法医学バイオメカニクスジャーナル

概要

自転車ヘルメットの斜め衝撃を軽減する新しい戦略

エミリー・ブリヴェン、アレクサンドラ・ルーヒエ、スタンリー・ツァイ、レミー・ウィリンガー、ニコラ・ブルデ、キャロライン・デック、スティーブン・M・マディ、マイケル・ボットラン

外傷性脳損傷の主な原因は、頭部の回転加速度であり、頭部に直接衝撃が加わらなくても脳損傷を引き起こす可能性があります。自転車で転倒すると、通常、頭部に斜めの衝撃が加わり、頭部の回転加速度が誘発されます。この頭部の回転加速度を軽減するために、折りたたみ可能なセル構造を採用した新しい自転車用ヘルメットのコンセプトが開発されました。この研究では、この技術の有効性を、従来の硬質発泡ポリスチレン (EPS) 製の自転車用ヘルメットと比較して定量化しました。セル構造 (CELL) のプロトタイプ ヘルメットと標準 EPS ヘルメット (CONTROL) を、角度の付いたアンビルへの垂直落下試験で斜めの衝撃にさらしました。ヘルメットは、衝撃速度 4.8 m/s と 6.2 m/s、衝撃角度 30°、45°、60° で試験されました。人体測定による頭部と首の代替物の直線および回転ヘッドフォーム加速度と首の負荷が記録され、ピーク軸索ひずみがヘッドフォームの運動学から推定されました。 CELL ヘルメットは、CONTROL ヘルメットと比較して、すべてのテストで回転加速度とそれに伴う軸索の歪みを大幅に低減しました。低減の範囲は、回転加速度で 34%～73%、軸索の歪みで 63%～85% です。結果は、新しい自転車用ヘルメット戦略が、脳損傷のリスクに関連する頭部の回転加速度と軸索の歪みを低減する可能性を示しています。