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Artículo de método

Las pruebas de impacto modificados Torre de las gotas para los cascos de fútbol americano

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DOI:

10.3791/53929

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19 de febrero de 2017

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1Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University, 2Center for Advanced Vehicular Systems, Mississippi State University, 3Rush Sport Medical, 4Mechanical Engineering, Mississippi State University

En este artículo

Resumen

Este artículo proporciona una técnica novedosa para evaluar las características de rendimiento de los cascos de fútbol americano mediante la inclusión de protectores faciales durante las pruebas de caída estándar NOCSAE. Además, se propone agregar dos ubicaciones de impacto más a la certificación NOCSAE.

Resumen

Se presenta un método de prueba modificado del Comité Nacional Operativo sobre Estándares para Equipos Deportivos (NOCSAE) para los estándares de prueba de impacto de caída de cascos de fútbol americano que proporcionaría una mejor evaluación del rendimiento de impacto en el campo de un casco al incluir un protector facial en el casco. En este estudio, se propone una fusión de los estándares de prueba de protectores faciales y cascos. Se enfatiza la necesidad de un enfoque sistemático más sólido para los procedimientos de prueba de cascos de fútbol comparando los resultados representativos del Criterio de Lesión en la Cabeza (HIC), el Índice de Severidad (SI) y los valores de aceleración máxima para diferentes cascos en diferentes ubicaciones de cascos bajo pruebas de torre de caída estándar NOCSAE modificadas. Esencialmente, estos resultados comparativos de la prueba de caída revelaron que el protector facial agrega una restricción cinemática de rigidez a la carcasa que disminuye la absorción total de energía. Los métodos de prueba estándar actuales de NOCSAE se pueden mejorar para representar los golpes en el casco en el campo colocando los protectores faciales en los cascos e incluyendo dos nuevas ubicaciones de impacto del casco (Front Top y Front Top Boss). El método de prueba de cascos de fútbol reportado brinda una representación más precisa del rendimiento de un casco y su capacidad para mitigar los impactos en el campo, al tiempo que promueve cascos de fútbol más seguros.

Introducción

Motivación
El objetivo principal de este método de ensayo modificado torre de caída es representar más de cerca los impactos sobre el terreno del sistema de casco de fútbol americano y promover las normas de seguridad mejoradas. El método de ensayo implicaba puede proporcionar conocimiento de los cascos de respuesta sistemática necesaria para desarrollar con eficacia mejorada tocados para la prevención de la conmoción cerebral. La aparición de las conmociones cerebrales ha plagado persistentemente deportes de contacto, como el fútbol americano. Sólo en los Estados Unidos, las conmociones cerebrales relacionadas con el deporte se ha estimado que se produzca entre 1,6 y 3,8 millones de veces cada año. 1 Un jugador de fútbol puede tener más de 1.500 impactos en la cabeza de cada temporada. 2, 3 Si bien la magnitud de los impactos más puede ser sub-conmoción, la acumulación de estos impactos puede conducir a daño cerebral a largo plazo debido a una dolencia neurodegenerativa impacto inducido conocida como encefalopatía traumática crónica (CTE). 4CTE está vinculada a una acumulación de la proteína tau en el cerebro, lo que lleva a la pérdida de la memoria, el comportamiento y cambios en la personalidad, síndrome de Parkinson, y habla y alteraciones de la marcha que a veces ha llevado al suicidio. 5 cascos de fútbol han hecho algunos avances tecnológicos en los últimos 15 años, pero los cascos más avanzados de hoy en día aún no mitigan completamente todas las fuerzas incidentes en el casco y, por lo tanto, los atletas que incurra en las conmociones cerebrales. Un estudio realizado por Bartsch et al. 6 mostraron que en muchos casos la cabeza dosis de impacto y los riesgos de lesiones de cabeza, mientras que el uso de cascos Leatherhead época eran comparables a los que llevan los cascos 21 ampliamente utilizados del siglo XXI, que ilustran la necesidad de una mejora en los estándares de diseño y pruebas de cascos de fútbol. En particular, la certificación NOCSAE 7 no requiere la Visera para ser incluidos en los ensayos de caída para el casco. La rigidez añadida por tque Visera conectado al casco cambiaría drásticamente la respuesta mecánica en general. El presente estudio implica un método para proporcionar más robustos estándares de seguridad casco que servirían como una fuerza impulsora para promover diseños de cascos más seguros.

