Name: a test bed to examine helmet fit and retention and biomechanical measures of head and neck injury in simulated impact
Uploaded: 2017-09-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Test Bed to Examine Helmet Fit and Retention and Biomechanical Measures of Head and Neck Injury in Simulated Impact at JoVE.com

אנו להכיר בהכרת תודה מימון מדעי הטבע ואת המועצה מחקר הנדסי (NSERC) של קנדה (גילוי מענקים 435921), קרן בטיחות ספורט Pashby (2016: RES0028760), קרן מחקר בנטינג (גילוי זוכה פרס 31214), (NBEC inc... קנדה), הפקולטה להנדסה, המחלקה להנדסת מכונות-באוניברסיטת אלברטה.

1. הקסדה מתאימה תרחישים סידור <ol><li>הגדר מתאים תרחישים שילמדו על מבחן אנתרופומטרים התקן ראש וצוואר (50th השלישי היברידית אחוזון זכר) עם היקף ראש של 575 מ. 
	הערה: דוגמה של ארבעה תרחישים בכושר מוצג בטבלה 1 עם הקסדה תפקידים המתאימים באיור 1. התרחישים בכושר קדימה ואחורה ?...

<ol>
	<li>Thompson, D. C., Rivara, F. P., Thompson, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+Bicycle+Safety+Helmets+in+Preventing+Head+Injuries:+A+Case-Control+Study.">Effectiveness of Bicycle Safety Helmets in Preventing Head Injuries: A Case-Control Study.</a> JAMA. 276 (24), 1968-1973 (1996).</li><li>Cripton, P. A., Dressler, D. M., Stuart, C. A., Dennison, C. R., Richards, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bicycle+helmets+are+highly+effective+at+preventing+head+injury+during+head+impact:+Head-form+accelerations+and+injury+criteria+for+helmeted+and+unhelmeted+impacts.">Bicycle helmets are highly effective at preventing head injury during head impact: Head-form accelerations and injury criteria for helmeted and unhelmeted impacts.</a> Accid. Anal. Prev. 70, 1-7 (2014).</li><li>Lee, R. S., Hagel, B. E., Karkhaneh, M., Rowe, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+of+correct+bicycle+helmet+use:+how+varying+definitions+and+study+quality+influence+the+results.">A systematic review of correct bicycle helmet use: how varying definitions and study quality influence the results.</a> Inj. Prev. 15 (2), 125-131 (2009).</li><li>Chang, L. -. T., Chang, C. -. H., Chang, G. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fit+effect+of+motorcycle+helmet+-+A+finite+element+modeling.">Fit effect of motorcycle helmet - A finite element modeling.</a> JSME Int. J. Ser. Solid Mech. Mater. Eng. 44 (1), 185-192 (2001).</li><li>Testing of Bicycle Helmets for Preadolescents. IRCOBI Conf. Proc Available from: <a target="_blank" href="https://trid.trb.org/view.aspx?id=1370437">https://trid.trb.org/view.aspx?id=1370437</a> (2015)</li><li>McIntosh, A. S., Lai, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motorcycle+Helmets:+Head+and+Neck+Dynamics+in+Helmeted+and+Unhelmeted+Oblique+Impacts.">Motorcycle Helmets: Head and Neck Dynamics in Helmeted and Unhelmeted Oblique Impacts.</a> Traffic Inj. Prev. 14 (8), 835-844 (2013).</li><li>Olivier, J., Creighton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bicycle+injuries+and+helmet+use:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Bicycle injuries and helmet use: a systematic review and meta-analysis.</a> Int. J. Epidemiol. 46 (1), 278-292 (2017).</li><li>Rivara, F. P., Thompson, D. C., Thompson, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+bicycle+injuries+and+risk+factors+for+serious+injury.">Epidemiology of bicycle injuries and risk factors for serious injury.</a> Inj. Prev. 3 (2), 110-114 (1997).</li><li>Ellena, T., Subic, A., Mustafa, H., Pang, T. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Helmet+Fit+Index+-+An+intelligent+tool+for+fit+assessment+and+design+customisation.">The Helmet Fit Index - An intelligent tool for fit assessment and design customisation.</a> Appl. Ergon. 55, 194-207 (2016).