Valutazione di due tecnologie di casco rotazionale per ridurre l'accelerazione rotazionale di picco nei caschi da ciclismo

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 7735 (2022) Citare questo articolo

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Il rischio di trauma cerebrale è stato associato alla cinematica rotazionale che ha portato allo sviluppo di caschi con una varietà di tecnologie di gestione della rotazione. Lo scopo di questo documento era quello di utilizzare un protocollo di test specifico per la rotazione per valutare l'efficacia di due di queste tecnologie. È stata misurata la risposta dinamica della testa per valutare le prestazioni di ciascuna tecnologia. In questo studio sono stati inclusi tre caschi da ciclismo con struttura identica. Sono stati testati un casco senza tecnologia rotazionale, una tecnologia commerciale consolidata e una nuova tecnologia rotazionale del casco progettata e assemblata dagli autori. È stato utilizzato un test di caduta su un'incudine a 45° per misurare la capacità di ciascun casco di gestire la risposta dinamica della forma della testa durante una serie di impatti. I risultati hanno rivelato che entrambe le tecnologie del casco rotazionale hanno prodotto un’accelerazione di rotazione di picco e uno sforzo cerebrale inferiori, tuttavia ciascuna tecnologia ha dimostrato caratteristiche prestazionali uniche a seconda delle condizioni di impatto.

Il sistema sanitario negli Stati Uniti richiede due miliardi di dollari all’anno per curare e gestire le lesioni alla testa nella popolazione generale1,2. Rappresentando dal 30% al 40% dei ricoveri ospedalieri di bambini e adolescenti3, le commozioni cerebrali sono la causa più comune di lesioni alla testa nei bambini mentre vanno in bicicletta. Le commozioni cerebrali legate allo sport in generale sono state descritte come una "epidemia silenziosa", con la prevalenza e gli effetti di queste lesioni non completamente descritti1,2,3,4,5. Le tecnologie dei caschi sono state sviluppate per ridurre al minimo il rischio di traumi cranici, comprese le commozioni cerebrali derivanti da impatti alla testa nello sport5,6,7,8. Sebbene si siano rivelati utili nel ridurre le lesioni alla testa nel ciclismo, il meccanismo di lesione associato alla commozione cerebrale non si riflette completamente negli attuali protocolli di test del casco9,10,11,12. La cinematica rotazionale che descrive le dinamiche della testa durante gli impatti è stata associata a lesioni cerebrali diffuse tra cui commozioni cerebrali9,10,11,13,14,15,16,17. Tuttavia, l'efficacia dei caschi sportivi nella gestione dei traumi cranici implica in genere la misurazione dell'accelerazione lineare utilizzando un test di caduta verticale su un'incudine piatta18. Post et al.19 e Rowson et al.20 hanno riportato una relazione debole tra le accelerazioni rotatorie e lineari di picco per gli impatti della testa. Sebbene siano stati impiegati diversi metodi di prova, ad oggi nessuno standard di prova per i caschi da ciclismo include un criterio di prestazione rotazionale10,12,14,21,22,23,24,25,26,27. È stato utilizzato un protocollo di test di impatto ad alto attrito proposto per misurare la capacità del casco di gestire l'accelerazione rotazionale. Comprendeva una forma della testa con elmo a caduta libera su un'incudine d'impatto angolata dotata di carta vetrata ad alto attrito.

I produttori di caschi da ciclismo hanno aumentato l'interesse nell'integrare tecnologie efficaci di gestione della rotazione nei caschi da ciclismo in seguito ai rapporti secondo cui le caratteristiche dell'impatto rotazionale sono importanti predittori del rischio di lesioni concussive6,10,11,12.

Lo scopo di questo studio era di valutare la capacità di due tecnologie di casco rotazionale montate sulla stessa marca e modello di casco da ciclismo di gestire i traumi da impatto utilizzando un protocollo di test di impatto ad alto attrito.

In questo studio sono stati inclusi tre caschi da ciclismo identici di medie dimensioni: un casco da ciclismo disponibile in commercio senza tecnologia rotazionale, un casco da ciclismo disponibile in commercio con strato a basso attrito con tecnologia rotazionale (MIPS, Multi-Directional Impact Protection System, Svezia) e un casco da ciclismo disponibile in commercio casco da ciclismo disponibile dotato di una nuova tecnologia rotazionale composta da camere d'aria riempite di fluido (Fig. 1). Tutti e tre i caschi erano composti da un microguscio in policarbonato, una fodera in polistirene espanso, inserti in Koroyd®, imbottiture e un sottogola. La dimensione del campione comprendeva quattro caschi per ciascun tipo di casco, per un totale di dodici caschi.