據(jù)美國疾病控制中心報告，每年有近1/3的70歲以上老年人有跌倒經(jīng)歷，這些跌倒的老年人中有1/4會受傷。據(jù)美國物理網(wǎng)近日報道，美國弗吉尼亞理工大學的工程團隊設計出一種電子褲，可幫助確定哪些老人具有高跌倒風險，從而有可能減少由于跌倒事故而受傷的老人數(shù)量。
該校電子工程系教授湯姆•馬丁和馬克•瓊斯設計的這種電子紡織褲，內(nèi)嵌有數(shù)個電子標簽，這些小小的印刷電路板內(nèi)含有微控制器、傳感器及通訊器件。研究人員將4個帶有陀螺儀和加速度計的電子標簽分別貼附在受測者的腳踝和膝蓋處，2個帶有加速度計的電子標簽則貼附在身體兩側的髖關節(jié)上，而且每只腳的腳跟處都有一個壓電傳感器與褲子上的電子標簽相連接。
該裝置由1個貼在腰間的9伏電池供電。在步行實驗中，電子標簽收集的數(shù)據(jù)被傳送給一個單獨的藍牙電子標簽，再由其通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸給一臺主機電腦。
研究人員通過比較兩組測試人員的結果來測試這種電子褲的可行性。在這兩組測試人員中，一組由9個健康人(青年和老年均有)組成，另一組則由4名有過跌倒醫(yī)療記錄的老年人組成。參與測試人員在一臺跑步機上以不同速度行走，同時傳感器監(jiān)測在6個關節(jié)處的局部擾動。
這些局部擾動，譬如隨步而變的踝關節(jié)和膝關節(jié)運動，在兩個對照測試組間是不同的。根據(jù)兩個不同參數(shù)(角速度和垂直加速度)，研究人員就能確定在不同步行速度下，哪個關節(jié)具有明顯的不穩(wěn)定性。
研究人員發(fā)現(xiàn)，整體而言，由電子褲測量到的兩個組的局部動態(tài)穩(wěn)定性明顯不同，這也意味著電子褲能夠?qū)⒁粋€具有高跌倒風險的個體同對照組中的健康人員準確區(qū)別開來。研究人員解釋說，這些局部不穩(wěn)定性的測量，也許能揭示人類運動控制系統(tǒng)如何能更好地對步態(tài)周期間的微小擾動進行彌補，這些微小擾動往往由不平的路面或人體自身運動控制錯誤造成。
由于這種電子褲可以不受察覺地連接至遠程醫(yī)療設施，將使老年人能夠獨立生活的時間更長，電子褲就是他的“保護神”。當電子褲檢測到個體步態(tài)的不穩(wěn)定性后，系統(tǒng)就能報知醫(yī)療設施及本人，提醒他們盡量避開不安全的路面。
弗吉尼亞理工大學運動研究實驗室主任瑟蒙•洛克副教授說，發(fā)展可穿戴式系統(tǒng)的主要問題之一是人們是否愿意穿用。舒適性和技術創(chuàng)新將是未來穿戴式系統(tǒng)設計的關鍵。研究人員表示，未來他們將為這一穿戴式系統(tǒng)增加更多的診斷功能，如量血壓、測血液中的含氧量等。他們也正在研究設計其他人性化可穿戴式系統(tǒng)，如可佩戴在手腕上的珠寶狀可穿戴式系統(tǒng)等。
該校電子工程系教授湯姆•馬丁和馬克•瓊斯設計的這種電子紡織褲，內(nèi)嵌有數(shù)個電子標簽，這些小小的印刷電路板內(nèi)含有微控制器、傳感器及通訊器件。研究人員將4個帶有陀螺儀和加速度計的電子標簽分別貼附在受測者的腳踝和膝蓋處，2個帶有加速度計的電子標簽則貼附在身體兩側的髖關節(jié)上，而且每只腳的腳跟處都有一個壓電傳感器與褲子上的電子標簽相連接。
該裝置由1個貼在腰間的9伏電池供電。在步行實驗中，電子標簽收集的數(shù)據(jù)被傳送給一個單獨的藍牙電子標簽，再由其通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸給一臺主機電腦。
研究人員通過比較兩組測試人員的結果來測試這種電子褲的可行性。在這兩組測試人員中，一組由9個健康人(青年和老年均有)組成，另一組則由4名有過跌倒醫(yī)療記錄的老年人組成。參與測試人員在一臺跑步機上以不同速度行走，同時傳感器監(jiān)測在6個關節(jié)處的局部擾動。
這些局部擾動，譬如隨步而變的踝關節(jié)和膝關節(jié)運動，在兩個對照測試組間是不同的。根據(jù)兩個不同參數(shù)(角速度和垂直加速度)，研究人員就能確定在不同步行速度下，哪個關節(jié)具有明顯的不穩(wěn)定性。
研究人員發(fā)現(xiàn)，整體而言，由電子褲測量到的兩個組的局部動態(tài)穩(wěn)定性明顯不同，這也意味著電子褲能夠?qū)⒁粋€具有高跌倒風險的個體同對照組中的健康人員準確區(qū)別開來。研究人員解釋說，這些局部不穩(wěn)定性的測量，也許能揭示人類運動控制系統(tǒng)如何能更好地對步態(tài)周期間的微小擾動進行彌補，這些微小擾動往往由不平的路面或人體自身運動控制錯誤造成。
由于這種電子褲可以不受察覺地連接至遠程醫(yī)療設施，將使老年人能夠獨立生活的時間更長，電子褲就是他的“保護神”。當電子褲檢測到個體步態(tài)的不穩(wěn)定性后，系統(tǒng)就能報知醫(yī)療設施及本人，提醒他們盡量避開不安全的路面。
弗吉尼亞理工大學運動研究實驗室主任瑟蒙•洛克副教授說，發(fā)展可穿戴式系統(tǒng)的主要問題之一是人們是否愿意穿用。舒適性和技術創(chuàng)新將是未來穿戴式系統(tǒng)設計的關鍵。研究人員表示，未來他們將為這一穿戴式系統(tǒng)增加更多的診斷功能，如量血壓、測血液中的含氧量等。他們也正在研究設計其他人性化可穿戴式系統(tǒng)，如可佩戴在手腕上的珠寶狀可穿戴式系統(tǒng)等。
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