</li><li>Takhounts, E. G., Craig, M. J., Moorhouse, K., McFadden, J., Hasija, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Brain+Injury+Criteria+(BrIC).">Development of Brain Injury Criteria (BrIC).</a> Stapp Car Crash J. 57, 243-266 (2013).</li><li>Eppinger, R., Sun, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development of improved injury criteria for the assessment of advanced automotive restraint systems - II. , (1999).</li><li>Mertz, H. J., Irwin, A. L., Prasad, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+and+scaling+bases+for+frontal+and+side+impact+injury+assessment+reference+values.">Biomechanical and scaling bases for frontal and side impact injury assessment reference values.</a> Stapp Car Crash J. 47, 155 (2003).</li><li>Newman, J. A., Beusenberg, M. C., Shewchenko, N., Withnall, C., Fournier, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verification+of+biomechanical+methods+employed+in+a+comprehensive+study+of+mild+traumatic+brain+injury+and+the+effectiveness+of+American+football+helmets.">Verification of biomechanical methods employed in a comprehensive study of mild traumatic brain injury and the effectiveness of American football helmets.</a> J. Biomech. 38 (7), 1469-1481 (2005).</li><li>CPSC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Safety Standard for Bicycle Helmets; Final Rule. , (1998).</li><li>Miller, N. R., Shapiro, R., McLaughlin, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technique+for+obtaining+spatial+parameters+of+segments+of+biomechanical+systems+from+cinematographic+data.">A technique for obtaining spatial parameters of segments of biomechanical systems from cinematographic data.</a> J. Biomech. 13, 535-547 (1980).</li><li>Arun, K. S., Huang, T. S., Blostein, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Least-Squares+Fitting+of+Two+3-D+Point+Sets.">Least-Squares Fitting of Two 3-D Point Sets.</a> IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 9 (5), 698-700 (1987).</li><li>Smith, T. A., Halstead, P. D., McCalley, E., Kebschull, S. A., Halstead, S., Killeffer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angular+head+motion+with+and+without+head+contact:+implications+for+brain+injury.">Angular head motion with and without head contact: implications for brain injury.</a> Sports Eng. 18 (3), 165-175 (2015).</li><li>Butz, R., Dennison, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-fibre+Bragg+grating+impact+force+transducer+for+studying+head-helmet+mechanical+interaction+in+head+impact.">In-fibre Bragg grating impact force transducer for studying head-helmet mechanical interaction in head impact.</a> J. Light. Technol. 33 (13), 8 (2015).</li><li>Butz, R. C., Knowles, B. M., Newman, J. A., Dennison, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+external+helmet+accessories+on+biomechanical+measures+of+head+injury+risk:+An+ATD+study+using+the+HYBRIDIII+headform.">Effects of external helmet accessories on biomechanical measures of head injury risk: An ATD study using the HYBRIDIII headform.</a> J. Biomech. 48 (14), 3816-3824 (2015).</li><li>Dennison, C. R., Wild, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superstructured+fiber-optic+contact+force+sensor+with+minimal+cosensitivity+to+temperature+and+axial+strain.">Superstructured fiber-optic contact force sensor with minimal cosensitivity to temperature and axial strain.</a> Appl. Opt. 51, 1188-1197 (2012).</li><li>Dennison, C. R., Wild, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+of+Bragg+gratings+in+birefringent+optical+fibre+to+transverse+compression+between+conforming+materials.">Sensitivity of Bragg gratings in birefringent optical fibre to transverse compression between conforming materials.</a> Appl. Opt. 49, 2250-2261 (2010).