Fondo
Lesiones en la Cabeza Métrica
Los mecanismos biológicos exactos relacionados con conmociones cerebrales permanecen sin identificar. Mientras tanto se ha trabajado en el intento de cuantificar las tolerancias de lesiones en la cabeza varias métricas de lesiones, el desacuerdo ha surgido en la comunidad biomédica respecto a estos criterios. Se supone que estos mecanismos de lesión de relacionarse con varias entidades: la aceleración lineal, aceleración rotacional, la duración del impacto, y los impulsos. 8, 9, 10, 11 Varios criterios de lesiones se han utilizado para definir una conmoción cerebral como una medida de la aceleración lineal. La curva de tolerancia Wayne State (WSTC) 12, 13, 14 se desarrolló para predecir fractura de cráneo para los accidentes de automóviles durante un impacto frontal mediante la definición de un límite de curva de umbral para la aceleración lineal frente a la duración del impacto. WSTC ha servido como base para otros criterios de lesiones tales como el Índice de Gravedad (IG) 11 y la lesión en la cabeza Criterio (HIC), 15 que son los dos criterios más utilizados. El SI y HIC tanto la fuerza del impacto medida basada en las integrales ponderados de los perfiles de tiempo de aceleración lineal. Si bien estos criterios definen umbrales para la aceleración lineal, se han propuesto otros criterios para tener en cuenta la aceleración de giro, como el índice de Head potencia de impacto. 8, 10, 16 normas de ensayo casco de hoy a menudo utilizan un criterio de lesión en base al estado de Wayne ParaCurva lerancia (a saber HIC o SI) o el criterio de pico de aceleración o en algunos casos ambas. Si bien se necesitan algunas modificaciones para añadir aceleración angular de los criterios de rendimiento estándar, los criterios lineales basados ​​en la aceleración siguen siendo dominantes.

En este estudio, los parámetros utilizados para evaluar la seguridad relativa que cada casco se estuvieron las aceleraciones resultantes de pico, valores SI, y de HIC. De estos indicadores sólo el SI se utiliza para la evaluación en el actual Comité Nacional de Normas de funcionamiento de las normas de equipamiento para atletismo (NOCSAE) casco de fútbol americano. El SI se basa en la siguiente ecuación,

figure-introduction-1 (1)

donde A es la aceleración de traslación del centro de gravedad (CG) de la cabeza, y t es la duración de aceleración. 11, 17 de la IS se calculó de acuerdo to normas NOCSAE 18, en el que el cálculo está limitada por un umbral de 4 G a lo largo de la curva de aceleración resultante. Los valores HIC se calcularon mediante la siguiente ecuación,

figure-introduction-2 (2)

donde a es la aceleración de traslación del CG de la cabeza, y t 1 y t 2 son los tiempos inicial y final, respectivamente, de la frecuencia con la que HIC alcanza un valor máximo. Todos los valores calculados de HIC en este estudio fueron HIC 36, donde la duración del intervalo de tiempo está limitado a 36 ms.

Normas de ensayo Casco de fútbol americano NOCSAE
NOCSAE general
En 1969 se formó NOCSAE para desarrollar normas de funcionamiento de cascos de fútbol americano / faceguards y otros equipos deportivos con el objetivo de reducir las lesiones relacionadas con el deporte. 17 Las normas casco de fútbol americano NOCSAE fueron desarrollados por el Dr. Voigt Hodgson 9 de la Wayne State University para reducir lesiones en la cabeza mediante el establecimiento de requisitos de atenuación de impacto y la integridad estructural de fútbol Cascos / faceguards. Estas normas incluyen un casco de fútbol americano prueba de certificación y procedimientos de rectificación anual para los cascos. En 2015, NOCSAE implementó un programa de garantía de calidad que requiere el uso de un determinado Instituto Americano de Estándares Nacionales (ANSI) organismo acreditado para la certificación casco.

