Kask uyum ve saklama ve biyomekanik önlemlerine baş ve boyun yaralanma simüle darbe incelemek için bir Test yatağı

Özet

Bir antropometrik baş ve boyun kullanarak, optik fiber tabanlı uyum zorla güç çeviriciler, baş ivme ve boyun kuvvet/an dönüştürücüleri bir dizi ve bir çift yüksek hız kamera sistemi, biz mevcut kask saklama ve biyomekanik üzerindeki etkileri test yatağı baş ve boyun yaralanma kafa etkisi ikincil önlemler.

Özet

Geleneksel bilgelik ve uluslararası kask test ve sertifikasyon standartları dilde uygun kask sığacak ve tutma etkisi sırasında kask takan darbe kaynaklı yaralanmalara karşı korumada önemli faktörlerdir öneririz. Bu el yazması bir antropometrik test cihazı (ATD), bir dizi bölgesinde ivme güç çeviriciler darbe kaynaklı yaralanma mekanizmaları farklı kask uygun senaryolar simüle miğferli etkilerin analizi ile yılında araştırmak ve kuvvet boyun amaçlayan / an dönüştürücü, bir çift yüksek hızlı kamera sistemi ve kask-fit kuvvet sensörleri optik fiber Bragg Izgaralar göre bizim araştırma grubu geliştirdi. Etkileri simüle etmek için örs üzerine bir doğrusal Kılavuzu Demiryolu boyunca bir Araçlı bölgesinde ve esnek boyun düşer. Test yatağı 8.3 m/s, düz ve açılı etkisi yüzeyler üzerine hızlarda baş etkisi simülasyonu sağlar. Bölgesinde bir kask ile uygun ve çeşitli uygun senaryolar kask konum dizini ve/veya kask boyutu için bağlam belirli ayarlamalar yaparak benzetimi yapılabilir. Kask saklama ölçmek için kask baş hareketi post-hoc görüntü analizi kullanarak sayılabilir. Baş ve boyun yaralanma potansiyel ölçmek için biyomekanik önlemler bölgesinde hızlanma ve boyun kuvvet/andan göre ölçülür. İle kurulan insan tolerans eğrileri, karşılaştırma yoluyla biyomekanik bu önlemlerin ağır yaşamı tehdit eden ve/veya hafif yaygın beyin hasarı riskini tahmin edebilir ve osteoligamentous boyun yaralanma. Bilgimizi, özellikle uygun kask ve saklama göre baş ve boyun yaralanma biyomekanik etkileri değerlendirmek için geliştirilen ilk sunulan test yatağı var.

Giriş

Bisiklet kaskları tüm yaş¹bisikletçiler için kafa travması nedeniyle karşı koruma sağlamak en epidemiyolojik kanıtlar gösteriyor. Biyomekanik edebiyat miğferli baş nispeten daha az şiddetli baş/beyin yaralanmaları korumasız (un miğferli) baş²göre çarpışmaya ikincil ayakta tutan tutarlı Tema sunar. Biraz araştırma zavallı kask uygun kafa travması³ne zaman düzgün uygun kask en etkili olduğunu ima, riski ile ilişkili olduğunu göstermektedir. İyi kask uyum tanımlamak için kullanılan ölçütlere bağlı olarak yanlış kask kullanımı miğferli bisikletçiler³arasında % 64 olarak yüksek bulundu. Bu başlığı uygun önem veya bir darbe baş yaralanma olasılığı ilgili epidemiyolojik kanıtlar mı ima rağmen işte doğru kask uygun olup olmadığını bir kontrollü laboratuvar ortamında deneysel bağlayabilmeniz değerlendirmek ya da kask saklama yaralanma biyomekanik önlemler üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir çalışma motosiklet kask boyutlandırma sırasında miğferli etkileri bir Sonlu elemanlar modeli⁴ile simüle etkisini araştıran ilgili. Diğer ilişkili bir çalışma kask boyutlandırma sırasında futbol kask uygun Kuvvetleri ölçmek için basınç duyarlı film kullanırken deneysel etkileri⁵ etkisini inceler. İncelenen^6,7, aynı zamanda geriye dönük bir uygun senaryo preadolescents⁶için bisiklet ve motosiklet kask etkileri sistemlerinde tutma etkisi olmuştur.