</li><li>Knowles, B. M., Yu, H., Dennison, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+a+Wearable+Sensor+for+Measures+of+Head+Kinematics+and+Calculation+of+Brain+Tissue+Strain.">Accuracy of a Wearable Sensor for Measures of Head Kinematics and Calculation of Brain Tissue Strain.</a> J. Appl. Biomech. 33 (1), 2-11 (2017).</li><li>Nightingale, R. W., McElhaney, J. H., Richardson, W. J., Myers, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+responses+of+the+head+and+cervical+spine+to+axial+impact+loading.">Dynamic responses of the head and cervical spine to axial impact loading.</a> J. Biomech. 29, 307-318 (1996).</li><li>Padgaonkar, A. J., Krieger, K. W., King, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+Angular+Acceleration+of+a+Rigid+Body+Using+Linear+Accelerometers.">Measurement of Angular Acceleration of a Rigid Body Using Linear Accelerometers.</a> J. Appl. Mech. 42 (3), 552-556 (1975).</li><li>SAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J211 Instrumentation for Impact Test - Part 1: Electronic Instrumentation. , (2014).</li><li>Depreitere, B., Lierde, C. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bicycle-related+head+injury:+a+study+of+86+cases.">Bicycle-related head injury: a study of 86 cases.</a> Accid. Anal. Prev. 36, 561-567 (2004).</li><li>Influence of Impact Velocity and Angle in a Detailed Reconstruction of a Bicycle Accident. Proc. 2012 Int. IRCOBI Conf. Biomech. Impacts Available from: <a target="_blank" href="https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/357473">https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/357473</a> (2012)</li><li>Newman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Generalized+Model+for+Brain+Injury+Threshold+(GAMBIT).">A Generalized Model for Brain Injury Threshold (GAMBIT).</a> IRCOBI Conf. Proc. , (1986).</li><li>Newman, J. A., Shewchenko, N., Welbourne, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+proposed+New+Biomechanical+head+injury+assessment+function+-+the+maximum+power+index.">A proposed New Biomechanical head injury assessment function - the maximum power index.</a> Stapp Car Crash J. 44, 215-247 (2000).</li><li>NOCSAE. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Test Method and Equipment used in Evaluating the Performance Characteristics of Protective Headgear/Equipment NOCSAE Doc (ND) 001- 11m12. , (2012).</li><li>Cobb, B. R., MacAlister, A., Young, T. J., Kemper, A. R., Rowson, S., Duma, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+comparison+of+Hybrid+III+and+National+Operating+Committee+on+Standards+for+Athletic+Equipment+headform+shape+characteristics+and+implications+on+football+helmet+fit.">Quantitative comparison of Hybrid III and National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment headform shape characteristics and implications on football helmet fit.</a> Proc. Inst. Mech. Eng. Part P J. Sports Eng. Technol. 229 (1), 39-46 (2015).</li><li>Cobb, B. R., Zadnik, A. M., Rowson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+helmeted+impact+response+of+Hybrid+III+and+National+Operating+Committee+on+Standards+for+Athletic+Equipment+headforms.">Comparative analysis of helmeted impact response of Hybrid III and National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment headforms.</a> Proc. Inst. Mech. Eng. Part P J. Sports Eng. Technol. 230 (1), 50-60 (2016).</li><li>de Jager, M., Sauren, A., Thunnissen, J., Wismans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+and+a+Detailed+Mathematical+Model+for+Head-Neck+Dynamics.">Global and a Detailed Mathematical Model for Head-Neck Dynamics.</a> Proc. Stapp Car Crash Conf. 40, 269-281 (1996).</li><li>Aare, M., Halldin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Laboratory+Rig+for+Evaluating+Helmets+Subject+to+Oblique+Impacts.">A New Laboratory Rig for Evaluating Helmets Subject to Oblique Impacts.</a> Traffic Inj. Prev. 4 (3), 240-248 (2003).</li></ol>

