彼得·克里普顿，加拿大英属哥伦比亚大学机械工程师
2013年8月，在佐治亚州亚特兰大市郊的一次中学橄榄球比赛中，一名16岁的队员拦截抢球，可惜从此没有再醒过来。他扭断了颈部，失去神志，之后不久在医院里被宣布死亡。
当对身体的冲击力作用到颈部时，会出现损伤。除了更安全的行为以外，我认为结合更多数据和研发科技可以防止一些致命性损伤。比如，有证据表明，一个标准的头盔能保护头部但无法保护颈部。为保护颈部而设计更安全的头盔需要工程师们对冲击力的物理性再做思考。
为了弄清楚科技是否能够降低颈部受伤的风险，我对已经公开发表的有关于头盔和颈部损伤研究进行了分析，并与我以前的一个研究生蒂姆·尼尔森（Tim Nelson）合作，他现在是加拿大温哥华的一名工程师。我们一起研究如何改善头盔设计，以降低颈部所承受的冲击力。问题非常复杂。在头部着地撞击中，戴着头盔颈部仍然受伤的可能性有很多变量，其中包括速率、颈部受撞击的角度、撞击力量的强度等。工程学上要解决的问题是如何减少对颈部造成的压力。
该思路引导我们研发了Pro-Neck-Tor头盔。它看上去和普通的头盔没有什么两样，主要用于缓解对头部的撞击力。其独特之处在于内部结构。这种头盔有两层。在头部先着地受到的撞击中，头盔的双层设计可以使头部稍稍扭转，将撞击力弯曲或拉伸。颈部因此可以“逃脱”身体躯干惯性向前的冲力，以此防止颈部折断。我们预计，比如在橄榄球比赛里，这种头盔可以预防超过四分之三的颈部骨折。
其他防止毁灭性颈部受伤的预防措施还包括很多山地自行车和摩托车越野赛的选手们佩戴的Leatt-Brace。它能在躯干和前部的下巴，以及躯干和头后部之间提供一种机械的阻塞，以防止选手在摔倒、撞击到脑袋的前部、后部或者侧边时会产生的屈曲过度以及伸拉。同样，用于赛车运动的头颈保护系统将两根带子系在头盔的任意一边，使头部保持竖直，以缓冲在高速状态下迎头相撞时颈部的拉力。该系统对于会给赛车选手带来致命损伤的颈部屈曲过度和巨大拉力起到较好的预防作用。
实际数据
“颈部受到冲击后的弯曲程度对于伤后是否能够恢复非常关键。但这同时引发其他重要的问题。”
为了研发能防止不同类型的颈部损伤的护具，我们需要更多的数据。我们研制出Pro-Neck-Tor头盔是因为我们知道在撞击中颈部的弯曲状况与颈部损伤之间的关系。但其他重要的问题同时出现，例如，当车辆翻转，我们对撞击力有事先准备，或者毫无准备身体倒立的时候，受到冲击的颈椎其位置会发生什么样的变化。
为了弄清楚真相，我和同事们测量了倒立时对颈椎校正和颈部肌肉活动发生的变化值。我们发现，当受试者头朝下的时候，颈部的弧度比正常状况下更大。我们还测量了当人们紧张应对撞击时脊柱发生的姿态变化，目前正在整理数据准备发表。这些数据的整理可以帮助我们优化Pro-Neck-Tor头盔的设计，因为这正是在头部先着地的撞击中颈部发生弯曲时脊柱的姿态。此类数据有助于我们及其他设计师们研究更真实的测试，来评价那些保护脊柱的护具，并优化颈部变化的电脑模型。
总之，数据和工程学的结合将诞生改良的设备，降低颈部伤痛和断颈的风险。
资料来源Nature
责任编辑 彦 隐