老年人跌倒檢測原型系統設計與實現

A. 什麼是老人摔倒監測報警系統

智能養老物聯網應用，在養老機構和老人家中，開展老人定位求助、老人跌倒自動檢測、版老人卧床權監測、痴呆老人防走失、老人行為智能分析、自助體檢、運動計量評估等服務。目前，廬陽樂年長者之家已開始實踐，實現了智能化的房間內安裝了無線門窗磁感應器、門用無線雲智能鎖、無線電動窗簾、無線紅外入侵探測器等高。科技裝備，讓老人的生活變得安全而
便利
有A、B兩款，分別有定位功能、電子圍欄功能、被動呼叫功能、動態追蹤功能和增加的簡訊接收功能、手電筒、收音機、手機功能。

生命感應裝置

這個裝置是利用現代電子技術及通訊技術，通過對人體紅外線的監測，來判斷家中是否有人；對監控到的活動人體紅外線進行記錄，根據記錄來分析判斷老人是否安全，避免老人發生意外無人救助或猝死。這個裝置的優點是：無射線，對人體無害；老人無需任何操作。

跌倒警報器

這個新產品有兩大功能：一是跌倒報警，當老人意外跌倒，系統可立即發現並自動報警；二是無活動緊急報警，老人長時間沒有活動跡象，報警器即可發出警示信息。

全球眼

授權人24小時內都可以通過電腦、手機上網觀察老人情況。

目前，這些科技助老新產品已在一些區試點，8月將在全市推廣，老人們可申請使用。

B. 老人跌倒監測系統最大的作用是什麼

發生跌倒並因此受傷或死亡的風險越高。
在中科院深圳先進院的一間實驗室中，經常上演特殊一幕：在鋪著厚厚海綿墊的房間中，設置了濕滑、上下樓梯、繩子障礙等各種場景，科研人員們要做的就是：不斷地摔倒。
看似難以理解的行為，
要解決的卻是無比嚴肅的問題：
預防老年人跌倒。
近日，團隊負責人、中科院深圳先進院研究員趙國如告訴記者，經過十餘年研發，他們目前已建立了智慧防跌倒三重干預解決方案，並建立了「防跌倒技術」專利池。
「跌跤」是老年人大敵
今年5月，國家統計局發布的第七次全國人口普查數據顯示，我國65歲以上老人已超1.9億，積極應對人口老齡化成主要任務之一。其中，預防跌倒是基本養老服務體系建設的盲點和難點。
為什麼「跌了一跤」會是老年人的「大敵」？
趙國如表示，由於骨質疏鬆等原因，40%-70%的跌倒，會對老年人造成不同程度的傷害。「比如常見的髖部骨折，要求長時間卧床休養，伴隨而來的肌肉萎縮、關節攣縮等一系列並發症，使之成為繼心腦血管疾病和腫瘤後的第三大老年人『殺手』。」他告訴記者。
除了生命威脅，
跌倒後所產生的醫療費用也不容忽視。
據統計，
我國每年用於跌倒的
直接醫療費用超過100億元，
間接費用更高達3-5倍。
事實上，在國際疾病分類第十版中，已經將跌倒歸為疾病的一種。「這種疾病特殊在風險評估難度較大。目前，絕大多數醫院也沒有設立防跌倒門診。」趙國如說。
為此，團隊研發了一系列產品，分別針對跌前預警、跌中防護和跌後監護，力圖讓老年人不再被跌倒所困。
中科院深圳先進院研發的防摔倒產品。
自主研發防跌「三部曲」
據趙國如介紹，產品的核心技術在於演算法。為此，需要大量數據和試驗作為支撐，「研究初期，我們徵集不同年齡和體型的志願者，包括團隊成員親自上陣，利用自主研發的人體感測器，模擬了上萬次的不同跌倒場景，收集了大量數據。」他表示。
基於此，團隊研發出一套計算機化的跌倒風險定量篩查系統，對於易跌老年人，能快速將其分為低、中、高風險三類，並針對不同類型，開發出防跌「三部曲」。
第一步
首先，針對中低風險易跌人群，團隊自主研發了穿戴式跌倒預警器，老年人佩戴在腰上，進行一些危險動作時，預警器會振動並發聲，提醒其不要再重復類似動作。團隊工程師寧運琨表示，預警器有兩個難點：第一是精準識別危險動作，減少誤報；第二是迅速觸發預警。
據悉，團隊的演算法識別准確率已達到93%以上，這也是國際上率先實現跌前主動預警的產品。
第二步
其次，針對高風險易跌倒人群，團隊基於微機械自動充氣防護技術，研發出跌倒髖部仿生防護氣囊，即在跌倒發生瞬間，自動彈出氣囊，對髖部進行緩沖防護。顯然，這一步要考驗跌倒的精準預測和氣囊的及時彈出。據寧運琨介紹，人從跌倒到倒地需要0.5-0.6秒，而防護系統從預測跌倒到氣囊充氣彈出，整個過程在0.3秒以內。
事實上，2009年，日本千葉大學率先設計出穿戴式防跌倒氣囊，開啟了全新篇章。此後，美國、以色列等國的公司先後進行了相關研究。但是成本較高、靈活性較差、佩戴沉重等問題，導致市場接受度不高。「做老百姓用得起的防跌氣囊」，是團隊的願景。
第三步
第三，針對已經發生的跌倒事件，團隊構建了基於雲技術的跌倒遠程監護管理平台，實現被監護人和監護人端實時互聯互通，響應時間在30秒以內。
目前，團隊產品已在解放軍總醫院、深圳市羅湖醫院、深圳市第二人民醫院等臨床試用，服務上萬人。團隊相關研究已申請國內外專利140項。