כאן, שיטות החקירה הקסדה מתאימה בראש חום מדומה, השפעות מוצגים. הקסדה מתאימה הייתה לכמת עם חיישנים כוח מתאים, ההשפעות היו מדומה עם ATD headform, הצוואר על מגדל טיפה מודרכים, הקסדה התנועה היה במעקב עם וידאו במהירות גבוהה. תרחישים שונים ההשפעה היו מדומים תחת תרחישים שונים כושרם לחקור את ההשפעות על צע...

עדויות אפידמיולוגיות ביותר מרמז על קסדות האופניים מספקים הגנה מפני פגיעות ראש עבור רוכבי אופניים לכל הגילאים1. הספרות biomechanical מציג הנושא עקבי שמקיים ראש חום פציעות ראש/מוח יחסית פחות חמורה משני לפגיעה, יחסית לא מוגנת הראש (לא חום)2. מספר מחקרים הראו כי הקסדה המסכן התאמה קשורה לסיכון מוגבר של פגיעת ראש3, רומז כי קסדות הם יעילים ביותר כאשר מתאימות כהלכה. בהתאם הקריטריונים המשמשים להגדרת קסדה טובה מתאים, שימוש שגוי הקסדה נמצאה להיות גבוה ככל 64% בקרב רוכבי אופניים חום3. למרות עדויות אפידמיולוגיות רומז לקסדה מתאים רלוונטי חומרה או הסבירות של פגיעת ראש, השפעה, יש עבודה ניסויית מינימלי הערכת בסביבה מעבדתית מבוקרת או לא להתאים קסדה הנכון או קסדה השמירה יש השפעה משמעותית על מדדים ביו-מכני של פציעה. אחד הקשורים המחקר בוחן את השפעת גודל קסדה אופנוע במהלך השפעות חום מדומה עם מודל סופיים4. עוד הקשורים המחקר בוחן את השפעת גודל קסדה במהלך ניסיוני השפעות5 תוך שימוש סרט רגיש ללחץ לכמת כוחות בכושר קסדות פוטבול. ההשפעה של מערכות שמירה השפעות קסדת אופניים, אופנוע כבר ובדוקים6,7, כמו גם תרחיש מתאים לאחור preadolescents6.
העבודה שלנו מציעה שיטות כדי לחקור את ההשפעה של קסדת אופניים להתאים הסיכון של פגיעה עם הקסדה מתאימה כוח חיישנים, מדומה השפעות עם הראש אנתרופומטרים של הצוואר ואת סטריאוסקופי מצלמות מהירות גבוהה. המטרות של השיטות המוצע שלנו הם לכמת מתאים ולהעריך את הסיכון לפציעות בתרחישים שונים ההשפעה מציאותי. בניגוד לשיטות קשורים, העבודה שלנו חוקר קסדת אופניים מתאימים, איפה הקסדה המתאים לשימוש מגוונת. שיטות דומות קודמות, קינמטיקה ראש נקבעים; עם זאת, הצוואר וטעינה של הראש-הקסדה displacements הם גם לכמת. למרות אפידמיולוגיה של פציעה בצוואר על רכיבה על אופניים מרמז כי הפגיעה בצוואר הן נדירות, הם נוטים להיות מזוהה עם השפעות ראש חמורות יותר, אשפוז8,9. הראיות הוא מעורב-או לא שימוש קסדה מפחיתה את המחירים של פציעה בצוואר8 ולכמת אף של מחקרים אפידמיולוגיים מצוטט היבטים של הקסדה מתאימה. בהתחשב בעובדה לפציעה בצוואר, רכיבה על אופניים נוטה להיות מזוהה עם תאונות חמורות יותר, להתאים את הקסדה הזו לא נבדקה באפידמיולוגיה פציעה בצוואר, שיטות לבחינת פגיעת ראש וצוואר הם בעלי ערך במחקר ביו-מכני. שיטות נסיוניות כזה יכול לשמש במחקרים ביו-מכני המשלימים מחקרים אפידמיולוגיים, אשר לא יכול לשלוט כל המקרים חומרת הפגיעה או קסדה מתאימה.
בעבודתנו, פותחה שיטה של הפיקוח על תנועות יחסיות בין הראש קסדה במהלך השפעה. היכולת לפקח או לא עובר הקסדה על הראש יכול לתת תובנות בעלות ערך לתוך הקסדה יציבות והן חשיפה של הראש לא מוגן לפגיעה במהלך השפעה. במחקר חוקרים הקסדה מתאימה, הקסדה יציבות וחשיפה ראש הם יקר במיוחד בהערכת הביצועים קסדה. בניגוד הקשורות בעבודה, השפעה שונה של fit תרחישי שימת דגש על הקסדה מגוונת מיצוב גם ייבדק.
