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预防橄榄球运动中的脑震荡

缓解撞击并保护NFL球员大脑的头盔技术。

作者:Eric Levin
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在过去的30年里,改良的头盔几乎消灭了职业和业余橄榄球比赛中的致命性创伤性脑损伤。如今,新一代的头盔也可能减少脑震荡。

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标准

由美国运动器材标准操作委员会制定的严格但自愿的要求,已帮助将橄榄球比赛中的脑损伤死亡人数从1968年的36人减少到近年来的接近零。但头盔制造商才刚刚开始着手解决脑震荡问题,脑震荡是由大脑在头骨内剧烈加速和减速引起的。“你的大脑不在乎它是从速度变为零速度,还是从零速度变为速度,”Biokinetics公司的高级工程师Chris Withnall说,该公司为美国国家橄榄球联盟(NFL)进行过头盔研究。“是速度的突然变化造成了毁灭性的后果。”尽管更好的头盔帮助将NFL的脑震荡次数从2001年的168例降至去年的149例,但进步可能反而助长了球员们藐视规则,头部先攻,从而造成和承受更多的伤害。

衬垫

摩托车手、自行车手和赛车手的头盔设计只能承受一次碰撞。橄榄球头盔必须承受反复的撞击。聚合物泡沫通过压缩吸收冲击,然后会及时恢复到原始形状,以应对下一轮比赛。Adams公司使用膨胀聚丙烯泡沫,这是一种也用于汽车保险杠和仪表盘的材料。也许最创新的吸能材料在Schutt的DNA头盔中。它被称为Skydex,形状类似于两个网球拍背靠背。这些吸能器以网格状排列。Skydex的压缩和回弹特性已针对各种应用进行了定制,例如撑杆跳的起跳板(运动员起跳处)和美国海军海豹突击队突击艇的减震甲板。

面罩

大多数由聚合物涂层钢或钛制成的面罩不可避免地会将冲击力传递到头盔,进而传递到头部。NFL头盔制造商Riddell公司的Revolution头盔,通过内置在面罩支架中的橡胶索环来吸收部分冲击力。

外壳

聚碳酸酯外壳通常厚为八分之一英寸,弹性很小。“一个坚硬的外壳可以将冲击力分布到更广的区域,”Withnall说。“它还可以让更多的衬垫来消散冲击。你头骨里的脑子就像咖啡杯里的果冻。打杯子,里面的东西都会晃动。这就是造成脑损伤的原因。”

下颌垫

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NFL的头盔研究发现,球员经常受到面罩侧面、耳孔或下颌垫的撞击。为此,Riddell公司设计了其Revolution头盔,以加长下颌垫。该公司还用吸能聚合物泡沫取代了舒适衬垫。

气囊

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充气缓冲垫在20世纪70年代被引入头盔以吸收能量。虽然在这方面表现不佳,但仍用于为球员提供舒适的佩戴。

未来冲击

为什么脑震荡常常是由“盲侧击”(即来不及预见的撞击)引起的?布朗大学骨科和工程学副教授J.J. Crisco认为,一种可能性是,当球员看到撞击即将到来时,“他会绷紧颈部肌肉,这基本上将头部与身体连接起来,并增加了其有效质量。头部和身体作为一个整体做出反应。”而在盲侧击中,肌肉会松弛,头部和大脑的加速度会更大。本赛季,在一项由Crisco领导的研究中,弗吉尼亚理工学院暨州立大学的125名校队球员将佩戴装有微型传感器的Revolution头盔,这些传感器可以实时测量冲击力,并将数据传输到场边的笔记本电脑。“我们不知道单独的非伤害性撞击是否会累积造成伤害,”他说。“但我们会找出答案。”

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