Badanie nagłówków piłki nożnej młodzieży

Pomimo dużej popularności piłki nożnej na całym świecie iw Stanach Zjednoczonych, większość badań dotyczących uderzeń głową związanych ze sportem koncentrowała się na zawodnikach futbolu amerykańskiego, którzy używali czujników pomiaru uderzenia głową w oprzyrządowanych kaskach piłkarskich. Ograniczone badania dotyczące piłkarzy również koncentrowały się na mężczyznach, zwłaszcza tych grających na poziomie elitarnym, takim jak kolegialny lub zawodowy. Niestety, istnieje niedostatek danych na temat młodych piłkarzy, jeśli chodzi o to, jak ci młodsi gracze faktycznie kierują piłką i jakie siły doświadczają. Pomiar uderzeń głową jest niezbędny do lepszego zrozumienia potencjalnych zagrożeń związanych z uderzeniem głową w młodzieżową piłkę nożną oraz do dalszego informowania o zmianach przepisów lub zasad, które ograniczają narażenie na uderzenia głową w tych młodszych grupach wiekowych.

Cel szczegółowy: Ustanowienie i zweryfikowanie kinematyki głowy opartej na wieku, modeli siły-odkształcenia i map prawdopodobieństwa urazu mózgu na podstawie danych noszonych przez czujniki podczas wykonywania zadań głową.

W tym badaniu modele odkształcenia siły zależne od wieku i płci zostaną zweryfikowane za pomocą badania uderzeń głową w piłkę nożną w kontrolowanych warunkach. Młodzi piłkarze w klasach 6-12 zostaną zrekrutowani do udziału w sesji treningowej głową w opaskach na głowę z czujnikiem ruchu. Wszystkie dzieci zostaną poddane skanowaniu MRI i podstawowej ocenie funkcji neurokognitywnych, zdrowia psychicznego oraz zdolności i wyników w nauce. Specyficzne dla uczestników modele elementów skończonych zostaną utworzone na podstawie skanów MRI, a główne naprężenia tkanek zostaną określone na podstawie profili ruchu głowy podczas meczów piłki nożnej i porównane między grupami w zależności od wieku i płci.

Kinematyka głowy o wysokiej wierności zostanie uzyskana podczas meczów głową w piłce nożnej w kontrolowanych warunkach przy użyciu niestandardowego pałąka na głowę z wbudowanymi wieloosiowymi czujnikami ruchu. Skany MRI zostaną uzyskane u wszystkich uczestników, a zindywidualizowane i uśrednione w populacji (w celu zmniejszenia obciążenia obliczeniowego) zostaną utworzone traktografy całego mózgu. Nowe, specyficzne dla uczestników modele elementów skończonych zostaną wygenerowane przy użyciu technik morfingu siatki dostosowującej się do geometrii, aby dopasować morfologię głowy każdego badanego za pomocą podstawowego modelu głowy ES (w celu skrócenia czasu opracowywania modelu). Historie przyspieszeń liniowych i kątowych uzyskane z zadań związanych z kierowaniem piłką nożną przed i po treningu zostaną zastosowane bezpośrednio w modelach FE, aby symulować ruch głowy każdego uczestnika. Główne obciążenia zostaną określone dla każdego zadania nagłówka, a mapy prawdopodobieństwa uszkodzenia mózgu zostaną wygenerowane na podstawie powstałego obciążenia tkanki. Ryzyko urazu mózgu zostanie ocenione poprzez włączenie kryterium urazu komórkowego osadzonego w symulacjach elementów skończonych, przy czym mniejsze obciążenia korelują z niższym ryzykiem urazu. Zależności między siłą a naprężeniem piłki nożnej zostaną porównane między grupami wiekowymi oraz sesją przed i po treningu. Ta analiza zapewni wgląd w wpływ wieku i treningu na poprawę technik główkowania i zmniejszenie ryzyka kontuzji.