כיום, הקסדה הנכון מתאים הוא סובייקטיבי, מוגדרים nonspecifically. באופן כללי, הקסדה טוב להתאים מאופיין על ידי יציבות והמיקום. הקסדה צריכה להיות עמידים בפני תנועה מאובטחת פעם על הראש, רצוי למקם כך הגבות שאינם מכוסים ועל המצח לא חשוף יתר על המידה. יתר על כן, באצבע אחת כרוחב החלל צריך להתאים בין הסנטר ו צ'ינסטראפ3 מדדים של הקסדה לכימות להתאים אינם נרחבת; מלבד כוח, שיטות מותר להשוות את הקסדה מתאימה המבוסס על השוואה בין הגיאומטריה הראש וקסדה. שיטה אחת כזו היא הקסדה מתאימה האינדקס המוצע על ידי. Ellena et al. 10. השיטה המוצעת שלנו לכימות הקסדה בכושר, בכושר כוח חיישנים, יוצר אמצעי אובייקטיבי להשוות בין תרחישים שונים הקסדה מתאימה הצורה של הממוצע וסטיית התקן של הכוחות המופעל על הראש. שאלה יתאימו לכפות ערכים מייצגים ההידוק של קסדה, כמו גם את הווריאציה הלוחצת מנוסים על הראש. חיישנים אלה מספקים השוואה כימות של כוחות זה יכול להיעשות בין תרחישים שונים מתאים. קסדה התאמה הדוקה מאובטח יראו כוחות גבוה יותר בזמן קסדה רופף יראו כוחות. שיטה זו של כוח מתאים מדידה דומה האינדקס מתאים הממוצע המוצע על ידי Jadischke5. עם זאת, השיטות של Jadischke לנצל סרט רגיש ללחץ. חיישנים אופטיים שאנו מציגים מאפשרים מדידה פולשני של כוח מתאים סביב הראש או קסדה.
להסמכה של קסדות, קסדה מאובטח על headform שעברו אינסטרומנטציה, שגייסה ואז לגובה מסוים יוסרו. הראש ואת הקסדה כפוף ואז ירידה נפילה חופשית על גבי סדן בעת הקלטת ההאצות של סמנים ליניארי. אמנם בדרך כלל לא בשימוש בתקני תעשייה קסדה, הראש השלישי היברידית (headform) בעלת הצוואר הרכבה שימשו בעבודה זו, עם מגדל טיפה מודרך כדי לדמות השפעות. בניגוד תקנים זה משתמשים בדרך כלל קינמטיקה ליניארי, המערך תאוצה headform מאפשרת גם הקביעה של תנועה מעגלית, פרמטר מפתח בחיזוי הסיכוי של פציעות מוח ' מאטום לשקוף ', כולל זעזוע מוח11 . דרך המדידה של תאוצה לינארית, האצת המסתובבת וגם מהירות, הערכות של פציעת ראש חמורה נקודתית ולא מפוזר יכול להתבצע על-ידי השוואת קינמטיקה לשיטות הערכה פציעה המוצע מבוסס-קינמטיקה מספר בספרות 12 , 13. בעוד headform פותחה במקור עבור בדיקות התרסקות כלי רכב, השימוש בו הקסדה הערכה, הערכת סיכון פגיעת ראש חום ההשפעה היא מתועדת היטב2,14. הגדרת ההשפעה כוללת גם תא המטען בצוואר העליון, המאפשר את הכוחות ואת רגעים הקשורים לפציעה בצוואר כדי למדוד. הסיכון לפציעה בצוואר ואז יכול להיות מוערך על-ידי השוואת הצוואר קינטיקה פציעה הערכת הנתונים מפני פגיעת כלי רכב נתונים12,13.
שיטת מעקב הקסדה תנועה יחסית בראש תוך כדי המכה עם מהירות גבוהה וידאו גם מוצע. שיטות כמותיות לא קיימת כעת, כדי להעריך את הקסדה יציבות תוך כדי המכה. תקן קסדת אופניים15 ועדת בטיחות המוצר לצרכן (CPSC) מצריך בדיקת יציבות לפי מיקום, אבל הוא לא נציג של השפעה. יתר על כן, או לא הקסדה יורד על headform היא התוצאה היחידה נמדדת במבחן. ללא קשר חשיפה של הראש לפגיעה, קסדה עדיין עשוי לעבור כל עוד זה נשאר headform את במהלך הבדיקות. השיטה המוצעת של מעקב אחר תנועה הקסדה הדומה הקסדה מיקום האינדקס (מדד מחירי הבתים של)15 , מודד את המרחק בין הקצה של קסדה על המצח. הזחה הראש-הקסדה הזאת, מתבצע מעקב אחר באמצעות קטעי וידאו במהירות גבוהה לאורך כל השפעה על מנת לקבל ייצוג של יציבות הקסדה וחשיפת הראש תוך כדי המכה. באמצעות שינוי צורה קווית ישירה (DLT)16 ושיטות יחיד ערך הפירוק (רובה צלפים דרגונוב)17 , סמנים הנמצאים במעקב של שתי מצלמותכדי לקבוע את מיקומי נקודות ב מרחב תלת-ממדי ולאחר מכן העקירה היחסי בין הקסדה לבין הראש.
מספר פרמטרים חומרת ובכושר ההשפעה נחקרות. התרחישים ההשפעה כוללים שתי מהירויות ההשפעה, שניים להשפיע על משטחים סדן, השפעות על הגוף-הראשון והן ראשה. בנוסף משטח סדן שטוח טיפוסי, השפעה סדן בזווית גם מדומה לזירוז רכיב משיקי כוח. השפעה פלג-הראשון, בניגוד השפעה ראשה, נכלל להדמיית תרחיש שבו הכתף של הרוכב משפיעה על הקרקע לפני הראש, באופן דומה הופיעה בעבודה קודמת18. לבסוף, נחקרות תרחישים אלה ארבעה הקסדה מתאימה: בהתקף, מתאים מנופחים, התאמה לפנים, התאמה לאחור. בניגוד העבודות הקודמות, מיצוב הקסדה על הראש היא פרמטר ובדוקים, כמו גם קסדה התאמה ושינוי קסדה.

