2020年11月12日

只需调整球,即可降低足球运动员头部受伤的风险

普渡大学研究生Nicolas Leiva-Molano检查足球的气压。信用:普渡大学/ Jared Pike

足球比赛中高达22%的脑震荡可能是由于球员在比赛中用头引导球造成的。

为了减少受伤的危险,一项新的研究建议预防 通过给球充气以降低压力并在它们变湿时将其压平来击中头部。

普渡大学工程师进行的这项研究发现,将球充气到NCAA和FIFA等足球管理机构所施加范围的下限压力可以使与潜在头部受伤有关的作用力降低约20%。

但研究人员说,如果球太湿,它会很快超过比赛的NCAA重量限制,并且仍然会产生令人讨厌的冲击。

“如果球的高度太高 ,太涝或两者兼而有之,实际上变成了武器。朝那个球前进就像向砖头前进。”普渡大学机械工程和基础医学科学教授埃里克·瑙曼说,他被任命为生物医学工程专业的教授。

足球管理机构已经在比赛开始时就调节了球的压力,大小,质量和吸水率,但是Nauman的实验室率先进行了一项评估这些球参数对产生与潜在神经生理学变化相关的影响的研究。

结果发表在杂志上 PLOS一.

该研究还评估了球的速度,发现该变量实际上对击球的力度贡献最大。但是控制球的压力和吸水率将更为现实。

Nauman说:“您无法控制球员踢球的力度。还有其他方法可以减少这些力量并保持可玩性。”

过去的研究表明,一名职业足球运动员在单场比赛中将球挥杆约12次,在整个赛季中进行800次。

研究人员发现,NCAA和FIFA压力范围的下限可以帮助降低球的峰值冲击力,该范围已经与制造商指定的球上压力保持一致。这些规格将提供一种简单的方法来知道压力是否足够低以降低头部受伤的风险。

普通的足球运动员在一场比赛中将球领先12次,每个头球最多可承受100克的加速度,足以造成严重的脑部伤害。由埃里克·瑙曼(Eric Nauman)教授领导的普渡大学研究量化了如何将球充气以降低压力,并在潮湿时将其消散,从而有可能将头部受伤减少约20%。信用:普渡大学/ Jared Pike

“这项研究确实揭示了在不同条件下球的重量和冲击力如何变化的问题。体育运动管理机构和制造商可以利用这项研究进一步降低因头部受伤而导致持续性脑功能或结构性损伤的风险。明尼苏达大学法学教授弗朗西斯·沉(Francis Shen)说,他的研究重点是体育震荡与法律制度的交集。

瑙曼(Nauman)和沉(Shen)通过十大常春藤联盟创伤性脑损伤合作组织进行了会晤,这是一个多机构研究工作,旨在更好地了解与运动有关的脑震荡和头部受伤的原因和影响。

在这项研究中,Nauman的实验室通过将它们踢到实验室的测力板上来测试了三种足球尺寸(4、4.5和5)。尽管专业成年人只玩5号球,研究人员还观察了12岁以下儿童玩的4和4.5较小的球,以评估球的大小对峰值冲击力有多大作用。

该研究包括在4 psi至16 psi的四种不同压力下对每种球尺寸进行50次试验。此范围包括低于标准制造规格且接近足球管理机构规定极限的压力。

普渡大学的研究生尼古拉斯·莱瓦·莫拉诺(Nicolas Leiva-Molano)每球大小踢了200球,总共踢了600球。

为了测试吸水率,研究人员将每种大小的球浸入90分钟内,这是一场比赛的持续时间,比赛持续时间由足球管理机构规定。他们每15分钟称重并旋转每个球。

在最初的15分钟内,尺寸为5的足球已经超过了NCAA足球规则中允许的体重增加。

根据这项研究的发现,尺寸为4.5 就压力,质量和吸水力而言,球是最安全的球。但是减轻压力和限制 对这三个球的大小都有影响。

瑙曼说:“这是一个非常简单的实验。但是,关于这些问题的数据还很少,这是一个巨大的问题。”

下一步是在实验室外复制此实验,最好与 或大学运动会,这将使研究人员能够研究一个赛季前后不同参数下击球的影响。

“在体育运动中有很多例子,组织改变了规则以制定 更安全。这项新研究提出了一种简单的方法,可以进一步推动这些工作,以实现更安全的设备和 ”,沉说。

更多信息: Joshua Auger等人,影响足球踢球过程中峰值冲击力的因素以及对减轻头部受伤的影响, 一号通 (2020)。 DOI:10.1371 / journal.pone.0240162

期刊信息: 一等奖

由...提供 普渡大学

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