Mahasiswa teknik Biomedis UC, Christopher Boles, menggunakan palu modal untuk memukul kepala tiruan yang berisi akselerometer. Dengan membandingkan kekuatan yang dicatat boneka dengan dan tanpa helm, peneliti dapat melihat helm mana yang memberikan perlindungan lebih baik dari potensi gegar otak. Kredit: Andrew Higley
Helm sepak bola yang dibuat oleh empat pabrikan terkemuka menunjukkan kerentanan dalam pengujian yang dirancang untuk lebih memahami gegar otak pemain, menurut sebuah studi baru.
Insinyur Universitas Cincinnati menempatkan helm sepak bola populer yang dibuat oleh merek terkemuka melalui pengujian benturan dan menemukan bahwa tidak ada desain tunggal yang menunjukkan pengurangan yang unggul dari potensi insiden gegar otak atau penyerapan energi yang konsisten di setiap bagian helm.
Gegar otak dari sepak bola adalah masalah kesehatan di semua kelompok umur dari olahraga remaja hingga liga profesional.
NFL mengalami peningkatan dramatis dalam gegar otak selama musim 2022. Gegar otak naik 18% dibandingkan musim sebelumnya, termasuk pemain terkenal seperti penerima Cincinnati Bengals, Tee Higgins.
“Kami tidak berusaha membuat anak-anak berhenti bermain sepak bola,” kata Eric Nauman, seorang profesor teknik biomedis di UC’s College of Engineering and Applied Science. “Kami hanya ingin mereka bisa bermain tanpa menderita konsekuensi jangka panjang.”
Studi ini dipublikasikan di Journal of Biomechanical Engineering.
Studi ini dipimpin oleh mantan mahasiswa Nauman, Kevin McIver dan Patrick Lee, bersama dengan Sean Bucherl dari UC.
Peneliti menguji tiga helm dari masing-masing sembilan model yang dibuat oleh empat perusahaan. Mahasiswa teknik Biomedis UC menggunakan modal hammer untuk memukul kepala boneka yang berisi akselerometer. Dengan membandingkan kekuatan yang dicatat boneka dengan dan tanpa helm, peneliti dapat melihat helm mana yang memberikan perlindungan lebih baik dari potensi gegar otak. Kredit: Andrew Higley
“Kami melakukan tes sendiri berdasarkan beberapa proyek militer yang telah kami lakukan,” kata Nauman. “Kami dapat mengukur dengan tepat seberapa besar dampak yang dilemahkan oleh helm.”
Mereka mengukur massa masing-masing helm, pertimbangan penting dalam menentukan seberapa besar gaya yang diterapkan selama tekel keras atau benturan dengan tanah.
Setiap helm dipasang sesuai instruksi pabrikan pada boneka yang mirip dengan jenis yang digunakan dalam pengujian kecelakaan otomotif. Boneka itu berisi sensor yang disebut akselerometer yang mengukur seberapa cepat kepala bergerak saat terjadi benturan.
Dengan menggunakan instrumen yang disebut palu modal yang berisi sensor canggih untuk mengukur gaya yang diterapkan secara akurat, para peneliti mengirimkan 20 pukulan dengan tangan pada tujuh titik tumbukan di sekitar kepala telanjang boneka dan kepalanya sambil mengenakan masing-masing dari 27 helm.
Dengan mengukur gaya yang diterapkan pada boneka dengan dan tanpa helm, peneliti dapat memilih kekuatan dari setiap desain helm di setiap titik tumbukan. Keempat merek mendapatkan skor tertinggi dalam meminimalkan dampak setidaknya pada salah satu titik dampak yang diukur.
Mahasiswa teknik Biomedis UC Shengming Hu menggunakan modal hammer untuk memukul kepala tiruan yang berisi akselerometer. Dengan membandingkan kekuatan yang dicatat boneka dengan dan tanpa helm, peneliti dapat melihat helm mana yang memberikan perlindungan lebih baik dari potensi gegar otak. Kredit: Andrew Higley
Helm mampu mengurangi antara 52% dan 83% dari percepatan translasi—atau perubahan kecepatan—para peneliti diukur dalam serangan palu. Bagian belakang helm bernasib paling buruk dalam pengujian, mengurangi kurang dari setengah percepatan rotasi pukulan palu.
“Tidak ada helm yang seragam bagus atau jelek, kecuali di bagian belakang helm yang semuanya jelek,” kata Nauman. “Kami tidak menyangka helm akan sangat buruk di satu tempat itu.”
Beberapa pemain NFL terkenal, termasuk gelandang Miami Dolphins Tua Tagovailoa, mengalami gegar otak saat bagian belakang kepala mereka membentur rumput.
Para peneliti mencatat bahwa tes laboratorium saja tidak cukup untuk menentukan tingkat mitigasi yang memberikan perlindungan terbaik bagi atlet tertentu. Mereka menyarankan pelacakan dampak berbasis lapangan dikombinasikan dengan tes laboratorium bisa lebih berguna dalam penilaian di masa depan.
Setelah rentang gaya dikarakterisasi dengan lebih baik, cangkang dan bantalan dapat dirancang untuk memaksimalkan penyerapan energi dan mengurangi sebagian besar gerakan kepala yang tidak terbatas atau tiba-tiba, kata para peneliti.
Kredit: Andrew Higley Siswa menabrak helm di titik yang berbeda untuk menentukan seberapa besar kekuatan yang mereka kurangi. Kredit: Andrew Higley
Nauman mengatakan bantalan helm yang memberikan lebih banyak penyerapan dari benturan mungkin menawarkan perlindungan yang lebih baik dari gegar otak daripada jenis yang lebih kaku. Demikian pula, dia mengatakan beberapa cangkang helm yang lebih fleksibel meningkatkan penyerapan energi dari pukulan berulang yang khas dari sepak bola.
“Ada banyak cara untuk memperbaikinya,” kata Nauman. “Helm umumnya dirancang untuk menahan dampak semaksimal mungkin. Tapi itu jenis serangan persentil ke-99. Jika Anda bisa merancang helm untuk melindungi pemain dari pukulan yang lebih kecil dan lebih tipikal, itu akan ideal.”
Nauman mengatakan bahkan perubahan desain yang sederhana pun dapat memberikan manfaat besar bagi para pemain.
“Saya tidak terlalu peduli dengan NFL. Penonton kami kebanyakan sekolah menengah atau di bawahnya—98 persen pemain yang tidak bermain setelah sekolah menengah,” kata Nauman. “Jika kita bisa membuat mereka lebih aman sampai sekolah menengah, itu bagus sekali.”
Informasi lebih lanjut: Kevin McIver dkk, Pertimbangan Desain untuk Atenuasi Akselerasi Translasi dan Rotasi pada Helm Sepak Bola Amerika, Jurnal Teknik Biomekanik (2023). DOI: 10.1115/1.4056653
Disediakan oleh Universitas Cincinnati
Kutipan: Bagaimana cara mencegah gegar otak dalam sepak bola? Helm yang lebih baik (2023, 6 Maret) diambil 6 Maret 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-03-concussions-football-helmets.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.