安心行
——智能跌倒防护系统方案

盛泽凯 陈 莉 黄岑颖

（上海健康医学院 护理与健康管理学院，上海 201318）

本项目团队立志于开发研究出一款有温度的产品，让老年人享受行走无忧的安全生活。同时可以帮助老年人在预防跌倒的基础上勇敢地独立安全行走，提升生活质量。

1 项目背景

老年人因增龄使感官敏感性神经系统反应性及肌肉力量均出现退行性改变，尤其对合并神经系统疾病的患者，由于中枢或周围神经系统疾患导致患者智力、肌力、感知觉能力均下降；人体正常的步态及立位的稳定性需要感觉器官神经系统及骨骼肌肉系统的协调合作，其中任何系统的功能减退或异常都会使人的平衡能力下降，从而导致跌倒的发生，且老年人跌倒的危险性明显高于中青年人。

据调查显示：60 岁以上的患者占跌倒患者总数的73.3%，数据表明65 岁以上的老年人每年约有三分之一会跌倒一次或多次，76-80 岁年龄组则高达81.6%。①团队调研发现，老年易摔倒的主要原因存在以下几方面：

1.肌力减弱，走路不稳，易跌倒。

2.骨骼较脆弱，肌肉支撑不足，并发症较多，如尾骨骨折等。

3.没有较好的跌倒防护措施。

根据以上调查结果，本项目团队推出：根据安心行——智能跌倒防护系统方案（现已申请专利）设计的“智能跌倒防护裤”。

宏观环境分析：

1.政策环境：由于人们对康复医疗的需求巨大以及通过康复治疗可以大幅提高生活质量等益处，近年来国家对康复医疗的重视程度越来越高，并通过不断出台相关政策来支持康复行业的发展。

鼓励社会资本办医。政府鼓励、支持社会资本进入大健康医疗服务领域，鼓励社会资本在大健康产业领域做出创新创业。政府政策上的支持给大健康产品提供了一定的保障，政府鼓励大健康项目的发展，也给“安心行——智能跌倒防护裤”提供了平台与机会。

2.经济环境：近年来我国卫生总费显著上升，医保覆盖率逐步提升将刺激医疗服务需求，使得康复服务受益。2018 年我国卫生费用达到5.8 万亿元，同比增长10.27%，我国卫生费用占GDP 的比重持续提升，2018 年达到6.39%，国家提出到2020 年，卫生总费用占GDP 的比重将达到6.5%～7%。②卫生费用保持稳定增长，为医药行业的持续发展提供保障，为“安心行——智能跌倒防护裤”创造了良好的环境。

3.社会环境：根据第七次全国人口普查数据显示，中国现有14.12 亿人口，人口老龄化加剧，60 岁及以上人口为2.64 亿人，老龄人口约占总人口的18.7%，60、70 后是全球规模最大的高净值人群，对于健康养老的需求非常庞大。我国65 岁以上老年人口逐年递增，其中不乏有大量髋关节患者，仅40%的髋关节患者能够康复。髋关节困难康复给予了“安心行”机遇与挑战，同时也为消费者提供了更多的市场选择。

4.技术环境：随着我国科学技术的不断发展，大健康产业功能日益强大，物联网形式层出不穷。目前，语音、大数据测量、拉力稳定等新型信息技术、石墨烯等新型材料技术被大量应用。技术的发展给“安心行”供了一定的技术支撑，促进了功能的完善，提高了产品的性能与安全性。

2 产品功能

2.1 产品设计思路

“安心行”主要针对于居家养老的独居老年人群，通过跌倒防护的减震设计帮助老年人减缓跌倒的冲击力，大幅度减少骨折几率。摔倒检测和报警系统帮助老年人在摔倒后，自动及时联系紧急联系人，为医生赢得黄金救治时间。

肌力锻炼板块可以帮助机体功能衰退的老年人更好地进行下肢力量恢复训练，搭配中药浸润模块可起到预防跌倒的效果。穿戴此系统，可以减少跌倒以及防止跌倒带来的严重后果。模块化产品定制功能，满足与贴合使用者在功能上的需求以及使用体验（见图1）。

