老年人智能跌倒服裝的設計研究

張文龍 劉衛東 王文平 楊威 舒君玲

1.湖北航天化學技術研究所; 2.應急救生與安全防護湖北省重點實驗室

前言

跌倒是老年人最為常見的問題，也是造成老年人慢性致殘的第三大因素，更是老年人傷殘和死亡的主要原因之一。隨著年齡的增長，老年人身體機能下降，平衡功能下降，行動時容易跌倒[1-3]。據央視報道，每年65歲以上老年人中，有4000萬次跌倒。然而老年人一旦跌倒，極易引起骨折，重者腦外傷，嚴重影響老年人健康。再加上老年人一般骨質疏松嚴重，恢復緩慢需要長時間臥床休養，身體機能急劇下降，甚至造成終身癱瘓，使得生活質量嚴重下降[4]。因此關注老年人的健康，保護老年人安全出行需要全社會共同關心關注。

當前對老年人跌倒方面問題的解決方案上，大多集中在提高防跌倒預防意識和跌倒后恢復治療上[5-7]。如市面上也有通過特制防跌倒老人鞋、跌倒智能拐杖和跌倒報警器等來預防老年人跌倒和及時快速治療。而防跌倒鞋和跌倒智能拐杖，只能減少跌倒次數，一旦遇到意外跌倒也無濟于事；跌倒報警器只是在跌倒后，及時通知家人救援，而不能減輕老年人因跌倒帶來傷害。鑒于老年人跌倒帶來嚴重后果，尋求設計一款防跌倒的智能服裝，在老年人跌倒時，能及時發揮作用，減輕或避免對老年人傷害迫在眉睫。

本論文從服裝面料選擇、服裝款式設計以及智能氣囊模塊等幾個方面加以討論，旨在系統集成一款功能與時尚一體的預防老年人跌倒的智能服裝。

一、老年人跌倒服裝設計

（一）服裝面料選擇

老年人對服裝面料比較重視,在選擇面料時要考慮服裝面料的舒適性,以及對穿著輕薄、寬松無負重感、手感柔軟的要求。老年人防跌倒服裝，一般作為外套使用。因此，作為老年人外套選擇細旦紗線織造機織物面料，使得織物具有輕薄、柔然等基本特征；另外，老年人防跌倒服裝還應選擇耐磨性好、強度高的面料，不僅能保護人體皮膚不被擦傷，還能防止織物內部防護氣囊磨破。因此選擇耐磨性好的滌綸、錦綸和棉織物混紡紗線，保持棉纖維柔軟、舒適透氣，又具有化纖纖維的耐磨、尺寸穩定性好、強度高等特征，圖1為面料實物圖。

圖1 面料實物圖

（二）服裝款式設計

老年人服裝要求款式簡潔、大方、端莊，不要有太多繁瑣和多余的新潮設計。其次要相對寬松，大小合適，不能太過緊身，穿起來要覺得舒適并且便于行動才行，還要脫卸方便。老年人防跌倒服裝采用馬甲采用開襟拉鏈式，便于穿脫。針對老年人隨身攜帶東西多，在下面內襯左右挖袋，并采用拉鏈式，便于攜帶物品，安全。同時下擺通過收放式設計，不僅便于老年人行動方便無束縛感，而且能夠實現對腰部安全氣囊的包裹，使得氣囊與馬甲內襯貼合，外觀較平整。在款式設計時，還需考慮馬甲與安全氣囊及控制模塊縫合，做到拆卸方便，便于馬甲容易清洗，圖2為面料設計圖。

圖2 服裝設計圖

（三）智能氣囊模塊

安全氣囊模塊是跌倒服的核心部件，據統計，老年人跌倒后受傷最難恢復是腰部，輕則需要靜躺幾個月，重則終身臥床，從而導致人體機能迅速下滑，對老年人健康帶來極大威脅。因此在研制老年跌倒服時，在貼合人體腰部處安裝安全氣囊，在老人意外摔倒時，安全氣囊通過控制模塊迅速充氣打開，對老人實施有效防護。其中安全氣囊能夠在老年人跌倒時迅速打開，成為跌倒服的關鍵技術。據實驗結果顯示，人體在跌倒時，必須在0.4s～0.6s內能夠通過控制模塊打開安全氣囊，保證老年人不受傷害。同時，老年人跌倒角度控制也非常重要，通過對人體傾斜角度控制，決定控制模塊安全氣囊是否打開，防止控制模塊誤報。另外，將安全氣囊及其控制模塊設計成一體，能從馬甲上拆卸，便于馬甲清洗，圖3為氣囊展開圖。

圖3 氣囊展開圖

二、老年人跌倒服裝展望

我國正邁入老齡化社會，對嚴重威脅老年人身心健康的跌倒研究越來越重要。目前，雖然老年人跌倒服裝已有不少研究，但是其真正產品還未被老年人接受，仍有待改進和完善[8-10]，其發展方向為：

首先，由于老年人跌倒情況復雜多樣，在研究過程中往往只能簡化處理，導致跌倒識別率不高，提高跌倒服的識別率，給老年人生活帶來不便。

其次，跌倒控制模塊應向輕便化、微型化方向發展，便于與傳統服裝貼合，不影響老年人的正常生活。

再次，跌倒服裝應向智能化方向發展，可實現無線定位、遠程報警等功能，為老年人健康監測提供技術支持。

最后，跌倒服裝應與健康監護相結合，可以隨時監測老年人的健康狀況，從而避免老年人跌倒。

三、結論

論文從服裝面料選擇、服裝款式設計以及智能氣囊模塊等幾個方面系統集成設計具有防跌倒功能的老年人馬甲。該防護馬甲通過在服裝腰部安裝安全氣囊，在老人意外摔倒時，通過控制模塊精確調控安全氣囊迅速充氣打開，對老人實施有效防護。最后，分析了跌倒服裝的發展趨勢，明確了跌倒服裝研究的方向。