Bizim çalışma yöntemleri Bisiklet kask etkisini incelemek için yaralanma riski uygun kask kuvvet sensörleri ile uygun, antropometrik bir baş ve boyun ve stereoskopik yüksek hızlı kameralar ile etkileri simüle öneriyor. Bizim önerilen yöntemleri uyum ölçmek ve farklı gerçekçi etkisi senaryolarda yaralanma riski değerlendirmek hedeflerdir. İlgili yöntemler aksine, bizim iş, nerede uygun kask kullanımı çeşitli uygun Bisiklet kask inceler. Önceki benzer yöntemleri, baş kinematik belirlenir; Ancak, boyun yükleme ve baş-kask talebiyle da sayısal. Bisiklet boyun yaralanma Epidemiyolojisi boyun yaralanma nadir olduğunu göstermektedir rağmen onlar daha şiddetli baş etkileri ve hastaneye yatış^8,9ile ilişkili olma eğilimindedirler. Kanıt olup olmadığını kask kullanımı boyun yaralanma⁸ oranda azaltır karıştırılır ve atıf epidemiyolojik çalışmalar hiçbiri uygun kask yönlerini ölçmek. Bisiklet boyun yaralanma daha şiddetli kazalar ile ilişkili olma eğilimindedir ve bu başlığı uygun boyun yaralanma Epidemiyoloji muayene değil gerçeği göz önüne alındığında, baş ve boyun yaralanma incelenmesi için biyomekanik araştırma değerli yöntemlerdir. Tüm durumlarda kontrol etkisi önem veya uygun kask için cant epidemiyolojik çalışmalar tamamlayıcı biyomekanik çalışmalar tür deneysel yöntemler kullanılabilir.

Çalışmamızda, baş ve kask arasında göreceli hareketleri sırasında etkisi izleme yeni bir yöntem geliştirdi. Kaskı kafasına hamle olup olmadığını izleme olanağı kask istikrar ve pozlama korumasız kafasının içine değerli bilgiler yaralanma sırasında etkisi verebilir. Uygun kask araştıran bir çalışmada, kask istikrar ve baş pozlama kask performans değerlendirilmesinde özellikle değerlidir. İlgili çalışma, farklı etkisi ve uyum aksine çeşitli kask konumlandırma vurgulayan senaryoları da test edilecektir.

Şu anda, doğru kask sığacak öznel ve nonspecifically tanımlanmış. Genel olarak, iyi kask sığacak istikrar ve konumu ile karakterizedir. Kaskı kafasına bir kez güvenli hareket için dayanıklı olmalıdır ve öyle ki kaşlar değil kaplıdır ve alnına aşırı maruz yerleştirilmiş olmalıdır. Ayrıca, yaklaşık bir parmak genişliğinde alan çene ve miğfer³arasında uygun olmalıdır. Sayısal kask uygun önlemler yaygın değildir; kuvvet dışında kask uygun yöntem karşılaştırın baş ve kask geometri karşılaştırılmasına dayanan. Böyle bir yöntem kask sığacak Ellena vd tarafından önerilen dizin. ¹⁰. kask uygun, uygun kuvvet sensörleri, miktarının bizim önerilen yöntem farklı kask uygun senaryolarda form ortalama ve standart sapma kafasına sarf güçlerinin karşılaştırarak, nesnel bir yol oluşturur. Bu uyum kuvvet değerleri temsil bir kask gerginlik, hem de gerginlik varyasyonu kafasına deneyimli. Bu Sensörler farklı uygun senaryolar arasında yapılabilir güçlerinin quantified bir karşılaştırma sağlar. Gevşek bir kask daha düşük Kuvvetleri gösterirken güvenli sıkı uygun kask daha yüksek kuvvetler gösterir. Bu yöntem uygun kuvvet ölçü ortalama uygun Jadischke⁵tarafından önerilen dizin benzer. Ancak, Jadischke'nın yöntemleri basınç duyarlı film kullanmak. Biz mevcut optik sensörler baş veya kask çevresinde uygun gücünün göze batmayan ölçüm sağlar.

