人体頭頸部を使用して、光ファイバーを用いたフィット力型探触子, 首フォース/モーメント トランスデューサーおよび頭部加速度の配列とデュアル高速カメラ システム、今回ヘルメット保持と生体に及ぼす影響を検討するテスト ベッド頭頸部頭部衝撃への二次損傷の対策。
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この記事について
サマリー
要約
従来の知恵と国際ヘルメットのテストと認定基準の言語は、適切なヘルメットに合うし、インパクト時の保持、衝撃誘起損傷からヘルメット着用者を保護する上で重要な要因をお勧めします。この原稿を目指して身体テスト デバイス (ATD) 頭部加速度変換器の配列をシミュレートされたヘルメットをかぶった影響の分析を通して異なるヘルメット適合シナリオで衝撃誘起損傷メカニズムを調査し、首の力/瞬間トランスデューサー、デュアル高速カメラ システム、およびヘルメット フィット力センサーは、光ファイバーのブラッググレーティングに基づく我々 の研究グループで開発。影響をシミュレートするためにインストルメント化された一夜と柔軟な首がアンビルに線形ガイドレールに沿って落ちる。テスト ベッドは、平坦で、斜め衝撃表面に 8.3 m/s までの速度で頭部衝撃のシミュレーションをことができます。一夜はヘルメットに合うし、ヘルメットの位置インデックスおよび/またはヘルメット サイズをコンテキスト特定調整することでフィットのいくつかのシナリオをシミュレートできます。ヘルメット保持を定量化するには、頭にヘルメットの動きは、事後画像解析を用いた定量化されます。潜在的な頭と首の負傷を定量化するには、頭部加速度と首力/モーメントに基づく生体力学的措置が測定されます。確立された人間の許容曲線との比較を通して、これらの生体力学的措置は、重篤な生命を脅かすまたは軽度のびまん性脳損傷のリスクを見積もることができます、osteoligamentous 首の傷害。我々 の知識に提示されたテスト ベッド フィット ヘルメットとリテンションを基準にして頭と首の傷害に及ぼす力学的影響を評価するために特に開発された最初のです。
概要
最も疫学的証拠では、自転車のヘルメットを提供すべての年齢1のサイクリストのための頭部外傷に対する保護を示唆しています。生体力学的文学は、ヘルメットをかぶった頭が比較的少ない厳しい頭部/脳傷害保護されていない (非ヘルメットをかぶった) ヘッド2を基準に、影響を与える二次を支える一貫したテーマを提示します。いくつかの研究では、貧しいヘルメット フィットが頭部外傷3ヘルメットがきちんと合うときに最も効果的なことを意味のリスクの増加に関連付けられていることを示唆しています。よいヘルメットの適合を定義するために使用する抽出条件によって正しくないヘルメットの使用はヘルメットをかぶった自転車364% と高いことが判明しました。疫学的証拠を示唆、重大度または頭部外傷の影響の可能性に関連してフィットするヘルメット、にもかかわらず、正しいヘルメットに合うかどうか、最小限の実験的作業は管理された実験室の設定で評価またはヘルメット保持損傷の生体力学的対策に大きな影響を及ぼします。1 つ関連研究はヘルメットをかぶった影響の有限要素モデル4とシミュレーション中にオートバイのヘルメット サイズの効果を調査しています。別の関連調査を行った実験的影響5フットボール用ヘルメットのフ....
