劉萬(wàn)鑫 鄭遠(yuǎn)烊 范玉龍 肖珊 樸華杰 成都理工大學(xué)

關(guān)鍵字：老年人 跌倒 保護(hù)裝置 報(bào)警裝置

1 前言

據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)報(bào)告，跌倒是全球老年人面臨的主要健康問(wèn)題，且它在老年人意外傷害中的發(fā)生率和死亡率均居首位?，F(xiàn)如今，我國(guó)的城市化進(jìn)程以及生活節(jié)奏都在不斷加快，這也一定程度上弱化了我國(guó)傳統(tǒng)的家庭養(yǎng)老觀念。進(jìn)而，這也增加老人意外摔倒，錯(cuò)過(guò)最佳救治時(shí)間的概率。因此，對(duì)于老年人室外摔倒?fàn)顩r和保護(hù)裝置的研究無(wú)疑是具有重大價(jià)值的。

2 老年人跌倒?fàn)顩r研究

有研究表明,居住在社區(qū)的65歲以上老年人,發(fā)生跌倒率為28%~35%,且跌倒發(fā)生率隨著年齡的增加而上升,在75歲以上老年人跌倒發(fā)生率達(dá)40%左右。儼然，跌倒這一問(wèn)題已成為老年人獨(dú)立生活的一大障礙。

有研究將跌倒的危險(xiǎn)因素分為4大類：環(huán)境因素、藥物因素、隨年齡增長(zhǎng)發(fā)生的身體條件的改變及缺乏鍛煉。但是老年人跌倒的發(fā)生并不是單個(gè)因素引發(fā)的，而是多因素交互作用的結(jié)果，而且根據(jù)它

發(fā)生的普遍性以及影響因素的不可避免性，可以認(rèn)為它不是一種意外，而應(yīng)該說(shuō)是一種“社會(huì)流行性病”。

3 跌倒保護(hù)裝置的研究現(xiàn)狀

老年人跌倒問(wèn)題的解決方式可以分為三個(gè)方向：防止跌倒、跌倒保護(hù)以及倒后求助。針對(duì)這三個(gè)不同的方向，在國(guó)內(nèi)外也都有售賣一些不同種類的跌倒保護(hù)裝置或者設(shè)備，而且市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，這些產(chǎn)品的主要作用是緩沖，以減小跌倒時(shí)的沖擊力進(jìn)而保護(hù)用戶。而市場(chǎng)上已有的，并且效用較好的跌倒保護(hù)裝置或設(shè)備，便主要有如下幾種：可穿戴安全氣囊Hip Air、b-shoe自平衡老人鞋、海綿材料防摔保護(hù)墊。

3.1 可穿戴安全氣囊Hip Air

Hip Air是一款由法國(guó)Helite公司制造的可穿戴安全氣囊，如圖1，它可以很好地減輕老人跌倒時(shí)臀部受到的傷害，一經(jīng)發(fā)售便引起廣泛關(guān)注。為了能夠更好地保護(hù)臀部同時(shí)還便于攜帶使用，Hip Air在設(shè)計(jì)時(shí)，便以人體工程學(xué)為基礎(chǔ)，被設(shè)計(jì)成腰帶。如果用戶跌倒了，傳感器會(huì)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)，并自動(dòng)展開(kāi)側(cè)面的安全氣囊，其原理和汽車的安全氣囊相似。Hip Air的算法可以在200毫秒內(nèi)檢測(cè)到跌倒，氣囊可以在80毫秒內(nèi)迅速展開(kāi)，所以在用戶受到地面沖擊之前，保護(hù)措施已經(jīng)準(zhǔn)備就緒了。這款腰帶符合人體工程學(xué)，重量輕，易于使用，并允許自由移動(dòng)。弗吉尼亞理工大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，Hip Air氣囊可以將跌倒導(dǎo)致的傷害減少85%。

圖2 b-shoe自平衡老人鞋

圖1 可穿戴式安全氣囊Hip Air

3.3 海綿材料防摔保護(hù)墊

海綿材料可用作股骨保護(hù)器中防護(hù)墊的備選材料。而且其能夠重復(fù)使用，緩沖性較好，易與服裝組合，但美觀度低，長(zhǎng)期穿戴緩沖性能會(huì)降低，需要進(jìn)行更換。需要進(jìn)行更換。

4 設(shè)計(jì)構(gòu)想

根據(jù)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)已有的老年人跌倒保護(hù)產(chǎn)品存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）容易誤判、造成附加傷害；（2）防摔功能較為薄弱；（3）對(duì)于老年人的后續(xù)施救或者求助方案幾乎沒(méi)有。

根據(jù)已有產(chǎn)品問(wèn)題以及老年人跌倒的狀況，希望設(shè)計(jì)一套可以防止老年人跌倒的可穿戴式保護(hù)裝置及報(bào)警裝置。保護(hù)裝置是采用符合人體工程學(xué)的輕質(zhì)下肢支撐裝置，靈感來(lái)自于動(dòng)力外骨骼及康復(fù)機(jī)器人，材質(zhì)以較輕的碳素纖維為主，輕質(zhì)氣彈簧作為受力緩沖機(jī)構(gòu)，如圖3。報(bào)警裝置是安置在拐杖內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)模塊，當(dāng)保護(hù)裝置沒(méi)有保護(hù)成功時(shí)，將位置信息及報(bào)警信息發(fā)送給親屬，同時(shí)向外界發(fā)射出求救信號(hào)，表明老人的摔倒是在施救者施救前發(fā)生的，消除路人施救時(shí)產(chǎn)生的顧慮。

5 結(jié)語(yǔ)

每年約有30%的65歲以上老人發(fā)生一次跌倒，且跌倒對(duì)身體造成的危害不可小覷，會(huì)引發(fā)一連串的其他疾病，需要消耗高額的醫(yī)療資源、為社會(huì)及家庭帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。因此防止老年人摔倒成了一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。

在充分調(diào)研老年人跌倒概率、因素以及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上我們提出了一種關(guān)懷式老年人摔倒保護(hù)及報(bào)警設(shè)備具有全套的防護(hù)及報(bào)警功能。能防止老年人一定程度的摔倒，且當(dāng)防護(hù)無(wú)效時(shí)，能夠及時(shí)向親屬報(bào)警，且向路人尋求救護(hù)。使老人在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，能盡快獲得救護(hù)，以避免其他傷害的發(fā)生。在解決老年人跌倒問(wèn)題上，本項(xiàng)目的市場(chǎng)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值都是巨大的。

3.2 b-shoe自平衡老人鞋

以色列的一家初創(chuàng)公司利用人在失去平衡后倒時(shí)，身體本能后退一步的原理，發(fā)明了一種b-shoe自平衡老人鞋，如圖2。這雙鞋內(nèi)置有壓力傳感器、驅(qū)動(dòng)單元、可充電電池以及微處理器。處理器中先進(jìn)的算法，可以分析行進(jìn)中的老人是否要摔倒，并在要摔倒的一瞬間做出判斷，迅速驅(qū)動(dòng)鞋根部的履帶，將老人的一只腳往后移動(dòng)一定距離，讓老人得以保持平衡。另外，鞋子會(huì)使用超輕材料制作內(nèi)置零件，以提高鞋子的舒適性。