Método de prueba NOCSAE
El NOCSAE casco de fútbol americano estándar no incluye los ensayos de cascos con faceguards en que exige su remoción se llevan a cabo antes de las gotas de casco. Las normas de ensayo casco NOCSAE 17 utilizan un impactador gota gemelo que se basa en la gravedad para acelerar la cabeza de ensayo y la combinación de casco para las velocidades de impacto requeridas. La forma de cabeza NOCSAE se instrumenta wacelerómetros triaxiales ITH en el centro de gravedad. La combinación de pieza y el casco se deja caer luego a velocidades específicas sobre un yunque de acero cubierto con una almohadilla de 12,7 mm de espesor de caucho duro modular elastómero programador (MEP). Tras el impacto, la aceleración instantánea se registra y valores del IE se calculan. Estos valores de IE se comparan contra un pasa / no pasa criterio sobre una variedad de lugares requeridos de impacto y las velocidades y las dos temperaturas, incluyendo ambiente y los impactos de alta temperatura. Si el valor resultante de la IS para cualquier impacto viola el umbral, el casco no pasará la prueba.

Un método de prueba estándar separado se utiliza para la certificación máscara?. La norma NOCSAE máscara? Incluye el análisis estructural integridad, así como la evaluación del rendimiento de amortiguación de impacto de la Visera, carrillera, y sus sistemas de fijación. Cada medición de impacto debe estar por debajo de 1.200 SI para pasar la prueba, sin contacto facial y no mefallo mecá- de cualquier componente, tal como lo define la Norma NOCSAE. 19

Hay una prueba NOCSAE adicional propuesto (Linear impactador (LI)) 20 que incluye el casco con la Visera, pero no es apropiado para la certificación casco de fútbol americano, ya que no puede admitir un efecto corona. El LI utiliza un pistón neumático para impactar un casco colocado en un simulador de cabeza NOCSAE equipado con un cuello maniquí Hybrid III montado en una mesa de cojinete lineal con el fin de inducir la aceleración angular. Por esta razón la prueba LI es una prueba adicional para el gemelo de procedimiento actual prueba de caída NOCSAE y no un reemplazo. 20, 21 En lugar de las pruebas de LI, se propone añadir simplemente dos escenarios más al procedimiento actual prueba de caída de doble alambre.

El método de prueba estándar para la certificación de NOCSAE cascos de fútbol actualmente incluye seis loca impacto prescritociones y un lugar de impacto al azar. Los lugares de impacto prescritos son los siguientes: frontal (F), frente Boss (FB), lateral (S), atrás (R), Jefe posterior (RB) y superior (T). La prueba de punto de impacto al azar puede seleccionar una región de cualquier punto dentro de la zona de impacto definida aceptable del casco. Los lugares de impacto para nuestras pruebas torre de caída NOCSAE modificados incluyen la sustitución de los lugares de impacto frontal y delantera de Boss previamente definidos con lo que fue nombrado como el Mejor delantero (FT) y los lugares de impacto frontal Parte superior de Boss (FTB). Nuestros lugares de impacto frontal superior y frontal superior de Boss son idénticos a los lugares de impacto frontal y delantera derecha de Boss de la norma NOCSAE de Lacrosse Cascos, que también incluyen la Visera para pruebas de caída. 22 Los lugares de impacto, bóveda, incluyendo las localizaciones del frente y de frente de Boss reemplazados, se representan en la Figura 1. Además, el método de ensayo modificado del casco de nuestro presente estudio incluye dos IMPAC faceguardt lugares que fueron nombrados el Frente FG y FG inferior. Los dos lugares impactos Visera son idénticos a los lugares de impacto requeridas para los procedimientos actuales de certificación faceguard NOCSAE. Los ocho lugares de impacto para las pruebas de impacto NOCSAE modificados de la presente estudio se muestran en la Figura 2.