İçin sertifika kask kask sonra belli bir yükseklikten düştü gibi kaldırdı Araçlı bir bölgesinde üzerinde sabitlenir. Baş ve kask tabidir sonra bir serbest düşme damla örs üzerine lineer ivmeler kaydederken. Değil genellikle kask endüstri standartlarını kullanılmış olmasına rağmen bir melez III baş (bölgesinde) ve boyun derleme bu iş etkileri benzetimini yapmak için bir rehber eşliğinde açılan kule ile kullanılmaya başlanmıştır. Genellikle doğrusal kinematik kullandığı standartlar aksine bölgesinde accelerometer dizi aynı zamanda dönme kinematik, diffüz beyin yaralanmaları, beyin sarsıntısı¹¹ de dahil olmak üzere, olasılığını öngörmede önemli bir parametre tayini sağlar . Lineer hızlandırma ve dönme hızlanma ve hız ölçümü ile kinematik birkaç önerilen kinematik tabanlı yaralanma değerlendirme yöntemleri literatürde karşılaştırarak ağır odak ve diffüz kafa travması tahminler yapılabilir ^{12 , 13}. bölgesinde was orijinal gelişmiş otomotiv crash test etmek için ise, onun kask değerlendirme ve tahmini miğferli darbe travması riski iyi belgelenmiş^2,14kullanılıyor. Etkisi simülasyon Kur aynı zamanda kuvvetler ve ölçülecek boyun yaralanma ile ilişkili birkaç dakika izin veren bir üst boyun yük hücresi içerir. Boyun yaralanma riski sonra boyun Kinetik yaralanma değerlendirme verileri için otomotiv yaralanma veri^12,13karşılaştırarak tahmin edilebilir.

Yüksek hızlı video ile çarpışma sırasında kask hareket kafasına göre izleme yöntemi Ayrıca önerilmiştir. Şu anda, nicel yöntemlerin kask istikrar sırasında etkisini değerlendirmek için vardır. Tüketici ürün Komisyonu (CPSC)¹⁵ Bisiklet kask standart bir konumsal istikrar testi için diyor ama bir etki temsilcisi değil. Ayrıca, olsun veya olmasın bölgesinde kask gelir testi ile ölçülen tek sonuç olur; Testler sırasında üzerinde bölgesinde kaldığı sürece baş yaralanma için pozlama ne olursa olsun bir kask hala geçebilir. Kask hareketi izlemek için önerilen yöntem kask pozisyon dizin (HPI)¹⁵ ' e benzer ve kask ağzına kadar ve alın arasındaki uzaklığı ölçer. Bu kafa-kask deplasman kask istikrar ve baş pozlama gösterimi sırasında etkisi elde etmek için yüksek hızlı video görüntüleri etkisi boyunca kullanarak izlenir. Doğrudan lineer dönüşümü (DLT)¹⁶ ve tek değer ayrıştırma (SVG)¹⁷ yöntemleri kullanarak, işaretleri iki kamera izlenirüç-boyutlu uzayda ve sonra kask ve kafa arasındaki göreceli öteleme noktası yerlerde belirlemek için.

Birkaç darbe şiddeti ve uygun parametreleri incelenmiştir. Etkisi senaryolar iki örs yüzeyler ve gövde-ilk ve kafa ilk etkileri etkileyen iki darbe hızı içerir. Tipik düz örs yüzey ek olarak açılı örs etkisi de teğet kuvvet bileşen ikna etmek için simüle. Bir kafa ilk etkisi karşı bir gövde-ilk etkisi bir binicinin omuz başından benzer şekilde önceki iş¹⁸yılında gerçekleştirilen önce yere etkileri bir senaryo benzetimi yapmak için bulunur. Son olarak, bu dört kask uygun senaryolar incelenmiştir: düzenli bir uyum, bir büyük boy uyum, ileri bir uyum ve bir geriye dönük uyum. Önceki, kask kafasına konumlandırma bir incelenen parametresi, aynı zamanda kask uyum ve kask boyutlandırma bir iştir.

Protokol

1. kask uygun senaryolar düzenleme

1. tanımla uygun senaryolar üzerinde bir antropometrik test cihazı baş ve boyun (Hybrid III 50 persentil erkek) 575 mm kafa çevresi ile belirlenmesi için.
   Not: Dört uygun senaryo örneği şekil 1 ' e karşılık gelen kask pozisyonları ile Tablo 1 ' de gösterilmiştir. İleri ve geri uygun senaryolar tanımları doğru kask kullanımının uygun kask konum değil kaşları kapsayan veya alın ³ açığa olarak belirtilen önceki epidemiyolojik çalışmalarda esas alarak.
2. Her senaryo için uygun kask senaryo sürekli olarak tekrarlanan emin olmak için bölgesinde her kask konumunu işaretlemek.
3. Tüm senaryoları uygun için CPSC sertifikalı kask, evrensel ve ekstra büyük boyutlarda kullanılabilir kullanın.
   Not: Üretici sağlanan uygun rehber göre evrensel boyutu en uygun şekilde bölgesinde çevresi uyuyor.
   1. Her senaryo uygun için formunuzu koruyun diğer parametreleri tutarlı. Özellikle, yaklaşık olarak bir parmak genişliği alanı çene altında bırakmak ve güvenli bir şekilde korumak için ayarlanabilir arama el sıkın miğfer sıkın.