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プロトコル
1 ヘルメットに合わせてシナリオ配置
- 定義に合う身体テスト ・ デバイス ・ ヘッドと首 (ハイブリッド III 50 パーセンタイル男性) 575 mm の頭囲について検討すべきシナリオ。
。 注: フィットの 4 つのシナリオの例は 図 1 に対応するヘルメットの位置の 表 1 に示します。前方と後方のフィット シナリオがない眉毛をカバーもしくは額 3 として適切なヘルメットの位置を指定された以前の疫学的研究から正しいヘルメット使用の定義に基づいていたします 。
- 各シナリオについて、ヘルメットに合わせてシナリオが一貫して繰り返されますように一夜に各ヘルメットの位置をマークします 。
- CPSC の認定ヘルメット、普遍的な特大サイズで利用可能なを使用して、シナリオに合わせすべてのため
。 注: 製造元提供のフィット ガイドによるとユニバーサル サイズ最も適切に収まる一夜まわり。- 維持その他適合パラメーターの一貫性のあるシナリオを合わせそれぞれのため。具体的には、あごの下のスペースの約 1 本の指の幅を残して、しっかりとフィットを維持するために調節可能なダイヤルを手締めますあごひもを締め 。
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結果
適合力測定
シナリオに合わせてそれぞれの力に合わせて各センサーの位置 (図 12) で測定を行ったし、不均衡な差異を想定して t 検定を行った意義を決定 (p < 0.05)。すべての測定値の平均の標準偏差は ± 0.14 n. 高等フィット力を示すタイトなフィット。
頭の運動、首の速度論的データ
結果頭部線形加速度、ヘッド角加速度、頭角速度、首の上の力、典型的なドロップから首の上部の瞬間 (図 13 図 17~) のとおりです。結果の値は、 x y、およびzの方向ベクトル (図 3
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ディスカッション
ここでは、調査ヘルメット法適合シミュレートされたヘルメットをかぶった頭への影響が表示されます。フィット ヘルメットの適合力センサーを用いた定量化を行った、ATD 一夜と首ガイド付きドロップ タワーの影響をシミュレートした、ヘルメットの動きは、高速ビデオで追跡されました。異なる影響シナリオをシミュレートしたさまざまなフィット シナリオに合うヘルメットの生体力学的措置に及ぼす影響を調査します。
ヘルメットに合わせてセンサーが異なるヘルメット適合シナリオ (図 12) のフィット力の違いを区別することができます。フィットの異なるシナリオ間のフィット力の傾向は強くヘルメットのパフォーマンスと相関がないです。ヘルメットに合う安定性の悪い (例えば下位フィット、図 1に示すように) 有意に低いフィット力を展示する予定です。ヘルメットの動き (後方にフィット,図 19) の増加量は、にもかかわらず、後.......
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開示事項
著者には開示する競合はなく、この作品の公開から財政的に得るために立っていません。
謝辞
感謝する自然科学と工学研究評議会 (レベル) カナダ (発見助成金 435921) Pashby スポーツ安全基金からの資金 (2016: RES0028760)、バンティング研究財団 (ディスカバリー賞 31214), NBEC 株式会社 (カナダ)、およびアルバータの大学機械工学科物質工学科。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ハイブリッド III ヘッドフォーム | ヒューマネティクス または Jasti-Utama | N/A | 50 パーセンタイル ATD、インパクト シミュレーション用 |
| ハイブリッド III ネック | ヒューマネティクスまたは Jasti-Utama | N/A | 50th パーセンタイル ATD、インパクト シミュレーション |
| 用 線形加速度計 | 測定 スペシャリティ | 64C-2000-360 | 頭の加速度測定 |
| 用 アッパー ネック ロードセル | mg センサー | N6ALB11A | 首の負荷測定用 |
| キャプチャ | ハイスピードカメラ | ビジョンリサーチ | v611 |
| カメラレンズ | カールツァイス | N/A | 50 mm f1/.4, モーションキャプチャー用 |
| カメラレンズ | カールツァイス | N/A | 100mm f/2.0, モーションキャプチャー用 |
| 自転車 ヘルメット | ベル | N/A | トラバース |
| データ収集システム | ナショナル機器 | PXI 6251 | ハイブリッド III 信号集録用 |
| ヘッド インパクト ドロップ タワー | アルバータ大学 | N/A | 衝撃シミュレーション用カスタム設計 |
| Optical Interrogator | Smart Fibres Ltd. | N/A | SmartScan, 光学センサー力測定用 |
| フィットフォースセンサー | アルバータ大学 | N/A | カスタムデザイン, ヘルメットフィット力の測定用 |
参考文献
- Thompson, D. C., Rivara, F. P., Thompson, R. S. Effectiveness of Bicycle Safety Helmets in Preventing Head Injuries: A Case-Control Study. JAMA. 276 (24), 1968-1973 (1996).
- Cripton, P. A., Dressler, D. M., Stuart, C. A., Dennison, C. R., Richards, D.
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再版と許可
