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工業技術研究院

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可攜式人體平衡監測與跌倒預警方法及裝置

技術簡介

老年人一年跌倒的發生率約為30%,其中85歲以上跌倒者致死率更高達40%,每年因跌倒問題耗費掉之醫療成本高達160億。因此,一個平衡監測與跌倒預警之系統,對於社會、醫療成本之降低,實為迫切且必須的。

目前在臨床應用上常以足底壓力中心之相關運動學特性,作為一評估靜態平衡之指標,尚無動態平衡之評估指標。動態平衡之判定在實驗室中,常以人體質量中心與足底壓力中心之相對運動學關係作為一評估指標。目前無相關應用可用來達到動態平衡之平衡監控與跌倒預警的目的。

平衡監測跌倒預警裝置態樣示意圖
平衡監測跌倒預警裝置態樣示意圖

特色與創新

本技術透過量測人體動作之足底壓力與慣性訊號,並經由人體數學模型求得人體質量中心與壓力中心之運動學資訊並求得平衡參數,藉由平衡參數與個人化動態資料庫可達到平衡監控與跌倒預警之功效。

本技術包含感測單元、訊號處理單元以及人體動態平衡資料庫。感測單元包含複數個足底壓力及慣性感測器,用以量測人體動態動作慣性訊號。訊號處理單元包含一動作辨識模組以及一平衡監控模組;動作辨識模組可透過動作慣性訊號辨識受試者不同動作,平衡監控模組可將量測得到的足底壓力訊號以及動作慣性訊號,透過個人化人體數學模型轉換成足底壓力中心與人體質量中心之運動學資訊,經由其相互關係求得之平衡指標可提供動態平衡監控與跌倒預警的功能。

本技術達成與定置型Vicon系統量測趨勢一致之效(RMSE: 0.09@Balance,RMSE::0.14@Imbalance)
本技術達成與定置型Vicon系統量測趨勢一致之效(RMSE: 0.09@Balance,RMSE::0.14@Imbalance)

平衡監測與跌倒預警方法
平衡監測與跌倒預警方法

應用與效益

人體動態平衡資料庫可提供個人化平衡資訊的紀錄功能與個人化平衡指標校正機制,可達到個人化平衡監控與跌倒預警之功效。本技術達成之量測平衡指標與定置型Vicon系統趨勢一致(RMSE:0.09@Balance,RMSE:0.14@Imbalance)。

工研院提供一個平衡監測與跌倒預警之解決方案。預計可透過醫療機構評估、輔具開發、個人化平衡訓練需求等應用產品開發。



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