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

a test bed to examine helmet fit and retention and biomechanical measures of head and neck injury in simulated impact

הרווחת ואת השפה ברמת האישורים והבדיקות הקסדה הבינלאומי מציע כי הקסדה מתאימה להתאים שמירה במהלך השפעה הם גורמים חשובים בהגנה על העונד את הקסדה מפציעה ההשפעה-induced. כתב יד זה שואף לחקור מנגנוני פגיעה הנגרמת ההשפעה בתרחישים שונים הקסדה מתאימה לעבור ניתוח ההשפעות חום מדומה עם מכשיר הבדיקה אנתרופומטרים (ATD), מערך headform האצה מתמרים, צוואר כוח / הרגע מתמרים, מערכת המצלמה במהירות גבוהה כפולה וחיישני הקסדה התאמה כוח פיתח בקבוצה שלנו-מחקר המבוסס על סורגי בראג, סיבים אופטיים. כדי לדמות השפעות, ליפול headform שעברו אינסטרומנטציה, צוואר גמיש לאורך מסילה לינארית מדריך על גבי סדן. המיטה הבדיקה מאפשר הדמיה הפגיעה בראש במהירויות של עד 8.3 m/s, על גבי משטחים השפעה כי הן שטוח זוויתי. Headform מתאים עם קסדה, מספר תרחישים מתאים יכול להיות מדומה על ידי ביצוע התאמות ספציפיות בהקשר אינדקס מיקום הקסדה ו/או גודל קסדה. כדי לכמת את הקסדה השמירה, התנועה של הקסדה על הראש הוא לכמת באמצעות ניתוח תמונות פוסט-הוק. כדי לכמת את פגיעת הראש והצוואר פוטנציאליים, אמצעים biomechanical בהתבסס על headform האצה והצוואר כוח/רגע נמדדים. אמצעים אלה biomechanical, באמצעות השוואה עם עקומות הוקמה לסיבולת האנושית, יכול לאמוד את הסיכון של מסכנות חיים קשים ו/או פגיעה מוחית קלה ' מאטום לשקוף ', osteoligamentous צוואר פציעה. לידע שלנו, המיטה-המבחן הציג היא הראשונה שפותחה במיוחד כדי להעריך את ההשפעות biomechanical על פציעת הראש והצוואר ביחס הקסדה מתאימה ושמירה.

