢(shì)下的監(jiān)測(cè)表現(xiàn)出很強(qiáng)的不穩(wěn)定性。

圖3 靜態(tài)下3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)比較

3.1.2 動(dòng)態(tài)

在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，2位受試者使用華為手表心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)心率的相關(guān)性系數(shù)小于0.4，相關(guān)性一般，同時(shí)相關(guān)顯著性水平p>0.05，相關(guān)性不顯著，說(shuō)明華為手表動(dòng)態(tài)心率監(jiān)測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)心率不具有相關(guān)性，即監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低。小米手表、polar心率帶與標(biāo)準(zhǔn)心率相關(guān)性系數(shù)均大于0.8，具有強(qiáng)相關(guān)性，同時(shí)相關(guān)顯著性水平p<0.01，相關(guān)性顯著，說(shuō)明小米手表和polar心率帶動(dòng)態(tài)心率監(jiān)測(cè)都較為準(zhǔn)確。圖4為動(dòng)態(tài)下3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)比較，可以看出，polar心率帶的準(zhǔn)確性優(yōu)于小米手表優(yōu)于華為手表；2位受試者心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性相差無(wú)幾。

圖4 動(dòng)態(tài)下3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)比較

3.1.3 動(dòng)、靜態(tài)比較

統(tǒng)計(jì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下所有受試者任意姿勢(shì)下不同設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)的平均值，并進(jìn)行比較，結(jié)果如圖5所示。

圖5 動(dòng)、靜態(tài)下3種設(shè)備心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)比較

圖5顯示動(dòng)態(tài)下小米手表和polar心率帶監(jiān)測(cè)均比靜態(tài)下監(jiān)測(cè)更準(zhǔn)確，華為手表靜態(tài)下監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性更優(yōu)，且polar心率帶在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)下均呈現(xiàn)出更好的相關(guān)性。

3.1.4 智能心率監(jiān)測(cè)服裝

表3為穿著智能心率監(jiān)測(cè)服裝靜坐時(shí)，2位受試者的心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性系數(shù)均大于0.8，相關(guān)顯著性水平均小于0.01，說(shuō)明靜坐狀態(tài)下智能心率監(jiān)測(cè)服裝對(duì)實(shí)時(shí)心率的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確。但是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，由于服裝非緊身設(shè)計(jì)，使心率帶和皮膚之間有空隙，數(shù)據(jù)有缺失和錯(cuò)誤，無(wú)法測(cè)出準(zhǔn)確心率值。

表 3 靜坐時(shí)心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析

3.2 設(shè)備準(zhǔn)確性影響因素分析

3.2.1 傳感器因素

動(dòng)態(tài)和靜態(tài)實(shí)驗(yàn)均表明基于ECG原理的心電傳感器比基于PPG原理的光電傳感器更能準(zhǔn)確、穩(wěn)定地反映實(shí)時(shí)心率，不易受外界因素影響。而同樣是光電傳感器，靜態(tài)下小米手表準(zhǔn)確度低于華為手表，但動(dòng)態(tài)下卻高于華為手表。查找其設(shè)備參數(shù)發(fā)現(xiàn)，小米手表color運(yùn)動(dòng)版多通道PPG傳感器采用的硬件及算法更貼合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)下比較精準(zhǔn)地測(cè)量。因此，基于光電傳感器的智能心率監(jiān)測(cè)設(shè)備可以通過(guò)改善算法和部分硬件來(lái)提高運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。目前已有一些算法被提出，如ZHANG等提出的“TROIKA”通用框架[25]，可有效降低基于PPG原理的心率監(jiān)測(cè)誤差。