figure-introduction-3
Figura 1: lugares de impacto aproximados de los cascos de fútbol. Los seis que actualmente se exige ubicaciones NOCSAE casco prueba de caída de impacto, adelante (F), frente Boss (FB), secundarios (S), Top (T), atrás (R), y el jefe trasero (RB), y los dos lugares de impacto propuesto , Front Top (FT), y el Frente top Boss (FTB). Nota: el método de prueba estándar para NOCSAE casco protector no incluye frontal superior y lugares de impacto frontal Parte superior de Boss (indicado en rojo) y para este estudio que sustituye a los lugares de impacto frontal y delantera jefe. (Imagen modificada de NOCSAE DOC. 001-13m15b)

figure-introduction-4
Figura 2: Modificado configuración de prueba de caída NOCSAE mostrando ocho lugares de impacto. Frente superior, frontal top Boss, lateral, Visera (FG) frontal, trasero, Jefe trasera, parte superior, inferior y Visera (FB). Nota: el estándar NOCSAE no incluye datos adjuntos faceguard y aquí frontal superior y frontal top Boss reemplazar los lugares de impacto estándar delanteros y el Frente jefe. (Imagen modificada de NOCSAE DOC. 002-11m12) Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

diseños de cascos han cambiado progresivamente en la última década, mientras que las normas casco de fútbol americano NOCSAE nunca han incluido la Visera con el hELMET en la evaluación de las especificaciones de rendimiento casco de fútbol americano. Si bien, recientemente una enmienda haya sido hecha para incluir un pasa / no pasa valor de 300 SI para los impactos de velocidad más baja (3,46 m / s), el pase generales / Falla límite de 1.200 SI no ha cambiado desde 1997. 17 Antes de 1997, la NOCSAE utiliza un 1,500 SI pasa / no pasa criterio. Hodgson et al. (1970) ha demostrado que los valores de SI mayor que 1000 es un peligro para la vida, mientras que los valores de SI 540 han producido fracturas de cráneo lineales en las pruebas de impacto de cadáveres no con casco. 23 La mayoría de los cascos de fútbol modernos han demostrado que pasar por debajo del límite de 1.200 SI, pero no todas por debajo de 540 SI.

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Protocolo

Nota: El protocolo para el método de prueba presentada se refiere a los siguientes documentos NOCSAE (disponibles en http://nocsae.org/): NOCSAE DOC.002-13m13: "ESPECIFICACIONES DE RENDIMIENTO DE NORMA PARA cascos de fútbol de nueva fabricación" 18. NOCSAE DOC.011-13m14d: "FABRICANTES DE PROCEDIMIENTO PARA LA SELECCIÓN GUÍA DE MUESTRA DE PRODUCTOS DE NORMAS pruebas para NOCSAE" 24. NOCSAE DOC.087-12m14: "ESTÁNDAR DE PRUEBA MÉTODO DE IMPACTO Y requisito de ejecución para FÚTBOL FACEGUARDS" 25. NOCSAE DOC.100-96m14: "Búsqueda de problemas en equipos de prueba y ensayo de impacto" 26. NOCSAE DOC.101-00m14a: "Procedimientos de calibración del equipo" 27

