中大X创新科技护理|研3D打印防护帽 为长者创造意外防护线
很多人以为“跌低咁就要爬返起身”是常态,事实上,不是所有人跌倒后都能立即站起来。对于平衡力下降并患有骨质疏松的长者而言,跌倒或会引致一连串连锁反应,有可能令长者的生活能力一夕间急转直下,甚至有可能造成极严重的致命风险。香港中文大学体育运动科学系副教授杨怿健,去年获得中大的“知识转移项目基金”(KPF)资助,与中大机械与自动化工程学系副教授宋旭联手,研究以3D列印技术设计出外观极接近一般帽子的新型防护帽,为长者创造跌倒后减轻伤势的第一道防线。
曾任骨科医生的杨怿健教授,早年在医院工作时看到形形色色的病人,曾亲眼见证过不少长者因跌倒后骨折而送院。他指出,这些病人可能只是一次意外跌倒,惟因长者的身体机能退化,加上他们大多患有骨质疏松症,跌倒时缺乏年轻人的快速保护性反应,容易令头部或身体其他重要部位受到撞击,引致高风险的创伤性脑损伤,甚至因此失去独立生活的能力。于是,杨怿健毅然决定转投人体运动科学与伤害预防领域,他说:“治疗是你每次只能治疗一个人,但预防是可以预防整个人群。”他希望透过提高长者的平衡能力及开发一些防护装置,以预防其因跌倒而导致受伤的可能。
杨怿健其后到加拿大攻读人体运动科学博士期间,在观察所收集的院舍长者跌倒影片后,发现约三分之一长者跌倒后撞击到头部,却未有向护士通报。杨直言,部分原因是因为跌倒的长者可能患有认知功能障碍,即使跌倒擦伤也难以清楚表达。同时大部分长者跌倒后难以被旁人察觉,须依赖长者自我报告,但他们很多时候不会主动向院舍透露或者有回忆偏差。加上头部受伤的变化可能需数天或数周后才显现,故长者跌倒导致的受伤风险容易被忽视,亦令他意识到头部保护的重要性。惟一般头盔不止笨重,亦不透气,不适合长者使用。杨怿健便开始与宋旭教授合作,开发更轻巧,亦更贴近日常生活,如同普通帽子一样的防护装置,以提高长者的接受度。
跌倒导致的受伤风险易受低估 提高长者防护意识属挑战
杨怿健观察到长者们头部最容易在跌倒中受到撞击的位置,与宋旭讨论、再由宋钻研适用的技术,最终设计出采用3D列印技术制成经过特殊设计的晶格结构填充的防护头垫,具备轻巧、透气及高舒适度的特点,更适合香港炎热潮湿的气候,亦可嵌入长者日常佩戴的帽子中,包括渔夫帽或棒球帽,提高长者佩戴意愿,护垫已缝合在帽子里,长者只需直接购买和佩戴。该防护垫经过生物力学测试,能缓冲撞击力,符合研究指出只要减少约20%至30%撞击力,便可降低超过一半的长者头部受伤风险要求。
不过二人的研发过程并非一帆风顺。宋旭直言,要挑战以现有的材料和结构,同时满足轻巧、透气、高舒适度的目标并不容易。且为了提高长者接受程度,帽子的外观必须如普通渔夫帽或棒球帽一样。宋表示:“要在不改变外观的前提下,仍能将防护垫隐藏,并提供周全保护,尤其对于后部有空隙的棒球帽,设计难度很高。”杨怿健则认为,说服长者佩戴也是个大挑战,“他们(长者)一般不认为自己是高危人群,也会因担心帽子不够美观、不够透气,怕感到不舒服,而降低佩戴意欲,因此团队须持续改良设计。”
宋旭又提到,团队最初计划利用3D扫描为每位长者定制帽。但在扫描了数十位长者头部后发现,长者头部尺寸其实差异不大,最终决定放弃个性化定制,改采标准的小、中、大号尺寸,从而降低成本,亦更适合长者使用。
项目目前已与香港圣公会福利协会辖下6间护老院展开合作,60位长者参与试用防护帽。在初步访谈的9位院舍长者及3位员工中,100%对其舒适度表示满意,90%表示佩戴时不觉得闷热,80%的长者对其外观表示满意并表示愿意持续佩戴。研究团队指,未来也会持续观察长者实际配戴情况,并收集长者的反馈,以便进一步优化防护帽的设计,让更多的长者受益。
(资料及相片由客户提供)