穿戴式跌倒防护安全气囊研究

李慧奇 宁运琨 杨俊飞 赵国如

(中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 518055)

1 引 言

卫生部公布的《中国伤害预防报告》指出，跌倒是老年人所受到的意外伤害的首因[1]。据统计，每年约有 1/3 的 65 岁以上老人有过跌倒的经历，约 10%～15% 的跌倒会导致老年人骨折、甚至死亡等严重危害[2]。在没有救助措施的情况下，近 3% 的跌倒者超过 20 min 仍处于躺倒状态[3]。大约 75% 的跌倒者会对跌倒产生恐惧心理，不敢再活动，这会进一步导致老年人身体机能的下降[4]。据世界卫生组织报道，全球每年因跌倒损伤带来的医疗成本超过 370 亿美元，在我国，这一医疗开销在 50 亿人民币以上[5]。

各国学者在跌倒后的检测方面做了大量研究，取得了不少研究成果。Kim 和 Yu[6]介绍了一种跌倒检测腕表，该腕表内置两个三轴合加速度传感器，由于腕部经常活动，是检测跌倒的最困难的位置，即使采用了相对复杂的算法，这种腕表在后倒和侧倒时仅得到了 58% 和 45% 的准确率。Huynh 等[7]设计了基于三轴合加速度、三轴合角速度和 WIFI 模块的无线传感系统：首先判断合加速度数据是否小于较小阈值，当小于较小阈值时，会在接下来 0.5 s 的时间内，通过判断合加速度和合角速度是否超出各自的较高阈值来检测跌倒。在国内，许多高校也相继展开了跌倒识别的研究，如重庆大学的谢开明[8]开发了一种跌倒识别系统。该系统采用单一的三轴合加速度传感器，通过分析合加速度传感器的数据来判断跌倒。薛源[9]提出了基于多传感器信息融合的跌倒检测系统。……