護頸

邢鴻飛/編譯

護頸

邢鴻飛/編譯

彼得·克里普頓，加拿大英屬哥倫比亞大學機械工程師

2013年8月，在佐治亞州亞特蘭大市郊的一次中學橄欖球比賽中，一名16歲的隊員攔截搶球，可惜從此沒有再醒過來。他扭斷了頸部，失去神志，之后不久在醫院里被宣布死亡。

當對身體的沖擊力作用到頸部時，會出現損傷。除了更安全的行為以外，我認為結合更多數據和研發科技可以防止一些致命性損傷。比如，有證據表明，一個標準的頭盔能保護頭部但無法保護頸部。為保護頸部而設計更安全的頭盔需要工程師們對沖擊力的物理性再做思考。

為了弄清楚科技是否能夠降低頸部受傷的風險，我對已經公開發表的有關于頭盔和頸部損傷研究進行了分析，并與我以前的一個研究生蒂姆·尼爾森（Tim Nelson）合作，他現在是加拿大溫哥華的一名工程師。我們一起研究如何改善頭盔設計，以降低頸部所承受的沖擊力。問題非常復雜。在頭部著地撞擊中，戴著頭盔頸部仍然受傷的可能性有很多變量，其中包括速率、頸部受撞擊的角度、撞擊力量的強度等。工程學上要解決的問題是如何減少對頸部造成的壓力。

該思路引導我們研發了Pro-Neck-Tor頭盔。它看上去和普通的頭盔沒有什么兩樣，主要用于緩解對頭部的撞擊力。其獨特之處在于內部結構。這種頭盔有兩層。在頭部先著地受到的撞擊中，頭盔的雙層設計可以使頭部稍稍扭轉，將撞擊力彎曲或拉伸。頸部因此可以“逃脫”身體軀干慣性向前的沖力，以此防止頸部折斷。我們預計，比如在橄欖球比賽里，這種頭盔可以預防超過四分之三的頸部骨折。

其他防止毀滅性頸部受傷的預防措施還包括很多山地自行車和摩托車越野賽的選手們佩戴的Leatt-Brace。它能在軀干和前部的下巴，以及軀干和頭后部之間提供一種機械的阻塞，以防止選手在摔倒、撞擊到腦袋的前部、后部或者側邊時會產生的屈曲過度以及伸拉。同樣，用于賽車運動的頭頸保護系統將兩根帶子系在頭盔的任意一邊，使頭部保持豎直，以緩沖在高速狀態下迎頭相撞時頸部的拉力。該系統對于會給賽車選手帶來致命損傷的頸部屈曲過度和巨大拉力起到較好的預防作用。

實際數據

“頸部受到沖擊后的彎曲程度對于傷后是否能夠恢復非常關鍵。但這同時引發其他重要的問題。”

為了研發能防止不同類型的頸部損傷的護具，我們需要更多的數據。我們研制出Pro-Neck-Tor頭盔是因為我們知道在撞擊中頸部的彎曲狀況與頸部損傷之間的關系。但其他重要的問題同時出現，例如，當車輛翻轉，我們對撞擊力有事先準備，或者毫無準備身體倒立的時候，受到沖擊的頸椎其位置會發生什么樣的變化。

為了弄清楚真相，我和同事們測量了倒立時對頸椎校正和頸部肌肉活動發生的變化值。我們發現，當受試者頭朝下的時候，頸部的弧度比正常狀況下更大。我們還測量了當人們緊張應對撞擊時脊柱發生的姿態變化，目前正在整理數據準備發表。這些數據的整理可以幫助我們優化Pro-Neck-Tor頭盔的設計，因為這正是在頭部先著地的撞擊中頸部發生彎曲時脊柱的姿態。此類數據有助于我們及其他設計師們研究更真實的測試，來評價那些保護脊柱的護具，并優化頸部變化的電腦模型。

總之，數據和工程學的結合將誕生改良的設備，降低頸部傷痛和斷頸的風險。

[資料來源：Nature][責任編輯：彥 隱]