法医生物力学杂志

抽象的

缓解自行车头盔斜向撞击的新策略

Emily Bliven、Alexandra Rouhier、Stanley Tsai、Rémy Willinger、Nicolas Bourdet、Caroline Deck、Steven M Madey 和 Michael Bottlang

创伤性脑损伤的主要原因是头部旋转加速，即使没有直接撞击头部，也可能导致脑损伤。从自行车上摔下来通常会导致头部受到斜向撞击，从而导致头部旋转加速。为了减轻这种头部旋转加速，人们开发了一种采用可折叠蜂窝结构的新型自行车头盔概念。本研究量化了该技术与由硬质发泡聚苯乙烯 (EPS) 制成的传统自行车头盔的功效。在垂直跌落测试中，具有蜂窝结构 (CELL) 的原型头盔和标准 EPS 头盔 (CONTROL) 受到斜向撞击，撞击到有角度的铁砧上。头盔的撞击速度为 4.8 m/s 和 6.2 m/s，撞击角度为 30°、45° 和 60°。记录了人体测量头颈替代物的线性和旋转头部加速度和颈部负荷，并根据头部运动学估计了峰值轴突应变。与 CONTROL 头盔相比，CELL 头盔在所有测试中显著降低了旋转加速度和相关的轴突应变，旋转加速度降低了 34%-73%，轴突应变降低了 63%-85%。结果表明，新型自行车头盔策略具有降低与脑损伤风险相关的旋转头部加速度和轴突应变的潜力。