E-Textile Hosen identifizieren ältere Menschen, die zu Stürzen neigen

E-Textile Hosen identifizieren ältere Menschen, die zu Stürzen neigen
Anonim

Von Lisa Zyga,

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- Eine Unterhose kann helfen, festzustellen, ob ältere Menschen ein hohes Risiko für Ausrutschen und Stürzen haben, indem sie Schwankungen in ihrer Gangart wahrnehmen.

Ein Ingenieurteam von Virginia Tech entwarf die Hose in der Hoffnung, dass durch die Identifizierung von Personen mit einem höheren Sturzrisiko die Anzahl der mit Sturzunfällen verbundenen Verletzungen verringert werden kann. Laut dem Center for Disease Control fällt jedes Jahr etwa ein Drittel der Erwachsenen ab 70 Jahren, wobei ein Viertel dieser Stürze zu Verletzungen führt.

"Eines der Hauptprobleme bei der Entwicklung eines tragbaren Systems besteht darin, sicherzustellen, dass die Menschen es tragen", sagte Thurmon Lockhart, außerordentlicher Professor und Direktor des Forschungslabors für Fortbewegung bei Virginia Tech, zu PhysOrg.com . "Komfort und technologische Innovation sind Schlüssel für zukünftige Designs tragbarer Systeme."

In die e-textile Hose sind mehrere e-TAGs eingebettet, bei denen es sich um kleine Leiterplatten mit Mikrocontrollern, Sensoren und Kommunikationsgeräten handelt (entworfen von den Professoren für Elektrotechnik, Tom Martin und Mark Jones von Virginia Tech). Die Forscher befestigten vier e-TAGs mit Gyroskopen und Beschleunigungsmessern an den Knöcheln und Knien einer Person sowie zwei e-TAGs mit Beschleunigungsmessern an jeder Hüfte. Außerdem war an der Ferse jedes Fußes ein piezoelektrischer Sensor angebracht, der mit einem e-TAG an der Hose verbunden war.

Die Einrichtung wurde von einer 9-Volt-Batterie angetrieben, die in der Nähe der Taille angebracht war. Während der Gehversuche wurden die von den e-TAGs gesammelten Daten an einen einzelnen Bluetooth-e-TAG übertragen, der die Daten drahtlos an einen Hostcomputer übertrug.

Die Forscher testeten die Machbarkeit der Hose, indem sie Messungen von neun gesunden Personen (jung und alt) und einer Gruppe von vier älteren Personen mit einer Krankengeschichte von Stürzen verglichen. Die Teilnehmer liefen mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf einem Laufband, während die Sensoren die lokalen Störungen an den sechs Gelenken überwachten.

Diese lokalen Instabilitäten - zum Beispiel Knöchel- oder Kniebewegungen, die sich von Schritt zu Schritt unterschieden - unterschieden sich zwischen der gesunden Gruppe und der Gruppe mit rückläufiger Vorgeschichte. Für zwei verschiedene Parameter (Winkelgeschwindigkeit und Vertikalbeschleunigung) stellten die Forscher fest, welche Gelenke bei unterschiedlichen Gehgeschwindigkeiten signifikante Instabilitäten aufwiesen.

Insgesamt stellten sie fest, dass die von der Hose gemessene lokale dynamische Stabilität zwischen den beiden Gruppen erheblich variiert, was bedeutet, dass die Hose Personen mit einem hohen Sturzrisiko von ihren gesunden Kollegen genau unterscheiden kann. Wie die Forscher erklären, kann diese lokale Instabilitätsmessung anzeigen, wie gut das menschliche Motorsteuerungssystem kleine Störungen zwischen den Gangzyklen wie unebene Oberflächen oder Motorsteuerungsfehler des Individuums ausgleichen kann.

Da die Hose unauffällig ist und mit einer entfernten Gesundheitseinrichtung verbunden werden kann, könnte die Technologie älteren Menschen ermöglichen, länger unabhängig zu leben, wobei die Hose als Schutz dient. Wenn die Hose Instabilitäten im Gang einer Person erkennt, kann das System sowohl die Gesundheitseinrichtung als auch die Person benachrichtigen und sie warnen, potenziell unsichere Laufflächen zu vermeiden.

"In Zukunft wird die Diagnoseleistung für tragbare Systeme zunehmen. Dies kann unter anderem die Überprüfung des Blutdrucks und des Blutsauerstoffgehalts umfassen", sagte Lockhart. "Wir untersuchen auch andere Designs, wie beispielsweise Schmuck, den Menschen am Handgelenk tragen können, und andere kleine Einknotensysteme."

Lockhart fügte hinzu, dass das Forschungsteam begonnen hat, mit mehreren Unternehmen zusammenzuarbeiten, um das tragbare Sensorsystem möglicherweise in den nächsten Jahren in die Realität umzusetzen.

Weitere Informationen: Liu, Jian; Lockhart, Thurmon E .; Jones, Mark; und Martin, Tom. „Lokale dynamische Stabilitätsbewertung von älteren Menschen mit Bewegungseinschränkungen unter Verwendung elektronischer Textilhosen.“ IEEE-Transaktionen zu Automatisierungswissenschaften und -technik. Veröffentlicht werden.

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