隨著全球老齡化進程的加速,老年人的健康與安全問題日益受到關注。跌倒是威脅老年人身心健康和生活質量的重要因素之一,不僅可能導致骨折、顱腦損傷等嚴重后果,還會增加老年人的死亡風險,給家庭和社會帶來沉重負擔。據相關數據顯示,我國 65 歲以上老年人每年跌倒發生率高達 30%,且這一數字隨著年齡增長而攀升。如何有效預防老年人跌倒,成為亟待解決的社會問題。在科技飛速發展的今天,雷達模塊作為一項先進的傳感技術,正逐漸應用于老年人防跌倒領域,為這一難題提供了創新的解決方案。
一、老年人跌倒的嚴峻現狀
跌倒是我國傷害死亡的第四位原因,而在 65 歲以上的老年人中則為首位。老年人跌倒死亡率隨年齡的增加急劇上升。澳大利亞 65 歲以上老年人每年有 30% 的人至少跌倒一次?。根據美國疾病預防控制中心的數據,2006 年美國每年有 30% 的 65 歲以上老年人出現跌倒?。我國已進入老齡化社會,65 歲及以上老年人已達 1.5 億。按 30% 的發生率估算每年將有 4000 多萬老年人至少發生 1 次跌倒。
老年人易發生跌倒的原因是多方面的。從生理因素來看,身體機能衰退使得老年人肌肉力量減弱、關節靈活性下降、平衡感變差;視力、聽力減退影響他們對環境和障礙物的判斷與察覺;心血管問題如高血壓、心律失常等可能導致頭暈、乏力而增加跌倒風險。病理因素方面,神經系統疾病如帕金森病、腦卒中等影響肢體控制和協調能力;骨質疏松使骨骼變脆,增加跌倒后骨折的損傷程度;慢性疾病如糖尿病可能導致末梢神經病變,影響腳部感覺;認知功能下降則使老年人反應速度變慢,應對突發情況的能力減弱。此外,某些藥物可能引起嗜睡、頭暈、體位性低血壓等不良反應,如精神類藥物、心血管類藥物、降壓藥、降糖藥、利尿藥、鎮痛藥、抗帕金森藥物等。環境因素同樣不可忽視,地面濕滑、光線昏暗、物品擺放雜亂等不安全的居住環境,都大大增加了老年人發生跌倒的風險。
二、雷達技術的工作原理與優勢
雷達是一種利用電磁波探測目標的電子設備,其工作原理基于電磁波的發射與接收。在老年人防跌倒應用中,雷達模塊通常發射特定頻率的電磁波,當電磁波遇到人體等目標時會發生反射,雷達模塊接收反射回波,并通過分析回波的特性,如時間延遲、頻率變化、相位變化等,來獲取目標的相關信息,包括目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、角度以及人體的姿態、動作等信息。
相較于其他傳感技術,雷達模塊在老年人防跌倒監測方面具有顯著優勢。首先,雷達感應模塊具有較遠的感應距離和寬廣的角度,能夠實現大面積的監測,且不存在監測死區,可全方位捕捉老年人的活動情況。其次,它能夠穿透玻璃、薄木板等常見障礙物,這使得在復雜的室內環境中,也能對老年人進行無阻礙的監測,無需擔心障礙物對監測效果的影響。再者,雷達感應模塊在正常工作環境下,幾乎不受環境溫度、濕度、灰塵、光照以及是否完全靜止等因素的干擾,具有極高的穩定性和可靠性,能夠持續、精準地監測老年人的狀態。此外,雷達技術屬于非接觸式監測,不會給老年人帶來穿戴設備的束縛感和不舒適感,也避免了因佩戴設備可能導致的皮膚過敏等問題,同時有效保護了老年人的隱私,讓他們在日常生活中能夠自在地活動,而無需擔心個人隱私被侵犯。
三、雷達模塊在老年人防跌倒中的應用場景
(一)家庭場景
臥室:臥室是老年人休息和活動的重要場所。在臥室天花板或墻壁上安裝雷達模塊,可實時監測老年人在睡眠期間的狀態。例如,當老年人夜間起夜時,雷達模塊能夠及時捕捉到其起床動作,避免因光線不足、意識不清醒等原因導致跌倒。若監測到老年人長時間靜止不動且姿態異常,如身體從床上滑落等情況,雷達模塊會立即發出警報,通知家人及時查看,防止意外發生。
衛生間:衛生間是老年人跌倒的高發區域。由于地面經常濕滑,加上老年人如廁、洗澡時行動不便,稍有不慎就容易摔倒。在衛生間安裝雷達模塊,可通過監測人體的活動軌跡和姿態變化,判斷老年人是否發生跌倒。一旦檢測到跌倒事件,雷達模塊會迅速聯動相關設備,如智能音箱發出響亮的警報聲,提醒家中其他成員,同時向家人的手機發送報警信息,告知跌倒發生的位置和時間,以便及時采取救助措施。此外,雷達模塊還可與衛生間的照明、通風設備聯動,實現人來燈亮、人走燈熄、有人通風的智能化控制,既方便老年人使用,又能保障衛生間的環境安全。
客廳:客廳是老年人日常活動、休閑娛樂的地方。在客廳布置雷達模塊,可對老年人的日常活動進行全方位監測。當老年人在客廳行走、起身、坐下等過程中,雷達模塊能夠實時分析其動作姿態,一旦發現異常,如行走不穩、突然摔倒等情況,立即觸發報警機制。同時,雷達模塊還可記錄老年人在客廳的活動時間和軌跡,家人通過手機 APP 可隨時查看,了解老年人的日常活動規律,若發現異常變化,可及時關注老年人的身體狀況。
(二)養老機構場景
老人房間:在養老機構的老人房間內安裝雷達模塊,護理人員可通過統一的監控平臺,實時掌握每個房間內老人的狀態。當有老人發生跌倒或其他異常情況時,監控平臺會立即發出聲光報警,提醒護理人員迅速前往處理。雷達模塊還能與養老機構的信息管理系統集成,將老人的健康數據、活動情況等信息進行匯總分析,為護理人員制定個性化的護理方案提供依據,提高養老服務的質量和效率。
公共區域:養老機構的走廊、樓梯間、活動室等公共區域人員流動較大,也是老年人容易發生跌倒的地方。在這些公共區域安裝雷達模塊,可對過往老人進行實時監測,一旦發現有老人跌倒或身體不適,及時通知護理人員趕到現場救助。同時,雷達模塊還可統計公共區域的人員流量和活動情況,幫助養老機構合理安排資源,優化公共區域的管理和服務。