Configuración 1. Prueba

  1. Construir NOCSAE conjunto de caída carro de doble alambre como se define en la Sección 15.1 del NOCSAE DOC. 001, 18 como se representa en la Figura 5. Comprueba esotodos los componentes del conjunto están bien sujetos.
  2. Una el tamaño "grande" NOCSAE simulador de cabeza contra el conjunto del carro gota a alinear el cuello simulador de cabeza con la posición deseada en el regulador simulador de cabeza de los rotadores y apretando el anillo de bloqueo simulador de cabeza roscada.
    Nota: Si el simulador de cabeza es nuevo o reparado, consulte la Sección 5 de NOCSAE DOC. 100. 26
  3. Fije firmemente el acelerómetro triaxial a la placa acelerómetro situado en el centro de gravedad de la cabeza de ensayo. Coloque el acelerómetro en el centro de la placa de acelerómetro alineando los dos agujeros en el acelerómetro con los orificios en la placa de acelerómetro. El uso de un destornillador de cabeza Allen insertar los dos tornillos y apretarlos en sentido horario hasta que el acelerómetro está montado firmemente a la placa acelerómetro.
  4. Configurar el sistema de adquisición de datos de acuerdo con las especificaciones del fabricante. 28
    1. conexionest los cables para el montaje de adquisición de datos.
      1. Conectar el cable de acelerómetro para el divisor de tres vías coaxial, a continuación, conectar un cable coaxial a cada salida del divisor coaxial.
      2. Conectar el extremo libre de cada cable coaxial de la de tres vías divisor coaxial a un puerto de entrada de sensor para los canales 1, 2 y 3 se encuentra en la parte posterior del módulo amplificador.
      3. Conectar un cable coaxial a partir de los puertos de salida del módulo de amplificación (canales 1, 2 y 3) a las conexiones de entrada en la parte frontal del sistema de adquisición de datos (canales 1, 2, y 3, respectivamente).
      4. Conecte el extremo partido del cable RS-232 al conector posterior del sistema de adquisición de datos.
      5. Conectar el cable RS-232 restantes al puerto COM 1 de la computadora personal (PC).
    2. Encienda el ordenador personal (PC) y de inicio de sesión.
    3. Descargar e instalar el software del sistema de adquisición de datos en el ordenador.
    4. Encienda el ensamblaje de adquisición de datos:Conecte cada salida voltios componentes 120 en una fuente de energía, a continuación, activa el interruptor del amplificador de palanca en la posición "on".
    5. Haga doble clic en el icono del programa de adquisición de datos que se encuentra en el escritorio para abrir el software.
    6. Observar un mensaje que le pregunta para comprobar el estado del módulo, haga clic en "sí".
    7. Cargar el archivo de configuración de prueba. Haga clic en la pestaña "Configuración", vaya a "Abrir" y luego seleccione "Configuración de la prueba".
      1. Navegar por el directorio del ordenador, localice y seleccione el archivo de configuración de la prueba con la etiqueta "NOCSAE1.TSF". Haga clic en "Cargar".
    8. Introduzca la información del sensor de los acelerómetros.
      1. Haga clic en el icono de entrada del sensor de color amarillo para el canal 3 en el módulo activo.
      2. Introduzca el valor de calibración (mV / G) para el acelerómetro del eje z en el cuadro de texto "CAL Valor".
      3. Haga clic en el botón "PREV".
      4. Repetir los pasos 1.4.8.1 - 1.4.8.3 para el acelerómetro del eje Y (canal 2) y para THe-eje x acelerómetro (canal 1).
      5. Haga clic en el icono verde "Volver" para salir del sensor.
    9. Haga clic en el icono verde "Guardar" y luego el nombre de la configuración de la prueba como "NOCSAE-JoVe".
    10. Clic en Guardar".