2. Kuvvet ölçüm uygun

1. Yerleştir beş fit sensörler bölgesinde cilt üzerinde konumlandırılmış ön, geri, sol, sağ ve üst ( Şekil 2).
   Not: Sensörler araştırma grubu ^{19 , 20 , 21} içinde ^, geliştirilen kuvvet Transdüserleri ızgara Bragg değiştirilmiş bir sürümü vardır. ²² 50 0 N. aralığında uygun Kuvvetleri ölçmek için en iyi duruma getirilmiş, Değiştirilmiş sensörler bir kalınlık ve 2.6 mm ve 14 mm çapı sırasıyla var.
2. Un miğferli bölgesinde herhangi bir yük altında bir referans ölçüm dönüştürücü ile üstlenirler. Bu referans ölçüm öncesinde her uygun kuvvet ölçü alın.
3. Yer kask 3 bölgesinde ve ölçü kuvvet verisi üzerine s 2.5 kHz hızında. Aynı formda senaryo altı kez tekrarlanan ölçülerini tekrarlayın.
4. Tüm senaryoları uygun için aynı ölçüm işlemi tekrarlayın.
5. Convert dalga boyu üst karakter veri ölçümleri ile uygun duruma getirmek için önceden belirlenmiş kalibrasyon sabit dönüştürücü üzerinden ölçülen dalga boylarında çarparak zorlamak için güç dönüştürücü.

