中科院用“算法”预防老年人跌倒

中科院深圳先进院研发的防摔倒产品。

在中科院深圳先进院的一间实验室中，经常上演特殊一幕：在铺着厚厚海绵垫的房间中，设置了湿滑、上下楼梯、绳子障碍等各种场景，科研人员们要做的就是：不断地摔倒。

看似难以理解的行为，要解决的却是无比严肃的问题：预防老年人跌倒。近日，团队负责人、中科院深圳先进院研究员赵国如告诉深圳商报记者，经过十余年研发，他们目前已建立了智慧防跌倒三重干预解决方案，并建立了“防跌倒技术”专利池。

“跌跤”是老年人大敌

今年5月，国家统计局发布的第七次全国人口普查数据显示，我国65岁以上老人已超1.9亿，积极应对人口老龄化成主要任务之一。其中，预防跌倒是基本养老服务体系建设的盲点和难点。

为什么“跌了一跤”会是老年人的“大敌”?赵国如表示，由于骨质疏松等原因，40%-70%的跌倒，会对老年人造成不同程度的伤害。“比如常见的髋部骨折，要求长时间卧床休养，伴随而来的肌肉萎缩、关节挛缩等一系列并发症，使之成为继心脑血管疾病和肿瘤后的第三大老年人‘杀手’。”他告诉记者。

除了生命威胁，跌倒后所产生的医疗费用也不容忽视。据统计，我国每年用于跌倒的直接医疗费用超过100亿元，间接费用更高达3-5倍。

事实上，在国际疾病分类第十版中，已经将跌倒归为疾病的一种。“这种疾病特殊在风险评估难度较大。目前，绝大多数医院也没有设立防跌倒门诊。”赵国如说。

为此，团队研发了一系列产品，分别针对跌前预警、跌中防护和跌后监护，力图让老年人不再被跌倒所困。

自主研发防跌“三部曲”

据赵国如介绍，产品的核心技术在于算法。为此，需要大量数据和试验作为支撑，“研究初期，我们征集不同年龄和体型的志愿者，包括团队成员亲自上阵，利用自主研发的人体传感器，模拟了上万次的不同跌倒场景，收集了大量数据。”他表示。

基于此，团队研发出一套计算机化的跌倒风险定量筛查系统，对于易跌老年人，能快速将其分为低、中、高风险三类，并针对不同类型，开发出防跌“三部曲”。

首先，针对中低风险易跌人群，团队自主研发了穿戴式跌倒预警器，老年人佩戴在腰上，进行一些危险动作时，预警器会振动并发声，提醒其不要再重复类似动作。团队工程师宁运琨表示，预警器有两个难点：第一是精准识别危险动作，减少误报;第二是迅速触发预警。

据悉，团队的算法识别准确率已达到93%以上，这也是国际上率先实现跌前主动预警的产品。

其次，针对高风险易跌倒人群，团队基于微机械自动充气防护技术，研发出跌倒髋部仿生防护气囊，即在跌倒发生瞬间，自动弹出气囊，对髋部进行缓冲防护。显然，这一步要考验跌倒的精准预测和气囊的及时弹出。据宁运琨介绍，人从跌倒到倒地需要0.5-0.6秒，而防护系统从预测跌倒到气囊充气弹出，整个过程在0.3秒以内。

事实上，2009年，日本千叶大学率先设计出穿戴式防跌倒气囊，开启了全新篇章。此后，美国、以色列等国的公司先后进行了相关研究。但是成本较高、灵活性较差、佩戴沉重等问题，导致市场接受度不高。“做老百姓用得起的防跌气囊”，是团队的愿景。

第三，针对已经发生的跌倒事件，团队构建了基于云技术的跌倒远程监护管理平台，实现被监护人和监护人端实时互联互通，响应时间在30秒以内。

目前，团队产品已在解放军总医院、深圳市罗湖医院、深圳市第二人民医院等临床试用，服务上万人。团队相关研究已申请国内外专利140项。

“做出老年人防跌倒领域的独角兽技术。”赵国如向记者分享了团队的目标。

关键词： 中科院 算法 预防 老年人跌倒