3.2.2 佩戴者因素

比較受試者1和受試者2，發(fā)現(xiàn)受試者2總體測(cè)量準(zhǔn)確度要高于受試者1，尤其是小米手環(huán)的測(cè)試準(zhǔn)確度。原因可能是受試者1較受試者2手腕更細(xì)，小米手表表盤較大，在綁到適宜松緊程度下，手腕與手表表盤下的傳感器接觸面積更小，容易滑移導(dǎo)致漏光，產(chǎn)生更高的光線干擾，影響數(shù)據(jù)測(cè)量精度。而華為手表表盤小且根據(jù)手腕形狀做了弧度，更貼合手腕皮膚，所以數(shù)據(jù)測(cè)量相對(duì)準(zhǔn)確。相較于靜態(tài)，動(dòng)態(tài)情況下華為手表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更不準(zhǔn)確，可能是由于動(dòng)態(tài)下佩戴者手腕輕微發(fā)汗，一方面更容易產(chǎn)生滑移和空隙，另一方面汗液也會(huì)吸收一部分光電接收器發(fā)射的綠光，影響數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。華為官方對(duì)于影響華為手表心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的因素中也提到“運(yùn)動(dòng)中出汗過(guò)多，導(dǎo)致手環(huán)滑動(dòng)，汗水遮擋光路，可能導(dǎo)致心率測(cè)不準(zhǔn)。”小米手表通過(guò)硬件和算法更貼合人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的心率監(jiān)測(cè)，可以消除一部分出汗導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)偽影，poalr心率帶由于使用ECG傳感器，受汗液影響小，所以數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性受運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響較小。

3.2.3 姿勢(shì)因素

姿勢(shì)因素對(duì)于心電傳感器影響較小，但對(duì)于光電傳感器影響明顯。比較3種姿勢(shì)，其中坐姿對(duì)心率監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性影響最小，站姿和平躺對(duì)準(zhǔn)確性影響整體差距不大。分析原因，可能是由于坐姿下傳感器與心臟距離較近，且上半身直立，手部有支撐不懸空，對(duì)傳感器信號(hào)影響最小，所以數(shù)據(jù)最準(zhǔn)確。站姿下手臂懸空，手表受重力影響，平躺時(shí)床面給予表帶一個(gè)向上的支撐力，這些因素均可能使表盤與皮膚表面產(chǎn)生滑移或空隙，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，手臂擺動(dòng)，皮膚、肌肉這些非搏動(dòng)性生理物質(zhì)也產(chǎn)生移動(dòng)，而這種移動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致光線吸收產(chǎn)生變化，由此導(dǎo)致很難從光線中發(fā)現(xiàn)真實(shí)血流量變化所帶來(lái)的光線變化特征，使心率監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確。

3.3 穿著舒適性

polar心率帶穿著舒適性測(cè)試中，8人認(rèn)為polar心率帶緊，束縛感較強(qiáng)。其中3人認(rèn)為polar心率帶束縛感非常強(qiáng)，甚至影響呼吸。心率帶為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要綁緊胸下緣與皮膚緊密貼合，雖然保證了準(zhǔn)確性但不適合長(zhǎng)時(shí)間佩戴，不符合智能心率監(jiān)測(cè)服裝設(shè)計(jì)目的。而穿著智能心率監(jiān)測(cè)服裝后，2人認(rèn)為服裝緊，束縛感較強(qiáng)，8人認(rèn)為服裝束縛感不強(qiáng)，不影響正?；顒?dòng)。說(shuō)明相較心率帶本身，智能心率監(jiān)測(cè)服裝在舒適性上有一定改善。

4 結(jié) 論

1)智能心率監(jiān)測(cè)服裝的設(shè)計(jì)要素主要考慮數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和服裝舒適性。影響心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素有傳感器種類、佩戴者動(dòng)作、設(shè)備與人體貼合的程度、程序算法等。影響服裝舒適性的因素主要是緊度，另外服裝的選材也應(yīng)考慮在內(nèi)。

2)無(wú)論靜息心率還是動(dòng)態(tài)心率，心電傳感器均比光電傳感器監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性高且穩(wěn)定，不容易受外界因素影響。

3)靜息心率下佩戴者呈坐姿時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最準(zhǔn)確，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下合適的算法能夠有效改善設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

4)基于心電傳感器的心率帶雖然監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確但是舒適性比較差，嵌入傳感器后的心率監(jiān)測(cè)服裝舒適性雖然好但由于服裝非緊身設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器與皮膚產(chǎn)生滑移甚至脫離導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)。

未來(lái)仍需探究更多因素對(duì)心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，并通過(guò)選取不同的服裝材料，制作不同松量、不同類型的服裝，選擇合適的傳感器以及采用優(yōu)化算法來(lái)探索傳感器與服裝如何結(jié)合才能達(dá)到服裝舒適性與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的平衡。