Smart Textiles for Medicine and Healthcare pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Van Langenhove, L. (EDT)

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:

价格:239.95

装帧:HRD

isbn号码:9781420044485

丛书系列:

图书标签:

• Smart textiles
• Wearable sensors
• Healthcare technology
• Medical devices
• E-textiles
• Biomedical engineering
• Remote patient monitoring
• Digital health
• Textile sensors
• Health monitoring

智能纺织品在医疗与健康领域的应用：创新、挑战与未来展望 本书聚焦于智能纺织品技术在医疗和健康护理领域的最新进展与未来潜力，旨在为研究人员、工程师、临床医生以及行业决策者提供一份全面且深入的参考指南。 智能纺织品，作为前沿材料科学与电子工程的交叉产物，正以前所未有的方式重塑着个体健康监测、慢性病管理乃至康复治疗的格局。本书将详细阐述从基础材料到复杂系统的构建、从实验室原型到实际临床应用的完整链条。 本书的结构设计旨在系统地引导读者理解智能纺织品的核心技术、关键应用、面临的挑战以及广阔的市场前景。 第一部分：智能纺织品的基础理论与材料科学 本部分奠定理解智能纺织品技术所需的科学基础。我们将深入探讨构成这些“可穿戴的电子设备”的功能性纤维、智能纱线和嵌入式传感器的制造工艺与特性。 1. 功能性纤维的创新： 详细介绍导电聚合物纤维、形状记忆合金纤维（SMA）、压电纤维以及相变材料（PCM）纤维的制备方法。重点讨论这些材料如何实现电阻、电容、电感等电学信号的采集，以及如何响应温度、应变或湿度的变化。 2. 传感器的集成与设计： 阐述将微型传感器（如应变计、温度计、生物化学传感器）无缝集成到纺织结构中的技术，包括印刷电子技术、浸渍技术和嫁接聚合技术。讨论传感器在柔性基底上的长期稳定性和生物相容性。 3. 能量采集与供应： 鉴于医疗监测设备对连续供电的需求，本章将专门探讨如何利用纺织品自身的运动（摩擦纳米发电机 TENGs）或体温梯度（热电发电机 TEGs）来采集能量。此外，还将分析柔性电池和能量存储系统的最新进展及其在可穿戴设备中的应用限制。 4. 数据处理与互联： 探讨如何利用嵌入式微控制器（MCU）和低功耗无线通信技术（如蓝牙低功耗 BLE）实现数据的实时采集、预处理和安全传输。数据安全与隐私保护作为核心议题，将进行深入探讨。 第二部分：医疗健康领域的关键应用场景 本部分是全书的重点，详细剖析了智能纺织品技术在多个关键医疗和健康领域的实际应用案例和技术成熟度。 1. 连续生理信号监测： 心血管系统监测： 介绍如何使用集成在胸带、背心或内衣中的干电极传感器，实现高保真、无伪影的心电图（ECG）和心率变异性（HRV）的长期监测。对比传统贴片式电极的优缺点。 呼吸系统评估： 探讨基于应变或电容变化原理的呼吸带（Respiration Belts）如何精确测量呼吸频率、潮气量和胸廓运动模式，尤其适用于睡眠呼吸暂停综合征（SDB）的筛查和家庭监测。 体温与水合状态监测： 讨论集成温度传感器阵列在发热诊断和早期脓毒症预警中的作用，以及基于阻抗或光谱技术的体液状态（水合作用）评估。 2. 慢性病管理与康复： 糖尿病管理： 重点关注非侵入性或微创的葡萄糖监测纺织品（如通过汗液分析）的最新研究进展，以及与胰岛素泵集成的前景。 运动康复与生物力学分析： 阐述智能服装如何作为“电子皮肤”来捕捉运动学数据（关节角度、步态分析），为中风、帕金森病患者提供量化的康复反馈和姿态矫正指导。 压力与疼痛管理： 介绍利用局部加热或微电流刺激功能性纺织品对特定区域进行辅助治疗的应用。 3. 老年护理与跌倒检测： 深入分析智能家居和长期照护环境中，基于压力传感器阵列（智能床垫）或运动传感器（智能地毯/服装）的跌倒检测算法的可靠性与误报率优化。 探讨如何通过监测老年人的日常活动模式（ADLs）变化，实现疾病的早期预测性干预。 4. 远程医疗（Telemedicine）与家庭诊断： 系统梳理智能纺织品如何作为远程医疗的基础工具，实现高质量的“在家床边”数据采集，减少患者前往医院的频率，特别是在偏远地区的应用潜力。 第三部分：面临的挑战、监管与未来方向 技术的发展并非一帆风顺，本部分将客观地审视智能纺织品在商业化和临床应用过程中必须克服的障碍，并展望下一代技术的发展蓝图。 1. 技术与工程挑战： 鲁棒性与耐久性： 讨论如何保证传感器和电子元件在多次洗涤、拉伸和弯曲循环后的性能稳定性。这是从实验室走向大众消费市场的核心瓶颈。 数据标准化与互操作性： 鉴于不同制造商采用不同的数据格式和通信协议，如何建立统一的医疗数据标准以确保设备间的兼容性。 可制造性与成本控制： 探讨大规模、低成本、高精度的纺织品电子器件的制造工艺优化，特别是卷对卷（Roll-to-Roll）加工技术的应用。 2. 临床验证与监管路径： 生物安全与皮肤接触： 详细分析材料的生物相容性、过敏风险以及电磁辐射对人体的影响，这是所有可穿戴医疗设备必须通过的审查。 FDA/CE 认证流程： 梳理智能纺织品作为新型医疗器械（SaMD）的分类、临床试验设计要求以及监管审批的关键里程碑。 3. 未来研究方向： 集成式活体采样： 展望完全无创或微创的汗液、间质液分析技术在纺织品中的集成，实现实时生化指标的连续监测。 人机共生系统： 探讨智能纺织品向主动干预（如药物释放、精确电刺激）演进的趋势，以及与人工智能（AI）算法更深层次的融合，实现真正的个性化、预测性医疗。 本书的特色在于其跨学科的视角，不仅关注尖端材料的物理特性，更侧重于这些技术如何转化为对患者有意义的临床价值，并深入剖析了从材料科学到监管审批的完整生态链条。 它为有志于推动下一代医疗健康技术发展的专业人士提供了一份不可或缺的路线图。

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