[发明专利]预防跌倒系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种预防跌倒系统，尤其涉及一种监测相对于用户身体下部的用户质心的预防跌倒系统。

背景技术

跌倒每年影响数百万人并导致重要的损伤，尤其是在老年人群中。实际上，据估计跌倒是老年人前三大死亡原因之一。

跌倒是指身体突然、不受控制地且无意识地向下位移到地面。当前有一些可用的跌倒检测系统，这些系统检测这些跌倒并允许用户在跌倒发生时获得手动或自动的援助。示范性的跌倒检测系统可以包括个人帮助按钮(PHB)或佩戴式和/或基于环境的自动检测系统。

自动跌倒检测系统包括一个或一组连续测量用户运动的传感器，以及将测得或经处理的信号与预定阈值比较以检测跌倒的处理器。具体而言，自动跌倒检测系统存储各预定阈值和/或各分类模式组成的集合(下文称之为参数集)。在系统启动时，从传感器(例如加速度计)获得的运动数据将进行连续转换和处理，然后与那些参数集进行比较以确定是否发生了跌倒事件。

很多跌倒检测系统还计算跌倒检测系统的取向变化(因此还检测用户的取向变化)，并检测跌倒事件期间与地面的撞击。

这些系统的缺点在于缺乏充分的可靠性。此外，这些系统实际上并没有预防跌倒，而只是在用户已经跌倒的情况下提供警告或警报。

但是，对于那些在行走过程中不安全的用户(例如，所述不安全性是由对跌倒的恐惧或者肌肉疲劳引起或增强的)，或频繁进行多项任务的用户，即他们在行走的时候携带物品，与其孙子或孙女交谈等，或对于那些在光线暗淡的地方、潮湿或地面不平坦(例如松散的地毯、电线、玩具、工具和其他危害)的地方运动的用户，或正在接收药物治疗，而药物治疗可能会影响到平衡或集中力的用户，能够得到预防跌倒系统的辅助，这减小了跌倒的实际风险，或至少帮助他们避免处于更高跌倒风险的情况下，使他们感到更安全。

WO 2008/059418描述了一种用于预防用户跌倒的系统，其包括若干个可附着到至少一个下半身肢段的传感器，其中，所述传感器适于测量至少一个下半身肢段的运动，并适于将所述运动转换成信号，所述系统还包括适于从相应传感器接收所述信号的控制器，所述控制器观测所述信号作为至少一个下半身肢段的实际体位序列，并将实际序列与随时间变化的预定体位序列(预定序列与低跌倒风险有关)进行比较，以在所述实际序列偏离预定序列(一定程度)时确定存在高跌倒风险。

于是，这种系统提供了一种指示何时很可能发生跌倒的方法，在用户足部轨迹有偏差时风险加大。

本发明的目的在于提供一种用于预防跌倒的系统，其改进上述系统。

发明内容

预防跌倒系统能够基于检测跌倒风险的暂时增加，这种暂时增加可以作为用户步态稳定性或其他参数减小被观测到。于是，本发明提供了一种预防跌倒系统，该系统基于监测相对于用户身体下部的用户身体质心(CoM)的轨迹。

因此，尽管在现有技术系统中，脚轨迹的更大偏差或偏离引起风险加大的检测结果，但是本发明提出，如果用户身体的质心同时也显著改变，这才会引起风险加大的检测结果。于是，本发明能够区别可能由不规则表面(这增大了支撑面的变化，但未必增大质心的变化)导致的步态变化。相反，如果支撑面没有对应的变化增大，用户身体质心轨迹的变化增大引起本发明中风险加大的检测结果。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于预防用户跌倒的系统，包括：用于附着到身体相应部分的一个或多个传感器，每个传感器适于测量所述身体相应部分的运动并将所述运动转换成信号；以及控制器，所述控制器适于接收一个或多个所述信号，并通过从一个或多个所述信号估计相对于身体下部的轨迹的用户质心的轨迹来确定跌倒风险。

在本发明的一些实施例中，控制器通过直接估计相对于身体下部轨迹的用户质心轨迹(例如，直接估计两个轨迹之间的差异)来确定跌倒风险。在备选实施例中，控制器通过独立估计两个轨迹并随后比较它们来确定跌倒风险。

根据本发明的第二方面，提供了一种预防用户跌倒的方法，所述方法包括：将一个或多个传感器附着到所述用户身体的相应部分；每个传感器测量所述身体相应部分的运动并将所述运动转换成信号；以及通过从一个或多个所述信号估计相对于身体下部轨迹的用户质心的轨迹确定跌倒风险。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机代码的计算机程序产品，所述计算机代码当在计算机或处理器上被运行时，执行以下步骤：从附着于用户身体相应部分的一个或多个传感器接收一个或多个信号，每个传感器测量所述身体相应部分的运动并将所述运动转换成信号；以及通过从所述一个或多个信号估计相对于身体下部轨迹的所述用户的质心的轨迹确定跌倒风险。

附图说明