2. Preparación del casco

  1. Seleccione el modelo de casco para las pruebas de impacto. Para la certificación de casco, seleccione muestras para pruebas de acuerdo con NOCSAE DOC.011. 24 Prueba de la muestra de acuerdo con la Tabla 1 y como se representa en las figuras 1 y 2.
  2. Seleccionar correspondientes faceguards para cada modelo de casco seleccionado. A diferencia de la norma NOCSAE, llevar a cabo las pruebas de impacto casco de bases con la Visera de base para dichos casco.
  3. Con un destornillador Philips, sujete firmemente el faceguard correcta y todo el hardware específico faceguard a cada casco seleccionado para las pruebas. En contraste con la metho prueba estándar NOCSAEd, probar todos los cascos con faceguards adjuntos.
  4. Cascos de condiciones en las temperaturas de acuerdo con la Tabla 1, NOCSAE DOC. 002 7, y NOCSAE DOC.087 25 al exponerlos a un entorno de laboratorio o cámara ambiental. Llevar a cabo las pruebas iniciales de caída casco a temperatura ambiente.
    1. Mueva cascos seleccionados a un entorno de laboratorio, 72 ° F, ± 5 ° F (22 ° C, ± 2 ° C), al menos 4 horas antes de la prueba.
    2. Si se han realizado todos los impactos de la temperatura ambiente, exponer el casco a la temperatura acondicionado, de acuerdo con la Tabla 1, para 4, pero no más de 24 horas. 7
      Nota: Por lo menos dos pero no más de cuatro lugares de impacto que resultan en el SI alto registrado valores para las caídas de temperatura ambiente serán probados a alta temperatura.

3. calibración

  1. Realizar impacto con una cabeza de Calibración: Cada cabeza de ensayo debe ser calibrado antes de la prueba utilizando el acelerómetro triaxial, ubicaciones "cojín y colocar 3 calibración MEP / velocidades como se apuntaba en el informe anual NOCSAE Pad Calibración de clasificación para ese base de calibración específica MEP.
    1. Fije firmemente "almohadilla 3 Calibración MEP al yunque con una llave Allen.
    2. Uso del panel de clasificación Informe anual NOCSAE calibración, seleccione un punto de impacto y la correspondiente velocidad de impacto.
    3. Utilizando el conjunto de cabeza de ensayo de los rotadores y el carril guía yunque, ajuste simulador de cabeza y el yunque a la orientación impacto deseado (frontal, lateral o superior). Consulte la Tabla 1, Apéndice 2 de NOCSAE DOC. 001, 18 y DOC NOCSAE. 100. 26
      1. Retire el perno cónico-loc desde el conjunto de cabeza de ensayo de los rotadores y orientar el ajustador simulador de cabeza para alinear agujeros de perno en la posición deseada. Insertar y segura fasten el perno cónico-loc.
      2. Aflojar el anillo de bloqueo roscado simulador de cabeza y rotar la posición simulador de cabeza de la nariz a la orientación requerida. Apriete firmemente el anillo de bloqueo simulador de cabeza roscada.
      3. Aflojar los tornillos de la placa de yunque-dos de base y deslice el yunque hasta que se logra la ubicación impacto deseado. Apretar los pernos de base de yunque Plate y asegurar que todas las conexiones estén bien sujetos.
    4. Adjuntar sistema de liberación para soltar el conjunto del carro. Levante el conjunto de caída carro a la altura del sistema de liberación. Centrar el sistema de liberación a su punto de fijación del conjunto del carro caída y luego la vuelta el interruptor de palanca para el sistema de liberación electromagnética a la posición "On".
    5. Elevar deje caer el conjunto del carro a la altura específica determinada para alcanzar la velocidad de impacto deseado. Nota: Las alturas específicas pueden variar para cada sistema debido a las variaciones de fricción. Los impactos adicionales pueden necesitar ser llevado a cabo variando la altura para asegurar la velocidad de entrada correcta es unachieved.
    6. Ready el sistema de adquisición de datos para el registro de un evento (de acuerdo con las especificaciones de fabrica 28).
      1. Cargar el archivo de configuración de prueba. Haga clic en la pestaña "Test" y, a continuación, haga clic en "Recoger datos".
      2. Navegar por el directorio del ordenador, localice y seleccione el archivo de configuración de la prueba con la etiqueta "NOCSAE-JoVE.TSF". Haga clic en "Cargar".
      3. Haga clic en Aceptar".
      4. Escriba un "Descripción" cuadro de diálogo Descripción de la prueba y presione la tecla "Tab".
      5. Proporcionar un ID de prueba de 5 caracteres, escriba "JoVE1" y haga clic en "Continuar".
      6. Haga clic en "Continuar".
      7. Observar la instrumentación de calentamiento. Una vez que el contador ha alcanzado los 15 s, haga clic en "Continuar".
      8. Observar el sistema de realizar la calibración automática acelerómetro. Una vez que todas las cajas son de color verde, haga clic en "continuar".
    7. El sistema de desbloqueo, la caída de montaje d carroY y activar el sistema de adquisición de datos para registrar el evento por voltear simultáneamente los dos interruptores de palanca situados en la caja de control de potencia del sistema de liberación.
    8. Calcular y registrar el valor SI resultante. Asegúrese de que el resultado es SI 1.200 ± 2%.
    9. Repetir los pasos 3.4.2-3.4.8 hasta que se obtienen los resultados para cada uno de los tres lugares de impacto requeridas.
      Nota: Las almohadillas de calibración deben ser recalificados anualmente en el laboratorio especificado por NOCSAE.
  2. Realizar una comprobación del sistema y mantener los resultados. (véase la Sección 18, NOCSAE DOC.001 18)