3. Etkisi simülasyon için açılan kule

1. benzet etkisi doğrusal bir etkisi yüzey ^{19 , 23} vurmaya bölgesinde yol gösterici tarafından miğferli kafaya. Bunu yapmak için gerekli ekipman aşağıda açıklandığı gibi belirli bağlamdır.
   1. Bir ayarlanabilir damla gimbal, antropometrik test cihazı baş ve boyun ve değişken etki yüzeyi oluşur için araya bir damla kule.
      Not: Toplam drop derleme kütlesi yaklaşık 11 kg olduğunu. Tam insan vücudu dışlama daha iyi bir gerçekçi etkisi ²⁴ benzetimini yapmak için bir etkili gövde kitle olarak gimbal hesaplarında eklenen kütlesi.
   2. 3-2-2-2 9 düzenlemek uni-Aksiyel ivme yapılandırma bölgesinde doğrusal izin vermek ve ağırlık merkezi ²⁵, belirlenecek bölgesinde, açısal ivmelerini içinde.
   3. Çarpma hızı hemen önceki etkisini ölçmek için etkisi kule inşa amaç hız kapıya yerleştir.
2. Toplamak veri toplama sistemi kullanarak baş hızlanma ve boyun kuvvet/an veri. Tüm kanallar için 100 kHz örneklenmiş analog voltaj filtre. Veri toplama sistemi önce 4 kHz ²⁶ köşe frekans ile bir donanım anti-diğer adıyla düşük geçiş filtresi içerir.
3. Etkisi senaryo düzenlemek.
   1. Tüm etkileri için daha iyi görüş için hareket takibi sırasında izin vermek için kask güneşlik kaldırın. Güneşlik sırasında etkisi etkisi nedeniyle gevşek onun eki önemsiz olduğu varsayılır.
   2. Tüm damla alın çarpışmaya düzenleyin. Diğer senaryolar da simüle, ancak bu bir ortak etkisi içinde Bisiklete binme ²⁷, konumdur.
   3. Değişen tarafından Simulate altı farklı darbe senaryoları etkisi hız, etkisi yüzey ve kafa ilk veya gövde-ilk etkileri Tablo 2 başına.
   4. Zam bölgesinde uygun yükseklik için karşılık gelen etki hızları belirtilen. Bırakma bölgesinde bir uygun yükseklik, genellikle 0,82 m ve 1.83 m, sırasıyla 4 m/s ve 6 m/s, hızları elde etmek için.
      Not: Yükseklik sürtünme kayıpları aşmak için gerektiği gibi ekleyin. 4 m/s ve 6 m/s iki etkisi hızları seçilmiş tabanlı önceki edebiyat ve standartları ²⁸ kapalı.
   5. Etkisi yüzey düzenleyin.
      1. Yerleştir ya düz veya 45° açılı örs ( şekil 4). Açılı örs etkileri bir teğet hız bileşeni ile taklit ederken düz örs falls düz bir yüzeye taklit eder.
      2. Her iki bir asfalt yüzey simülasyonu aşındırıcı teyp örsler yüzey kapsayacak. Büyük olasılıkla etkilenmemiş kask rehber örs sadece düz yüzey sağlamak için etkileri arasında gerektiği gibi örs pozisyonunu ayarlayýn.
4. Kafa ilk veya gövde-ilk etkisi için açılan kule düzenlemek. Gövde etkileri kombine için benzer ile kafa ilk ve gövde-ilk etkileri simulate Smith ve ark içinde sunulan etkisi yapılandırma yükleme. ¹⁸
   1. bir kafa ilk etkisi simüle etmek için açılan kule ayarlamak değil.
   2. Baş önce yere isabet gövde benzetimini yapmak için açılan gimbal yolundaki bir ahşap blok yerleştirin. Öyle ki baş yaklaşık 25 mm gövde etkisi, örs etkileyen uzak bu ahşap blok bir yükseklikte yerleştirin. Başından sonra boynun fleksiyon aracılığıyla örs vurmaya devam edecek.
   3. Damla Tower ( şekil 5) titreşimleri en aza indirmek için köpük tabakası içerir.
   4. Kafa ilk etkileri aksine, gövde-ilk etkileri boynundan açısını ayarlamak.
      Not: etki yeri kafa ilk IMPACT çalışmasına ( şekil 6) karşılaştırılabilir olması fleksiyon sonra anvil alında çarpışmaya başından bu boyun açı ayarı sağlar. Alin etkileri yanı sıra, bu gövde-ilk senaryo kesinlikle yan etkilerin de ilgili olacaktır. Kafa ilk ve gövde-ilk etkilerin bu gimbal system baş ve boyun parça boyunca hareket darbeden sonra verir.
5. Veri toplama sistemi, yüksek hızlı kameralar (bakınız Bölüm 4) ve damla bölgesinde aynı anda tetikler. Aynı etki ve uygun senaryo yapılandırma her zaman yeni kask ile 3 kez tekrarla.
   Not: Yüksek hızlı kameralar ile aynı anda 4 bölümünde ayrıntılı açılan kule kurulmuş olması gerekir.
6. Dört uygun senaryoların her birini senaryoların her birini 6 farklı etkisi için tabi. Toplam 72 damla her yapılandırma 3 denemeler sonra gerçekleştirmek.
7. Sonrası bölgesinde kinematik ve Kinetik verileri işlemek.
   1. İçin ivme ve güç/an daha sonra indus karşılamak için işleme sonrası 4 ^th sipariş Butterworth filtre kullanarak filtre analog sinyalleriönerilen uygulama ²⁶ deneyin. Baş ivmelerini ve boyun Kuvvetleri kanal frekans sınıf (CFC) 1000 göre filtreleyin. Boyun anlar CFC 600 göre filtre.

4. Hareket yakalama yüksek hız çift kamera sistemi kullanarak

Not: kayıt işaretçisini pozisyonlar iki yüksek hızlı kameralar DLT yöntemi ¹⁶ ' ile belirlenecek üç boyutlu marker pozisyonları izin son işlem. Kafa-kask talebiyle belirlemek için takip işaretleri bölgesinde ve kask üzerinde sırasında etkisi.