C. 老人摔倒監測報警系統能實現哪些目標

老人摔倒監測報警系統能實現哪些目標？21世紀的來臨，使全世界范圍內人口老年化的進程加快，在這種全球趨勢的情形下，中國也不例外，隨著我國人口老年化進程的加劇，社會對這一群體的健康保障將承擔越來越艱巨的責任。年齡的增長，身體解剖組織結構和生理代謝發生變化，由於自身疾病或者外界的影響，老年人常會發生意外跌倒，有時候甚至是健康的老年人也會發生，據國外研究機構統計，約有的超過65歲的老人平均每年發生一次跌倒，且隨著年紀的增加，概率也增加，而本身身體有病痛或者傷害的老人，就更容易發生意外的跌倒。而跌倒次數巨大的背後，是由跌倒帶來的輔助治療所需消耗的高昂費用，以及照顧跌倒人群消耗的巨額社會資源，有研究表明，社會支付的醫療費用超過50萬億元，而付出的代價則為160-800萬億元人民幣。

然而，跌倒造成的傷害不僅體現在身體的即時受傷，還體現在未得到及時的幫助而造成的所有後續惡劣影響。所以，針對跌倒問題，除了做好事先防範工作之外，如安全教育等，還應該在發生跌倒時，最快的將受傷人員送往醫院進行救治，所以發明一個能夠實時監測到跌倒並通知醫護人員救治的產品很重要。

1.2研究目的和意義

當前計算機、通信、集成電子等科學技術的飛速發展，以及社會對保健產品的關注，都推動了家庭看護產業的發展，而其中針對老年人的跌倒探測領域的探索深入，對保證老年人生活的安全健康，意義重大。一般的跌倒檢測器通過分析反映人體姿勢的加速度值和能量變化，一旦出現異常情況時，可以及時告知醫院進行救治，跌倒檢測器可隨身佩戴，不影響老年人的日常生活，可以讓老年人不再畏懼跌倒，讓他們更放心的去享受屋外的世界，豐富晚年生活趣味；另一方面也減輕了跌倒帶來的對子女和社會的壓力，響應了我國的建設以人為本的和諧社會的號召。

1.3國內外研究現狀

目前對老年人跌倒檢測技術相關研究主要的研究成果是利用加速度感測器檢測裝置,監測在跌倒事件發生時人體各方向加速度值，利用閾值檢測或者模式識別的方法，對老年人的身體姿勢狀態進行實時檢測，演算法判斷到處於跌倒狀態後，再利用遠程無線報警系統進行報警，通知護理人員進行救治，實現老年人的遠程監護。

國外的「基於PDA的臨床護理儀器」,幫助醫護人員進行血壓、身體溫度以及其他日常信息的記錄，能夠極大地減小醫院對病人的日常信息進行測試的開銷，並且保證了數據記錄的正確性等；另外中則是將收集的反映人體加速度信息的感測器信號通過無線發送的通信方式，傳遞到PC終端進行最後數據的融合。而跌倒檢測之於國內主要是自動化機器人，已發布的塔米(Tami)的主要功能之一就是看護老人,塔米能夠24小時不間斷的對老年人的血壓和脈搏進行監測，在異常情況下進行報警並聯系醫護人員；另外國家十一五期間將服務類機器人列為了國家高科技製造術的領頭計劃,指出將開發出一批實用性產品，旨在憑借現代技術改善老年人和殘障人士的生活品質。

目前應用最普遍的跌倒檢測技術有三類：（1）第一種為基於圖像視頻的方法，攝像頭拍攝人體的活動圖像，經過演算法分析後確定人體狀態，較為准確，但用戶隱私是個待解決的問題；（2）基於音頻信號的分析，分析跌倒沖擊導致振動的頻率，但適應性和正確性較差，且開銷較大，一般作為其他檢測方法的輔助手段；（3）基於穿戴式的檢測裝置，在穿戴設備中包含了微小的感測器裝置和單片機處理器，能夠隨時監測人體各種狀態，單片機利用感知到的感測器數據，再結合跌倒檢測的相關演算法進行跌倒判斷。

D. 老年人的智能手環真的能檢測到摔倒的狀態嗎

不能。智能穿戴手環的功能介紹：

1、GPS功能。內置的GPS連接器，一鍵SOS求救，簡單的操作可以隨時地把用戶的身體狀況和位置信息發送給家人或者醫院，這個功能對於老年用戶來說很有用。無論是摔了還是有病情，只要一鍵就可以實現自救，非常方便。

2、老人監控監測手環，專業的PPG心率血壓、血氧監測，插一張手機卡或者物聯語音卡就可以實現撥打電話的功能。超長時間待機功能，語音播放提醒。它同樣可以設置電子圍欄，超出了范圍就會在手機APP提醒，並且具備雙向通話的功能，超長時間待機，不用經常充電。

3、外觀設計非常符合老年人的風格，並不會顯得很突兀，老年人也不會排斥這種產品。考慮到雨天或者洗手濺水的情況，產品設計防水功能，高音質喇叭，在嘈雜的環境也能清晰通話。

4、離家判定，智能報警。當老人走出設定的范圍，手環會自動向APP推送報警信息，親人及時掌握父母動態。當老人跌倒或者碰撞時會提示是否跌倒，會在手機app提醒。

5、八重定位，定位更精準。通過WiFi，gps，北斗，GPRS以及LBS定位，可以查詢歷史軌跡。全天動態隨手掌握，去過哪裡，在不同的地點都清晰可見，家人更放心。智能語音功能，可以APP遠程聊天，語音通話。