4. Procedimiento de prueba

  1. Realizar una comprobación del sistema y mantener los resultados.
  2. Intercambiar la almohadilla MEP utilizada para la calibración de la almohadilla de prueba MEP.
  3. Cambiar el lugar de impacto y la velocidad de ensayo de acuerdo con la Tabla 1.
    Nota: Los impactos deben llevarse a cabo desde la más baja velocidad de caída de la más alta. impactos de temperatura ambiente Should llevarse a cabo antes de impactos condicionados.
  4. Ajuste correctamente la posición de orientación simulador de cabeza y el yunque para lograr la ubicación impacto deseado, tal como se representa en las figuras 1 y 2, y de acuerdo con los pasos descritos en la sección 3.
  5. Seleccionar casco para la prueba.
  6. ajuste correctamente el casco a la cabeza simulada seleccionada de acuerdo con los fabricantes de casco de ajuste instrucciones y procedimientos NOCSAE. Ajuste y sujetan bien los cascos de barbijo a la cabeza simulada.
    Nota: Debido a las restricciones adicionales de la Visera, una ligera aplicación de polvos de talco puede ayudar en la colocación del casco a la cabeza simulada.
  7. Adjuntar sistema de liberación mecánica para colocar el conjunto del carro.
  8. Elevar deje caer el conjunto del carro a la altura específica determinada para alcanzar la velocidad de impacto deseado.
  9. Listo el sistema de adquisición de datos para el registro de un evento. Repita los pasos 3.4.1 a través de 3.4.8.
  10. Utilizando el sistema de liberación mecánica caer el carriconjunto de edad y, simultáneamente, activar el sistema de adquisición de datos para grabar el evento.
  11. Inmediatamente después del impacto, ficha SI, HIC, y los resultados de los picos de aceleración.
  12. Comparación de los resultados registrados de pasa / falla criterios. A diferencia de la Norma NOCSAE, establecer un pasa / no pasa valor de 700 SI para todos 5.46, 4.88, y 4.23 impactos m / seg. Mantener la pasa / no pasa criterio de la IS 300 para todos los impactos 3,46 m / seg.
  13. Repita los pasos 4.3 a 4.11 hasta obtener resultados para todos los efectos requeridos.
    Nota: Es aceptable para poner a prueba todos los cascos para un lugar determinado impacto antes de cambiar la orientación de cabeza y la posición del yunque.
  14. Realizar una comprobación del sistema tras la finalización de la prueba y mantener los resultados.
  15. La validación de datos: Comparación de pre-test y comprobaciones del sistema de post-ensayo y garantizar que cualquier variación es del 7% o menos.

figure-protocol-1
Tabla 1:matriz de ensayo de caída casco de fútbol americano que muestra los efectos requeridos por la velocidad de caída (m / seg) y el punto de impacto. (Tabla modificada de NOCSAE DOC. 002-13m13) Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Resultados

Un análisis cuantitativo detallado de los resultados para esta metodología se presentó de Rush et al. (presentado) Un resumen de los resultados y la eficacia asociada de un casco de la metodología de prueba faceguard-shell acoplada se muestra en los resultados de resistencia a las caídas utilizando Rawlings Quantum Plus, Riddell 360, Schutt Ion 4D, y cascos X2 Xenith como ejemplos. Cada uno de estos cascos (de tamaño "grande") con faceguards muestran resultados difere...

