防止老年人摔倒的MEMS传感装置

对年长者来说，若跌倒并导致受伤可不是开玩笑的；为此美国德州理工大学（Texas Tech University）在德州仪器（TI）的赞助下展开了一项研究，目标是藉由分析年长者的姿势与步伐，好在他们可能跌倒之前发出警告。

这项研究专案已经在德州理工大学的健康科学中心（Health Science Center）征求自愿者，以进行穿戴式无线传感装置的最佳化，接下来将在美国首个大学附设的老人病学研究机构──也就是德州理工大学老人病学教育与照护中心（Geriatric Education and Care Center）──进行临床实验。

“我们已经尝试过各种方式的传感装置布置法，例如穿戴在腿部的惯性传感器，以及鞋底内含压力传感器的拖鞋；而德州仪器的低功耗微控制器与结合无线电的人体穿戴MEMS加速度计/陀螺仪──就像外接式的心律调整器──效果最好。”该研究专案的主持人、德州仪器电子电机教授Donald Lie表示。

经过三年的开发时间，Lie的研究团队不只打造出人体穿戴式无线传感装置，也研发了一套能无线监测病患的PC软件，所产生的演算法能可靠侦测患者跌倒的方向。Lie表示，要分辨出患者是从床上、汽车座椅或是家中各处的家具上跌落，是很困难的。

接下来，德州理工大学的研究团队将藉由在该校老人病学教育与护理中心的病患身上进行临床实验，将其软件分析效果更精细化，好侦测出跌倒之前的征兆，达到预防的效果。新开发出的无线MEMS传感装置内含加速度计、陀螺仪，可以夹在皮带上，若是不配戴皮带的患者或是女性，也可以夹在内衣背后。

该装置采用了TI的MSP430微控制器、CC2500射频（RF）收发器，支持低功耗SimpliciTI网络通信协议，执行以TI ez430-RF2500开发平台开发的专属软件堆叠。TI院士Allen Bowling表示，此研究成果受到瞩目的原因，是不只能侦测病患是否跌倒，还可能提供预防性警告：“藉由分析病患在跌倒之前的姿势与步伐，我们希望能在病患跌倒之前发出警告，好让他们能及时抓住东西或是坐下。”

而若无法阻止患者跌倒，该装置也能立即发送无线信号给照顾者；但该研究专案的目标是将分析方法──目前是在医疗机构负责监控的PC上执行──编码入MSP430微控制器中，因此无论病患是否位于可接收无线信号的范围中，都能收到警告信息。

此外研究团队也将针对其他与人体平衡相关的疾病患者进行监测，例如帕金森综合症、失智症以及癫痫等，期望也能提供这些患者预防性的警告信息。“我们相信这些研究专案能为老年人口的临床护理带来很大进展。”Lie表示；其研究团队成员还包括Tam Nguyen、Steven Zupancic、 Andrew Dentino、Ron Banister与Tim Dallas等多位医师。