1. Damla Kulesi çevresinde yüksek hızlı kameralar düzenleyin. Damla çevresinde
   1. Yerleştir iki yüksek hızlı kameralar kask ve bölgesinde hareket yakalama senkronize resimlere etkisi sırasında kule.
      1. Ana fotoğraf makinesini damla kulenin kenarına yerleştirin ve yaklaşık 45 ° ( Şekil 7) yöneticisinden bir köle kamera yerleştirin. 250 W ışık yeterli pozlama için izin vermek için kameralar arasında Kur.
2. Yüksek hızlı kameralar yapılandırın.
   1. Equip her fotoğraf makinesi bir 50 mm f/1.4 veya bağlı olarak gerekli görüş alanı 100 mm f/2.0 makro lens ile. F/8.0 at lensler Diyafram ayarlamak.
      Not: Bu diyafram yeterince keskin odak alan istenen derinliği için izin verir. Gerekli görüş alanı arasında değişiyordu etkisi senaryo bağlı olarak 30-60 cm.
   2. Her ikisi fotoğraf makinesi 1280 x 800 piksel 1000 kare / ikinci veya daha hızlı bir kare hızında kaydını yapılandırın. Böylece, çerçeve başına maksimum çekim hızı 600 µs olacak.
   3. İki kamera çerçeveler ve iç saati eşitleme. Aynı anda her iki modelin tetik bir tetikleyici ayarlayabilirsiniz.
3. Alan bir kalibrasyon çerçevesinin her kamera sabit bir görüntü alarak kalibre.
   Not: doğrudan doğrusal dönüşüm (DLT) yöntemi için alanı başlangıçta ayarlanması gerekir.
   1. Bir kalibrasyon kafes ile 17 bilinen kalibrasyon noktası konumlarının her iki kamera görüş alanı taşımak ve her kamera tek bir görüntü alır. 11 ortak noktaları en az iki kameralardan görünür olmalıdır.
   2. Bulmak takip yazılımı ile her işaretçisi iki boyutlu koordinatlarını.
      Not: makine (CMM) ölçme bir koordinat DLT kalibrasyon önce kalibrasyon Kafes noktası konumlarını belirler.
   3. Bir dizi hesaplamaları kullanarak gerçekleştirilen kalibrasyon işaretleri ile ' koordinatları (DLT olarak da bilinir) ¹⁶, üç boyutlu koordinat kalibrasyon kafes göre herhangi bir iki boyutlu marker konumlara dönüşümü koordinat sisteminde Post-processing.
4. Kask deplasman ölçmek için mesafe bölgesinde alnına bir nokta ile ağzına kadar izleme yazılımı kullanarak kask arasında izlemek.
   Not: Bu noktalar görünür olmadığı için her ikisi fotoğraf makinesi üç görünür işaretleri bir kümesini her bölgesinde izlemek ve bunun yerine kask. Alın ve kask noktalarında o zaman dolaylı olarak izlenebilir.
5. Yer işaretleri bölgesinde üzerinde izleme hareket ve bölgesinde her kamera, sabit bir referans görüntü alın.
   1. Dolaylı işaret izleme için bu yöntemi bir bölgesinde başvuru yansıması her kamera ile fotoğraf çekin. Bu başvuru yansıması, üç işaretleri ve kafasına tanımlanan bir referans işaretleyici oluşur emin olmak.
   2. En üst düzeye çıkarmak her ikisi fotoğraf makinesi içinde kalan süre üç referans noktası konumları kullanarak işaretleri arasındaki mesafeyi ' sayısı alanında.
      Not: dolaylı marker hassasiyet hataları izleme için izleme azaltarak daha iyi doğruluk için mesafe en üst düzeye çıkarma sağlar. Hareket sonrası işleme, alnı konum tahmin yanı sıra üç boyutlu yeniden inşası için üç işaretleri izin.
   3. Başvuru işaretçiyi alt alnına gözler arasında tutun ve bölgesinde diğer işaretleyiciler yayıldı. Bu üç işaretleri etkisi ( şekil 8) boyunca her iki kameralardan görünür olduğundan emin olun.
6. Yer işaretleri Miğferde izleme hareket ve hala bölgesinde başvuru (Bölüm 4.5) için açıklanan kask her kamera görüntülerini başvuru yapın.
   1. En az dört hareket izleme işaretleri ile ilgilenen başvurunun oluşur emin olun. Bir referans olarak kask ağzına kadar dibinde bir işareti tutun ve diğer üç işaretleri kask üzerinde yayılmış. Bu üç işaretleri etkisi boyunca her iki kameralardan görünür olduğundan emin olun. Her kamera için kask başvuru ( Şekil 9) tek bir görüntü alın.
7. Aynı anda 3 bölümde açıklandığı gibi veri toplama sistemi, yüksek hızlı kameralar ve damla bölgesinde tetiklemek.
   Not: Açılan kule ile aynı anda yüksek hızlı kameralar kurulmuş olması gerekir. Referans resimleri aldıktan sonra bir damla gerçekleştirilebilir.
   1. Yerleştir kask senaryo uygun. Açılan kayıt. Sinyal tetikleyici kameralara el ile üzerine etkisi. Kayıt düzenlemek böylece 3 s tetiği ve 8 önce kaydedilir s tetikleyici sonra kaydedilir. El ile gözden geçirin ve etkisi sadece içerecek şekilde eşitlenmiş kamera görüntülerini braketi.

