科学家开发了一种新方法来测量足球中头部撞击的累积效应

威克森林浸信会医学中心的科学家们开发了一种新方法来测量足球运动员头部受到的撞击的累积效应。

这项被称为风险加权累积暴露(RWE)的指标，可以通过测量所有影响的频率和强度，来捕捉球员在一个足球赛季中暴露于脑震荡风险的情况，该研究的高级作者Joel Stitzel博士说，他是维克森林浸信会生物医学工程主席，弗吉尼亚理工大学维克森林大学生物医学工程与科学学院副院长。

这项研究发表在最新一期的《生物医学》网络版上生物医学工程年鉴．

基于一个赛季的高中足球比赛和训练收集的数据，研究人员使用RWE分别测量了线性和旋转加速度造成的受伤的累积风险，以及两者相关的受伤的综合概率。

Stitzel说:“这个指标给我们提供了一种方法来观察大量的球员以及他们在踢足球时受到的撞击。”“我们知道年轻球员经常遭受低水平的撞击，但不会造成明显的伤害，但还没有一种很好的方法来衡量脑震荡的相关风险。”

脑震荡是最常见的与运动有关的头部损伤足球运动员在高中中比率最高的学校的运动员根据这项研究。据估计，美国有近110万学生在高中踢足球。然而，关于生物力学与足球相关的头部撞击传统上集中在大学水平，而不是高中水平。

斯蒂策尔说，在这项运动中有如此多的运动员，了解与不同程度的冲击相关的风险，准确估计在练习、比赛、赛季或一生中累积的脑震荡风险是至关重要的。

在维克森林浸信会的研究中，研究人员测量了40名儿童头部受到撞击的情况高中橄榄球运动员使用头盔上的传感器来记录线性和旋转加速度。在一个足球赛季中，总共收集了16502次撞击，并将数据作为一个群体和个人球员进行分析。

根据单独线性加速度和旋转加速度的相关风险，以及与两者相关的损伤的综合概率，对影响进行加权。Stitzel说，这是一种改进的方法，可以捕捉每次撞击的累积效应，因为它考虑了撞击强度和相关受伤风险之间的非线性关系。

Stitzel说:“所有的击打都涉及线性加速度和旋转加速度，但旋转意味着你的头部在围绕颈部旋转，而直线加速度则来自直接打击头部的质心。”

每个玩家受到的冲击中值为15.2至27.0克，平均值为21.7克，这表明冲击力的差异很大。

研究发现，在比赛中(15.5次)碰撞频率比在练习中(9.4次)更高。然而，在整个赛季的训练过程中，整体暴露更大。

研究人员报告说，这些信息可以帮助球队在训练中减少头部撞击，通过教授正确的处理技术，减少可能导致更高脑震荡率的撞击。

此外，该研究还发现，在球队内部，球员受到的影响存在很大差异，在练习中，每次受到的影响有22倍的变化，在比赛中，每次受到的影响有47倍的变化。

这样的研究对于理解生物力学基础是至关重要的头斯蒂策尔说。该指标充分反映了球员在整个赛季中的暴露情况，并将与其他赛季前和赛季后的评估一起使用，包括作为本研究一部分进行的核磁共振和神经系统测试。

研究小组希望这项工作可以最终提高头盔的安全性和设计足球更安全的运动。