關于老年人跌倒狀況和保護裝置研究的思考

劉萬鑫 鄭遠烊 范玉龍 肖珊 樸華杰 成都理工大學

關鍵字：老年人 跌倒 保護裝置 報警裝置

1 前言

據世界衛生組織(WHO)報告，跌倒是全球老年人面臨的主要健康問題，且它在老年人意外傷害中的發生率和死亡率均居首位。現如今，我國的城市化進程以及生活節奏都在不斷加快，這也一定程度上弱化了我國傳統的家庭養老觀念。進而，這也增加老人意外摔倒，錯過最佳救治時間的概率。因此，對于老年人室外摔倒狀況和保護裝置的研究無疑是具有重大價值的。

2 老年人跌倒狀況研究

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

有研究將跌倒的危險因素分為4大類：環境因素、藥物因素、隨年齡增長發生的身體條件的改變及缺乏鍛煉。但是老年人跌倒的發生并不是單個因素引發的，而是多因素交互作用的結果，而且根據它

發生的普遍性以及影響因素的不可避免性，可以認為它不是一種意外，而應該說是一種“社會流行性病”。

3 跌倒保護裝置的研究現狀

老年人跌倒問題的解決方式可以分為三個方向：防止跌倒、跌倒保護以及倒后求助。針對這三個不同的方向，在國內外也都有售賣一些不同種類的跌倒保護裝置或者設備，而且市場規模在不斷擴大，這些產品的主要作用是緩沖，以減小跌倒時的沖擊力進而保護用戶。而市場上已有的，并且效用較好的跌倒保護裝置或設備，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、海綿材料防摔保護墊。

3.1 可穿戴安全氣囊Hip Air

Hip Air是一款由法國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臀部受到的傷害，一經發售便引起廣泛關注。為了能夠更好地保護臀部同時還便于攜帶使用，Hip Air在設計時，便以人體工程學為基礎，被設計成腰帶。如果用戶跌倒了，傳感器會檢測到運動，并自動展開側面的安全氣囊，其原理和汽車的安全氣囊相似。Hip Air的算法可以在200毫秒內檢測到跌倒，氣囊可以在80毫秒內迅速展開，所以在用戶受到地面沖擊之前，保護措施已經準備就緒了。這款腰帶符合人體工程學，重量輕，易于使用，并允許自由移動。弗吉尼亞理工大學的研究人員發現，Hip Air氣囊可以將跌倒導致的傷害減少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 海綿材料防摔保護墊

海綿材料可用作股骨保護器中防護墊的備選材料。而且其能夠重復使用，緩沖性較好，易與服裝組合，但美觀度低，長期穿戴緩沖性能會降低，需要進行更換。需要進行更換。

4 設計構想

根據調研，發現已有的老年人跌倒保護產品存在以下幾個問題：（1）容易誤判、造成附加傷害；（2）防摔功能較為薄弱；（3）對于老年人的后續施救或者求助方案幾乎沒有。

根據已有產品問題以及老年人跌倒的狀況，希望設計一套可以防止老年人跌倒的可穿戴式保護裝置及報警裝置。保護裝置是采用符合人體工程學的輕質下肢支撐裝置，靈感來自于動力外骨骼及康復機器人，材質以較輕的碳素纖維為主，輕質氣彈簧作為受力緩沖機構，如圖3。報警裝置是安置在拐杖內的物聯網模塊，當保護裝置沒有保護成功時，將位置信息及報警信息發送給親屬，同時向外界發射出求救信號，表明老人的摔倒是在施救者施救前發生的，消除路人施救時產生的顧慮。

5 結語

每年約有30%的65歲以上老人發生一次跌倒，且跌倒對身體造成的危害不可小覷，會引發一連串的其他疾病，需要消耗高額的醫療資源、為社會及家庭帶來沉重的負擔。因此防止老年人摔倒成了一項迫在眉睫的任務。

在充分調研老年人跌倒概率、因素以及特點的基礎上我們提出了一種關懷式老年人摔倒保護及報警設備具有全套的防護及報警功能。能防止老年人一定程度的摔倒，且當防護無效時，能夠及時向親屬報警，且向路人尋求救護。使老人在發生危險時，能盡快獲得救護，以避免其他傷害的發生。在解決老年人跌倒問題上，本項目的市場價值和社會價值都是巨大的。

3.2 b-shoe自平衡老人鞋

以色列的一家初創公司利用人在失去平衡后倒時，身體本能后退一步的原理，發明了一種b-shoe自平衡老人鞋，如圖2。這雙鞋內置有壓力傳感器、驅動單元、可充電電池以及微處理器。處理器中先進的算法，可以分析行進中的老人是否要摔倒，并在要摔倒的一瞬間做出判斷，迅速驅動鞋根部的履帶，將老人的一只腳往后移動一定距離，讓老人得以保持平衡。另外，鞋子會使用超輕材料制作內置零件，以提高鞋子的舒適性。