מדידת כוח מתאים מתאים כל תרחיש, מתאים כוח המדידה בוצע לעבר כל חיישן מיקום (איור 12), בוצע מבחן t, בהנחה שונויות, כדי לקבוע מובהקות (p &#60; 0.05). סטיית תקן ממוצעת על פני כל המדידות היה ± 0.14 כוחות בכושר גבוה ש לציין התאמה הדוקה.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-...

Watch this Scientific Journal Video about A Test Bed to Examine Helmet Fit and Retention and Biomechanical Measures of Head and Neck Injury in Simulated Impact at JoVE.com

A Test Bed to Examine Helmet Fit and Retention and Biomechanical Measures of Head and Neck Injury in Simulated Impact

מיטת הבדיקה לבחון את הקסדה מתאימה, שמירה ואמצעים Biomechanical הראש ופציעה הצוואר להשפעה מדומה

שימוש אנתרופומטרים הראש והצוואר, התאמה המבוססת על סיבים אופטיים כוח מתמרים, מערך של האצת הראש, הצוואר כוח/רגע מתמרים, ומהירות גבוהה כפול מערכת המצלמה, אנו מציגים מיטה מבחן ללמוד השמירה הקסדה ואת ההשפעות על ביו-מכני אמצעי משני ההשפעה לראש הראש והצוואר הפציעה.

Conventional wisdom and the language in international helmet testing and certification standards suggest that appropriate helmet fit and retention during ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

יצירת דו מימדי מצעים Patterned עבור החזקת חלבון ו-Cell

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Directed Cellular Self-Assembly to Fabricate Cell-Derived Tissue Rings for Biomechanical Analysis and Tissue Engineering

בימוי נייד הרכבה עצמית לפברק Cell-נגזר טבעות רקמות לניתוח biomechanical הנדסת רקמות

Each year, hundreds of thousands of patients undergo coronary artery bypass surgery in the United States.1 Approximately one third of these patients do ...

Ferromagnetic Bare Metal Stent for Endothelial Cell Capture and Retention

Bare Metal פרומגנטי סטנט ללכיד תא האנדותל ושייר

Rapid endothelialization of cardiovascular stents is needed to reduce stent thrombosis and to avoid anti-platelet therapy which can reduce bleeding risk. ...

Training Persons with Spinal Cord Injury to Ambulate Using a Powered Exoskeleton

הכשרת אנשים עם פגיעה בחוט השדרה כדי ambulate שימוש שלד חיצוני פועל

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper ...

Biomechanical Characterization of Human Soft Tissues Using Indentation and Tensile Testing

אפיון ביומכנית של רקמות רכות אדם באמצעות זחה ו מתיחת בדיקה

Regenerative medicine aims to engineer materials to replace or restore damaged or diseased organs. The mechanical properties of such materials should ...

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

ניסויי ו אלמנטים סופיים פרוטוקול לחקר התחבורה של מומסים ניטראליים והואשמו ברחבי Articular סחוס

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

A Microfluidic Flow Chamber Model for Platelet Transfusion and Hemostasis Measures Platelet Deposition and Fibrin Formation in Real-time

מודל לשכת תזרים Microfluidic עבור עירוי טסיות המוסטאסיס מודד הפקדת טסיות והיווצרות הפיברין בזמן אמת

Microfluidic models of hemostasis assess platelet function under conditions of hydrodynamic shear, but in the presence of anticoagulants, this analysis is ...

Retroductal Nanoparticle Injection to the Murine Submandibular Gland

ננו-חלקיק Retroductal הזרקה אל בלוטת Submandibular מאתר

Two common goals of salivary gland therapeutics are prevention and cure of tissue dysfunction following either autoimmune or radiation injury. By locally ...

Seeding and Implantation of a Biosynthetic Tissue-engineered Tracheal Graft in a Mouse Model

Seeding, השרשת biosynthetic הוחלף נגזר רקמות מהונדסים בקנה הנשימה השתלה במודל של עכברים

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional ...