美开发防跌电子裤 老年人不再怕跌跤

2008年08月04日08:24  来源:科技日报

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  据美国疾病控制中心报告,每年有近1/3的70岁以上老年人有跌倒经历,这些跌倒的老年人中有1/4会受伤。据美国物理网近日报道,美国弗吉尼亚理工大学的工程团队设计出一种电子裤,可帮助确定哪些老人具有高跌倒风险,从而有可能减少由于跌倒事故而受伤的老人数量。

  该校电子工程系教授汤姆·马丁和马克·琼斯设计的这种电子纺织裤,内嵌有数个电子标签,这些小小的印刷电路板内含有微控制器、传感器及通讯器件。研究人员将4个带有陀螺仪和加速度计的电子标签分别贴附在受测者的脚踝和膝盖处,2个带有加速度计的电子标签则贴附在身体两侧的髋关节上,而且每只脚的脚跟处都有一个压电传感器与裤子上的电子标签相连接。

  该装置由1个贴在腰间的9伏电池供电。在步行实验中,电子标签收集的数据被传送给一个单独的蓝牙电子标签,再由其通过无线方式将数据传输给一台主机电脑。

  研究人员通过比较两组测试人员的结果来测试这种电子裤的可行性。在这两组测试人员中,一组由9个健康人(青年和老年均有)组成,另一组则由4名有过跌倒医疗记录的老年人组成。参与测试人员在一台跑步机上以不同速度行走,同时传感器监测在6个关节处的局部扰动。

  这些局部扰动,譬如随步而变的踝关节和膝关节运动,在两个对照测试组间是不同的。根据两个不同参数(角速度和垂直加速度),研究人员就能确定在不同步行速度下,哪个关节具有明显的不稳定性。

  研究人员发现,整体而言,由电子裤测量到的两个组的局部动态稳定性明显不同,这也意味着电子裤能够将一个具有高跌倒风险的个体同对照组中的健康人员准确区别开来。研究人员解释说,这些局部不稳定性的测量,也许能揭示人类运动控制系统如何能更好地对步态周期间的微小扰动进行弥补,这些微小扰动往往由不平的路面或人体自身运动控制错误造成。

  由于这种电子裤可以不受察觉地连接至远程医疗设施,将使老年人能够独立生活的时间更长,电子裤就是他的“保护神”。当电子裤检测到个体步态的不稳定性后,系统就能报知医疗设施及本人,提醒他们尽量避开不安全的路面。

  弗吉尼亚理工大学运动研究实验室主任瑟蒙?洛克副教授说,发展可穿戴式系统的主要问题之一是人们是否愿意穿用。舒适性和技术创新将是未来穿戴式系统设计的关键。研究人员表示,未来他们将为这一穿戴式系统增加更多的诊断功能,如量血压、测血液中的含氧量等。他们也正在研究设计其他人性化可穿戴式系统,如可佩戴在手腕上的珠宝状可穿戴式系统等。(记者 冯卫东) 

(责编:魏艳(实习))
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