5. Kafa-kask Marker izleme ve Post-işleme

1. parça boyunca etki kamera özel yazılım kullanarak, baş ve kask işaretleri.
   1. Parça altı puan damla: üç kask ve bölgesinde ( şekil 10). Yazılım ile her işareti geçici iki boyutlu piksel koordinatlarını belirlemek.
2. Bir damla sırasında izlenen işaretçileri üç boyutlu koordinatlarını hesaplamak için DLT yöntemini kullanın.
   Not: DLT yöntemi kalibrasyon kafes kalibrasyon verilerden ve bırak veri--dan iki fotoğraf makinesi ile izlenen işaretçileri üç boyutlu koordinatlarını bir damla sırasında belirleyebilirsiniz.
3. SVD (tekil değer ayrıştırma) yöntemi ¹⁷ bölgesinde alın ve kask ağzına kadar 3-b boyutlu koordinatlarını hesaplamak için kullanın. Kafa-kask deplasman bu iki nokta arasındaki farktır.
   1. Bir başvurunun konumunu tahmin etmek için SVG yöntemi kullanın her üzerinde izlenen işaretleri bölgesinde alın ve kask ağzına kadar gelin.
   2. Üç işaretleri referans çerçevesi ve bir damla her bireysel çerçeve arasında dönüştürme matrisi bulmak için SVG yöntemini kullanın. Bu dönüşüm alın veya kask ağzına kadar konumları bulmak için uygulanabilir.
4. Kask ve bölgesinde üzerinde dolaylı bu izleme gerçekleştirmek. Deplasman alın ve kask ağzına kadar arasında o zaman olabilir ( Şekil 11) izlenir.

Sonuçlar

Uygun güç ölçüm
Her senaryo uygun için kuvvet uygun ölçüm gerçekleştirilen her sensör konuma (şekil 12) ve önemini belirlemek için bir t-Testi, eşit olmayan Varyanslar varsayarak gerçekleştirildi (p < 0,05). Tüm ölçümler arasında ortalama standart sapma olduğunu ± 0,14 N. yüksek zinde kuvvetler daha sıkı bir uyum gösterir.

Kinematik baş v...

Tartışmalar

Buraya, yöntemleri araştıran kask için etkileri sunulmaktadır simüle miğferli kafasına uygun. Uygun kask uygun kuvvet sensörleri ile sayısal, etkileri bir ATD bölgesinde ve boyun destekli açılan kule üzerinde simüle ve kask hareket yüksek hızda video ile takip edildi. Farklı etki senaryolar altında uygun kask biyomekanik önlemler üzerindeki etkilerini araştırmak için farklı uygun senaryolar simüle.

Uygun kask sensörler zinde kuvvetler farklı kask uygun senaryolar (<...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hybrid III Headform	Humanetics or Jasti-Utama	N/A	50th Percentile ATD, for impact simulation
Hybrid III Neck	Humanetics or Jasti-Utama	N/A	50th Percentile ATD, for impact simulation
Linear Accelerometers	Measurement Specialties	64C-2000-360	for head acceleration measurement
Upper Neck Load Cell	mg Sensor	N6ALB11A	for neck load measurement
High Speed Camera	Vision Research	v611	for motion capture
Camera Lens	Carl Zeiss	N/A	50 mm f1/.4, for motion capture
Camera Lens	Carl Zeiss	N/A	100 mm f/2.0, for motion capture
Bicycle Helmet	Bell	N/A	Traverse
Data Acquisition System	National Instruments	PXI 6251	for Hybrid III signal acquisition
Head Impact Drop Tower	University of Alberta	N/A	Custom-designed, for impact simulation
Optical Interrogator	Smart Fibres Ltd.	N/A	SmartScan, for optical sensor force measurement
Fit Force Sensor	University of Alberta	N/A	Custom-designed, for measuring helmet fit forces