Usando um antropométricas cabeça e pescoço, ajuste baseado em fibra óptica forçar transdutores, uma matriz de cabeça aceleração e Transdutores de força/momento do pescoço, e uma dupla alta velocidade sistema de câmera, nós apresentamos uma cama de teste para estudar efeitos na biomecânica e retenção de capacete medidas da cabeça e pescoço lesão secundária à cabeça do impacto.
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Artigo de método
Uma cama de teste para examinar o capacete Fit e retenção e medidas biomecânicas de cabeça e pescoço lesão em impacto simulado
Neste artigo
Resumo
Resumo
Sabedoria convencional e a língua nos padrões de teste e certificação de capacete internacional sugerem que capacete apropriado apto e retenção durante o impacto são fatores importantes para proteger o utente de capacete de lesão induzida pelo impacto. Este manuscrito tem como objetivo investigar os mecanismos de lesão induzida pelo impacto em cenários de capacete diferentes caber através da análise dos impactos de galinha simulados com um dispositivo de teste antropométrico (ATD), uma matriz de transdutores de aceleração de cabeça e pescoço de força / Transdutores de momento, um sistema de câmera dupla de alta velocidade e sensores de força de ajuste de capacete desenvolvidos no nosso grupo de pesquisa baseado em grades de Bragg em fibra óptica. Para simular os impactos, um instrumentado de cabeça e pescoço flexível cair ao longo de um trilho de guia linear em uma bigorna. A cama de teste permite que a simulação do impacto de cabeça em velocidades até 8,3 m/s, sobre as superfícies de impacto que são planas e angulares. A cabeça é cabida com um capacete e vários cenários de ajuste podem ser simulados por fazendo ajustes específicos de contexto para o índice da posição de capacete e/ou tamanho de capacete. Para quantificar a retenção do capacete, o movimento do capacete na cabeça é quantificado através da análise de imagem post-hoc. Para quantificar a lesão de cabeça e pescoço potencial, medem-se medidas biomecânicas com base em uma cabeça aceleração e pescoço força/momento. Estas medidas biomecânicas, através da comparação com curvas de tolerância humana estabelecida, podem-se estimar o risco de ameaça à vida severa e/ou lesão cerebral difusa suave e osteoligamentous lesões do pescoço. A nosso conhecimento, o ensaio apresentado é o primeiro desenvolvido especificamente para avaliar os efeitos biomecânicos em lesões de cabeça e pescoço em relação ao capacete caber e retenção.
Introdução
Mais evidência epidemiológica sugere capacetes da bicicleta fornecem proteção contra ferimentos na cabeça para os ciclistas de todas as idades1. A literatura biomecânica apresenta o tema consistente que sustenta a cabeça capacete relativamente menos graves ferimentos na cabeça/cérebro secundários para o impacto, em relação a desprotegido de cabeça (un-capacete)2. Algumas pesquisas sugerem que ajuste pobre capacete está associado com um risco aumentado de ferimento na cabeça3, implicando que os capacetes são mais eficazes quando se encaixam corretamente. Dependendo dos critérios utilizados para def....
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Protocolo
1. capacete caber cenários arranjo
- definir cabe cenários para ser estudado em uma cabeça do dispositivo de teste antropométrico e pescoço (macho de Hybrid III 50º percentil), com uma circunferência da cabeça de 575 mm.
Nota: Um exemplo de quatro cenários de ajuste é mostrado na tabela 1 com posições de capacete correspondente a Figura 1. Os cenários de ajuste para a frente e para trás foram baseados nas definições de uso correto do capacete de anteriores estudos epidemiológicos, que especificada a posição correta do capacete como não cobrindo as sobrancelhas ou expor a testa 3.<....
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Resultados
Ajuste da força de medição
Cada um tem o cenário, caber a força medida foi realizada em cada local do sensor (Figura 12) e um t-teste, variâncias desiguais, foi realizado para determinar a significância (p < 0,05). O desvio-padrão médio em todas as medições foi ± 0,14 forças aptos N. superior indicam um ajuste mais apertado.
Cinemática de cabeça e pescoço de dados cin.......
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Discussão
Aqui, métodos para investigar capacete cabem na cabeça de galinha simulada impactos são apresentados. Capacete caber foi quantificada com sensores de força de ajuste, os impactos foram simulados com um ATD de cabeça e pescoço em uma torre de queda guiada e movimento do capacete foi rastreado com vídeo de alta velocidade. Cenários de impacto diferentes foram simulados sob diferentes cenários aptos para investigar os efeitos sobre medidas biomecânicas do capacete que se encaixam.
Os capacete se .......
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Divulgações
Os autores tenham sem conflitos para divulgar e não estar a ganhar financeiramente com a publicação deste trabalho.
Agradecimentos
Reconhecemos, com gratidão, financiamento das ciências naturais e Conselho de pesquisa engenharia (NSERC) do Canadá (descoberta subsídios 435921), o fundo de segurança Pashby Sport (2016: RES0028760), a Fundação de pesquisa de Banting (Discovery Award 31214), NBEC Inc. ( O Canadá) e a faculdade de engenharia e departamento de engenharia mecânica da Universidade de Alberta.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Híbrido III Headform | Humanetics ou Jasti-Utama | N/A | 50º Percentil ATD, para simulação de impacto |
| Hybrid III Neck | Humanetics ou Jasti-Utama | N/A | 50º Percentil ATD, para simulação de impacto |
| Acelerômetros Lineares | Especialidades | de Medição 64C-2000-360 | para medição de aceleração da cabeça |
| Célula de Carga da Parte Superior do Pescoço | mg Sensor | N6ALB11A | para medição de carga no pescoço |
| de visão | câmera de alta velocidade | v611 | para captura de movimento |
| Lente de câmera | Carl Zeiss | N/A | 50 mm f1/.4, para captura de movimento |
| Lente de câmera | Carl Zeiss | N/A | 100 mm f/2.0, para captura de movimento |
| Capacete de bicicleta | Bell | N/A | |
| Sistema de aquisição de dados | National Instrumentos | PXI 6251 | para aquisição de sinal Hybrid III |
| Torre de queda de impacto de cabeça | University of Alberta | N/A | Projetado sob medida, para simulação |
| de impacto Interrogador óptico | Smart Fibres Ltd. | N/A | SmartScan, para medição de força do sensor óptico |
| Sensor de força de ajuste | University of Alberta | N/A | Projetado sob medida, para medir as forças de ajuste do capacete |
Referências
- 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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