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Discusión

La metodología informado de que las parejas NOCSAE pruebas de impacto casco de fútbol americano y soltar faceguard ofrece una técnica única para evaluar mejor las características de rendimiento de los cascos de fútbol modernos. Los pasos más críticos para evaluar esto mejor característica de rendimiento de cascos de fútbol modernos son los siguientes: 1) establecer correctamente el dispositivo de prueba mecánica; 2) llevar a cabo con precisión los procedimientos de calibración; y 3) unir adecuadamente el casco / facegua...

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer al Centro de Sistemas Vehiculares Avanzados (CAVS) de la Universidad Estatal de Mississippi por proporcionar instalaciones de prueba y a Rush Sports Medical de Meridian, Mississippi por su apoyo monetario.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Acelerómetros triaxiales de PCBPCB353B17
TDAS2 Sistema de adquisición de datosSistemas técnicos diversificados, Inc. TDAS2o una fuente de corriente (amplificador) equivalente del sistema de adquisición de datos
 Dytran Instruments, Inc.4114B1O equivalente
Puerta de velocidad y banderaCADEXSB203O un velocímetro
equivalente Conjunto de cascos/protectores faciales de fútbol seleccionados.incluye correa para barboquejo y herrajes
Medidor
Rangode QD21000 a presiónhasta 200 in/lb mínimo, 5% de precisión
Twin-wire Guide Assembly
Drop Carriage SIRC1001
1/2" Almohadilla de prueba MEPSIRC1006
1/8" Almohadilla de prueba de protector facialSIRC1007
Almohadilla de calibración MEP de 3"SIRC1005que incluye el informe anual de calificación de la almohadilla de calibración NOCSAE
Tensor de ojo de gancho de 3/8"SIRC1043Acero forjado con una recogida de 6"
Dedal de cable de alambre de 1/8 "  SIRC1044
1/8" Alambre de música de resorte SIRC1045
1/8" Cable de acero, abrazadera de cable de timón, bronce SIRC1046
3/8" 16 x 3" Cáncamo  SIRC1041
Perno de ojo forjado de 3/8"SIRC1040
Motor de elevación de CC en ángulo recto SIRC2000
polea de una sola ranura (polea), 3 y frac34; " SIRC2002
Placa de montaje superiorSIRC2003
Soporte de canal superior de 18" SIRC2004
Soporte de canal de montaje en pared, 4' x 1 5/8" SIRC2005
Sistema de liberación mecánica SIRC2006
Cable de elevación, cable de acero, bobina de 20 pies SIRC2007
Placa base de yunque YunqueSIRC 2010
 SIRC2011
Ajustador de forma de cabeza  SIRC2012
Vástago rotador con forma de cabezaSIRC2013
Anillo de bloqueo roscado con forma de cabezaSIRC2016
  Collar de prótesis de cabeza Casquillo de2014
 SIRC1803
Cabezal Pequeño SIRC1100
Cabezal Medio SIRC1101
Cabezal grandeSIRC1102
con perno
(reversible) SIRC2001
Modelo de para protectores faciales de altura nylon SIRC Controlador de velocidad de motor de CC cónico

Referencias

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  2. Broglio, S. P., et al. Head impacts during high school football: a biomechanical assessment. J Athl Train. 44, 342-349 (2009).
  3. Broglio, S. P., Martini, D., Kasper, L., Eckner, J. T., Kutcher, J. S. Estimation of head impact exposure in high school football: Implications for regulating contact practices. Am. J. Sports Med. 41, 2877-2884 (2013).
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