图1

2.2 创新亮点

2.2.1 不跌倒

低频肌力锻炼。在保护垫中加入了低频肌力复健芯片，可以通过低频脉冲刺激感觉神经纤维，畅通经络，利用电脉冲模拟大脑电讯号刺激肌肉进行泵运动，增强肌力，使老人行走、站立得更稳，从根本上减少了老人跌倒的风险。

2.2.2 少损伤

多重防护。“安心行”团队通过研究摔倒时的受力点以及髋部骨骼结构，设计出特殊的五孔位防护垫，较大地分散摔倒后的冲击力，保护易损伤的骨骼。

防护垫内有三层设计。最内层：魔术贴，可以贴在防护裤上，起到固定防护垫的作用。中间层：缓冲层，采用柔软的弹性纤维，在缓冲力的同时也增加了防护垫的舒适度。最外层：吸能保护层，由D3O 材质填充，该材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会恢复到它最初的松弛软弹状态，更能在跌倒时吸收和分散90%以上的冲击力，减少老人摔倒受到的伤害（见图2）。

图2

“安心行”防护垫中添加纳米缓释中药试剂，起到化瘀止血、活血止痛、解毒消肿、抗癌愈创、增加机体免疫之功效。

2.2.3 早报警

摔倒监测和报警功能，通过防护垫内置的重力传感器和陀螺仪，监测到老人摔倒时的加速度和体位的变化，用算法自动检测老年人是否跌倒，通过GPS 芯片迅速把跌倒讯息发送给老人的照顾者和家人，并呼叫120，为老人赢得黄金救治时间。

同时，系统通过网关设备以及节点设备，实时收集老年人的定位数据、温度数据、亮度数据、门开关数据以及紧急报警数据，并将其通过窄带物联网发送至远端服务器。发送的数据量最小化，减少大量冗余信息，使整套系统能够使用带宽较小的窄带物联网进行数据的发送与接收（见图3）。

图3

2.2.4 更贴心

为满足老人对于裤子的舒适度和个性化的需求，“安心行”采用魔术贴的设计。在易骨折的关键部位缝制魔术贴的毛面，使用时只需将防护垫的勾面紧贴裤子上毛面的位置即可，保证了该部位的有效防护。

2.2.5 无线充电与电池续航

无线充电：“安心行”的防护垫采用无线底座充电方式，将装有芯片的防护垫插入无线充电底座中便可充电，初级线圈得到一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端进行充电。

“安心行”将发射线圈设置在充电底座内，在其外包裹橡塑绝缘层，使感应充电器与外部充电设备之间不是直接地通过线接触，减少用电安全隐患，使用得更加安全可靠，并可实现防尘防水（IPX8）。

电池续航：机身内部使用石墨烯电池，能在有限的空间中达到6000 毫安的超大电池容量，使“安心行”在正常使用下可以续航五天以上（具体视实际使用情况而定）。

3 结语

“安心行”对于照护者乃至整个照护行业将起到一定的推动作用。为市场提供了更多的发展空间以及就业机会，同时助力《健康中国2030》的实施和完善，为广大老年人晚年生活带来福祉。

3.1 医疗优势

随着中国人口的增长和老龄化程度的加深，医疗设备和医疗人员开始出现供求紧缺。而髋关节骨折人群尤其需要针对性的护理照料，本产品可以在预防跌倒的基础上减轻髋关节骨折几率。“安心行”对于预防摔倒及摔倒后防止髋关节损伤有较大的保护，突出了行走的安全防护，让老年人更放心大步行走。同时，“安心行”上的感应贴片可以感应用户的基础身体数据，并通过后台大数据及时反馈给相关主治医生进行网络诊疗，减少去医院的频率，防止感染其他疾病的概率，也减轻医疗资源的占用。

3.2 商业优势

髋关节骨折的患者为维持自生的生活，需要专人护理，本产品可以减轻家属的看护负担和护理成本。这对于使用者本人及其家庭、社会都具有重要的现实意义。同时，本产品根据使用者的不同需求，还开发研制出了全套防护系统设备，可配套使用相关衍生产品。

注释：

①黄佳豪,孟昉.“医养结合”养老模式的必要性、困境与对策[J].中国卫生政策研究,2018,07(06):63-68.

② 2019 年我国卫生健康事业发展统计公报[J].职业卫生与应急救援,2020,38(03):214.