Évaluation de deux technologies de casque rotatif pour diminuer l'accélération rotationnelle maximale dans les casques de cyclisme

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7735 (2022) Citer cet article

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Le risque de traumatisme cérébral a été associé à la cinématique de rotation, ce qui a conduit au développement de casques dotés de diverses technologies de gestion de la rotation. Le but de cet article était d'utiliser un protocole de test spécifique à la rotation pour évaluer l'efficacité de deux de ces technologies. La réponse dynamique de la tête a été mesurée pour évaluer les performances de chaque technologie. Trois casques de vélo de construction identique ont été inclus dans cette étude. Un casque sans technologie de rotation, une technologie commerciale établie et une nouvelle technologie de rotation de casque conçue et assemblée par les auteurs ont été testés. Un test de chute sur une enclume à 45° a été utilisé pour mesurer la capacité de chaque casque à gérer la réponse dynamique de la forme de la tête lors d'une série d'impacts. Les résultats ont révélé que les deux technologies de casque rotatif entraînaient une accélération rotationnelle maximale et une fatigue cérébrale plus faibles, mais chaque technologie démontrait des caractéristiques de performance uniques en fonction des conditions d'impact.

Le système de santé américain a besoin de deux milliards de dollars par an pour traiter et gérer les traumatismes crâniens dans la population générale1,2. Représentant 30 à 40 % des hospitalisations chez les enfants et adolescents3, les commotions cérébrales sont la cause la plus fréquente de traumatismes crâniens chez les enfants à vélo. Les commotions cérébrales liées au sport en général ont été décrites comme une « épidémie silencieuse », la prévalence et les effets de ces blessures n'étant pas entièrement décrits1,2,3,4,5. Des technologies de casque ont été développées pour minimiser le risque de traumatisme crânien, y compris les commotions cérébrales dues à des impacts à la tête dans le sport5,6,7,8. Bien qu’ils se soient révélés utiles pour réduire les traumatismes crâniens en cyclisme, le mécanisme de blessure associé aux commotions cérébrales n’est pas pleinement reflété dans les protocoles actuels de test des casques9,10,11,12. La cinématique de rotation décrivant la dynamique de la tête lors des impacts a été associée à des lésions cérébrales diffuses, notamment les commotions cérébrales9,10,11,13,14,15,16,17. Cependant, l’efficacité des casques de sport pour gérer les traumatismes crâniens implique généralement de mesurer l’accélération linéaire à l’aide d’un test de chute verticale sur une enclume plate18. Post et al.19 et Rowson et al.20 ont signalé une faible relation entre les accélérations de rotation maximales et les accélérations linéaires pour les impacts de tête. Bien que plusieurs méthodes d'essai aient été utilisées, à ce jour, aucune norme d'essai de casque de cyclisme ne comprend de critère de performance en rotation10,12,14,21,22,23,24,25,26,27. Un protocole d'essai d'impact à friction élevée proposé a été utilisé pour mesurer la capacité d'un casque à gérer l'accélération rotationnelle. Il comprenait une forme de tête casquée à chute libre sur une enclume à impact incliné équipée de papier de verre à haute friction.

Les fabricants de casques de cyclisme ont accru leur intérêt pour l'intégration de technologies efficaces de gestion de la rotation dans les casques de cyclisme à la suite de rapports selon lesquels les caractéristiques d'impact en rotation sont d'importants prédicteurs du risque de blessures par commotion cérébrale6,10,11,12.

Le but de cette étude était d'évaluer la capacité de deux technologies de casque rotatif adaptées à la même marque et au même modèle de casque de cyclisme à gérer les traumatismes d'impact à l'aide d'un protocole de test d'impact à friction élevée.

Trois casques de vélo identiques de taille moyenne ont été inclus dans cette étude : un casque de vélo disponible dans le commerce sans technologie de rotation, un casque de vélo disponible dans le commerce avec une couche à faible friction à technologie de rotation (MIPS, Multi-Directional Impact Protection System, Suède) et un casque de vélo du commerce. casque de cyclisme disponible équipé d'une nouvelle technologie de rotation composée de vessies remplies de liquide (Fig. 1). Les trois casques étaient composés d'une microcoque en polycarbonate, d'une doublure en polystyrène expansé, d'inserts Koroyd®, de coussinets d'ajustement et d'une jugulaire. La taille de l'échantillon comprenait quatre casques pour chaque type de casque, pour un total de douze casques.