頭盔中的秘密

文/陳育和

杜馬是一位美國弗吉尼亞州黑堡的弗吉尼亞理工大學的生物醫學工程師。他專門研究有身體接觸的體育運動，例如美式足球和冰球項目中的頭部與頭部相撞所造成的傷害。它在這兩種運動員所佩戴的頭盔中安裝傳感器，幾年來他記錄下了15萬多次從7歲少兒到弗吉尼亞理工大學美式足球隊隊員，所遭受到的碰撞。這些數據幫助他了解哪一種情況最容易造成腦震蕩以及其他一些傷害。

杜馬楊利用數據設計出一種更為安全更有效的頭盔，那么他為什么要研究頭盔技術以及運動型腦震蕩呢？原來是這樣，有一次他接到本校體育部打來的一個電話，問他們的美式足球隊隊員應該購買什么頭盔，沒有公開的測量頭盔的性能數據，只憑一雙眼睛是無法辦到的。因此，杜馬在球隊隊員戴的頭盔上裝了傳感器。

佩戴頭盔的目的是為了減少頭部碰撞時的重力加速度。每當頭部遭到突然的碰撞，例如在競技場上頭與頭的突然猛烈碰撞造成頭部很快的重力加速度，就會發生腦震蕩。正是由于這種加速度的出現，使得大腦伸展變形，從而產生腦震蕩。由于現在的頭盔采用了多種泡沫和護墊技術，因而減少了頭部碰撞時的重力加速度，當然頭盔越好，就越能降低運動員比賽中的頭部受傷的危險。

杜馬在運動員頭盔的泡沫護墊上安裝了6個加速度記速儀。加速度記速儀可以測量頭部的運動，并捕捉每一次頭部碰撞。并且記錄下加速度是多少。然后，頭盔上的無線發射器將實時信息傳給在賽場邊上的計算機，在那里，科研人員觀看數據以便研究。這樣，杜馬等科研人員可以準確地了解到，運動員碰撞的次數和方向，以及有多大力量。盡管每個運動員各不相同，但是杜馬知道80g到100g就能造成腦震蕩。如果一個運動員在頭部遭到猛烈撞擊，那么那里的傳感器就會給隨隊醫生自動發出警報，看運動員是否需要休息。

杜馬等科研人員將所有在賽場上接收到的有關頭盔和頭盔碰撞的信息帶回實驗室。他們對每種市場上的頭盔進行120次測試，看它們承受重力加速度的程度。然后，科研人員將數據進行比較，并制定出每種頭盔的等級。

一般來說，一顆星的頭盔可以防護的作用遠低于五星級的頭盔。給頭盔排列星級，可以刺激頭盔制造商設計生產更好的頭盔?，F在這些科研成果已經應用于美式足球頭盔，以后冰球和棒球及壘球的頭盔也會相繼應用該項科研成果。