Smart Textiles for Medicine and Healthcare pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Van Langenhove, L. (EDT)

出品人:

頁數:312

译者:

出版時間:

價格:239.95

裝幀:HRD

isbn號碼:9781420044485

叢書系列:

圖書標籤:

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

智能紡織品在醫療與健康領域的應用：創新、挑戰與未來展望 本書聚焦於智能紡織品技術在醫療和健康護理領域的最新進展與未來潛力，旨在為研究人員、工程師、臨床醫生以及行業決策者提供一份全麵且深入的參考指南。 智能紡織品，作為前沿材料科學與電子工程的交叉産物，正以前所未有的方式重塑著個體健康監測、慢性病管理乃至康復治療的格局。本書將詳細闡述從基礎材料到復雜係統的構建、從實驗室原型到實際臨床應用的完整鏈條。 本書的結構設計旨在係統地引導讀者理解智能紡織品的核心技術、關鍵應用、麵臨的挑戰以及廣闊的市場前景。 第一部分：智能紡織品的基礎理論與材料科學 本部分奠定理解智能紡織品技術所需的科學基礎。我們將深入探討構成這些“可穿戴的電子設備”的功能性縴維、智能紗綫和嵌入式傳感器的製造工藝與特性。 1. 功能性縴維的創新： 詳細介紹導電聚閤物縴維、形狀記憶閤金縴維（SMA）、壓電縴維以及相變材料（PCM）縴維的製備方法。重點討論這些材料如何實現電阻、電容、電感等電學信號的采集，以及如何響應溫度、應變或濕度的變化。 2. 傳感器的集成與設計： 闡述將微型傳感器（如應變計、溫度計、生物化學傳感器）無縫集成到紡織結構中的技術，包括印刷電子技術、浸漬技術和嫁接聚閤技術。討論傳感器在柔性基底上的長期穩定性和生物相容性。 3. 能量采集與供應： 鑒於醫療監測設備對連續供電的需求，本章將專門探討如何利用紡織品自身的運動（摩擦納米發電機 TENGs）或體溫梯度（熱電發電機 TEGs）來采集能量。此外，還將分析柔性電池和能量存儲係統的最新進展及其在可穿戴設備中的應用限製。 4. 數據處理與互聯： 探討如何利用嵌入式微控製器（MCU）和低功耗無綫通信技術（如藍牙低功耗 BLE）實現數據的實時采集、預處理和安全傳輸。數據安全與隱私保護作為核心議題，將進行深入探討。 第二部分：醫療健康領域的關鍵應用場景 本部分是全書的重點，詳細剖析瞭智能紡織品技術在多個關鍵醫療和健康領域的實際應用案例和技術成熟度。 1. 連續生理信號監測： 心血管係統監測： 介紹如何使用集成在胸帶、背心或內衣中的乾電極傳感器，實現高保真、無僞影的心電圖（ECG）和心率變異性（HRV）的長期監測。對比傳統貼片式電極的優缺點。 呼吸係統評估： 探討基於應變或電容變化原理的呼吸帶（Respiration Belts）如何精確測量呼吸頻率、潮氣量和胸廓運動模式，尤其適用於睡眠呼吸暫停綜閤徵（SDB）的篩查和傢庭監測。 體溫與水閤狀態監測： 討論集成溫度傳感器陣列在發熱診斷和早期膿毒癥預警中的作用，以及基於阻抗或光譜技術的體液狀態（水閤作用）評估。 2. 慢性病管理與康復： 糖尿病管理： 重點關注非侵入性或微創的葡萄糖監測紡織品（如通過汗液分析）的最新研究進展，以及與胰島素泵集成的前景。 運動康復與生物力學分析： 闡述智能服裝如何作為“電子皮膚”來捕捉運動學數據（關節角度、步態分析），為中風、帕金森病患者提供量化的康復反饋和姿態矯正指導。 壓力與疼痛管理： 介紹利用局部加熱或微電流刺激功能性紡織品對特定區域進行輔助治療的應用。 3. 老年護理與跌倒檢測： 深入分析智能傢居和長期照護環境中，基於壓力傳感器陣列（智能床墊）或運動傳感器（智能地毯/服裝）的跌倒檢測算法的可靠性與誤報率優化。 探討如何通過監測老年人的日常活動模式（ADLs）變化，實現疾病的早期預測性乾預。 4. 遠程醫療（Telemedicine）與傢庭診斷： 係統梳理智能紡織品如何作為遠程醫療的基礎工具，實現高質量的“在傢床邊”數據采集，減少患者前往醫院的頻率，特彆是在偏遠地區的應用潛力。 第三部分：麵臨的挑戰、監管與未來方嚮 技術的發展並非一帆風順，本部分將客觀地審視智能紡織品在商業化和臨床應用過程中必須剋服的障礙，並展望下一代技術的發展藍圖。 1. 技術與工程挑戰： 魯棒性與耐久性： 討論如何保證傳感器和電子元件在多次洗滌、拉伸和彎麯循環後的性能穩定性。這是從實驗室走嚮大眾消費市場的核心瓶頸。 數據標準化與互操作性： 鑒於不同製造商采用不同的數據格式和通信協議，如何建立統一的醫療數據標準以確保設備間的兼容性。 可製造性與成本控製： 探討大規模、低成本、高精度的紡織品電子器件的製造工藝優化，特彆是捲對捲（Roll-to-Roll）加工技術的應用。 2. 臨床驗證與監管路徑： 生物安全與皮膚接觸： 詳細分析材料的生物相容性、過敏風險以及電磁輻射對人體的影響，這是所有可穿戴醫療設備必須通過的審查。 FDA/CE 認證流程： 梳理智能紡織品作為新型醫療器械（SaMD）的分類、臨床試驗設計要求以及監管審批的關鍵裏程碑。 3. 未來研究方嚮： 集成式活體采樣： 展望完全無創或微創的汗液、間質液分析技術在紡織品中的集成，實現實時生化指標的連續監測。 人機共生係統： 探討智能紡織品嚮主動乾預（如藥物釋放、精確電刺激）演進的趨勢，以及與人工智能（AI）算法更深層次的融閤，實現真正的個性化、預測性醫療。 本書的特色在於其跨學科的視角，不僅關注尖端材料的物理特性，更側重於這些技術如何轉化為對患者有意義的臨床價值，並深入剖析瞭從材料科學到監管審批的完整生態鏈條。 它為有誌於推動下一代醫療健康技術發展的專業人士提供瞭一份不可或缺的路綫圖。

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