Haberler

Araştırmalar tenis topu sarsıntılarının nadir olduğunu ancak mümkün olduğunu gösteriyor

Futbol ve futbol oynamanın sarsıntılara ve diğer kafa yaralanmalarına neden olabileceği iyi bilinmektedir. Peki bir tenis topunun travmatik beyin hasarına neden olması için ne kadar hızlı gitmesi gerekir?

Dallas’taki Southern Methodist Üniversitesi’nden (SMU) araştırmacılar, tenis topu kafa yaralanmalarının olası ancak nadir olduğunu buldu. Bir araba kazasında hangi kafa yaralanmalarının meydana gelebileceğini tahmin etmek için yaygın olarak kullanılan tekniğin aynısını kullanan ayrıntılı hesaplamalı çalışmaları, The Guardian’da yayınlandı. Uygulamalı Mekanik Dergisi.

SMU’da makine mühendisliği profesörü Xin-Lin Gao ve eski SMU doktora öğrencisi Yongqiang Li. Gao ile çalışan bir öğrenci, bir tenis topuyla farklı hızlarda, konumlarda ve açılarda vurulursa bir adamın kafasına ne olacağını belirlemek için insan formunun ve tenis topunun bilgisayar modellemesini kullandı.

Onlar buldular:

  • Hafif travmatik beyin yaralanmaları veya sarsıntılar nadirdir ancak tenis topunun hızı saniyede 40 metreden yüksek olduğunda meydana gelebilir. Bunu perspektife koymak gerekirse, bu bir çitanın koşabileceğinden daha hızlıdır.
  • Kafanın yan tarafına çarpan bir topun, alına veya başın üstüne vurulmasına kıyasla kafa yaralanmasına neden olma olasılığı daha yüksektir.
  • Topun birine 30 veya 60 derecelik açı yerine 90 derecelik açıyla çarpması durumunda da kafa yaralanmaları daha yaygındı.
  • Ancak topun dönmesinin kafa travmasına neden olmada önemli bir etkisi olmadığı görüldü.

Gao, “Tenisin her yıl on milyonlarca katılımcının olduğu dünya çapında bir spor olduğu göz önüne alındığında, tenis topu darbelerinin neden olduğu kafa yaralanmalarını anlamak ve bunlara karşı korunmak çok önemlidir” dedi.

Şu anda Nanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üniversitesi’nde doçent olan Gao ve Li, bir tenis topunun travmatik beyin hasarı olarak sınıflandırılabilecek kadar ciddi bir kafa yaralanmasına (güçlü bir darbe) neden olup olamayacağını belirlemeye odaklandılar. Kafaya veya vücuda darbe veya sarsıntı, beynin normal fonksiyonunun bozulmasına neden olur.

Beyin sarsıntısı, yaşamı tehdit etmediği için “hafif” travmatik beyin hasarı olarak sınıflandırılır. Ancak baş ağrısı, baş dönmesi ve konsantrasyon güçlüğü gibi haftalarca veya aylarca süren kalıcı sorunlara neden olabilirler.

Kadınlar ve çocuklar için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var ancak baş araştırmacı Gao, bulguların muhtemelen her iki grup için de benzer olacağını söyledi.

Çalışma nasıl yapıldı?

Bu çalışma için araştırmacılar iki adet sonlu eleman (FE) modeli kullandılar: biri tenis topu, diğeri ise insan kafası.

Bu kafa modeli, çarpışma simülasyonları için kullanılabilecek erkek, kadın ve çocukların gerçekçi 3 boyutlu modellerini yapan Küresel İnsan Vücudu Modelleri Konsorsiyumu tarafından sağlandı. Araştırmacılar, kafa darbelerinden kaynaklanan olası beyin hasarlarını araştırmak için düzenli olarak bu (FE) kafa modellerini kullanıyor.

Gao ve Li, gerçek olanlarla yapılan deneylere dayanarak bilgisayarda üretilmiş bir tenis topu yarattılar.

Sonlu eleman modellemesini anlamanın basit bir yolu, ona büyük bir matematik problemini bir dizi küçük probleme veya sonlu elemana ayırmak olarak bakmaktır. Bu, genel sorunun araştırılmasını kolaylaştırır.

Mühendisler arasında oldukça popüler olan sonlu eleman modellemesi, örneğin otomobil imalatçıları tarafından, araçlarından biriyle meydana gelecek bir çarpışmada insanların yaralanma olasılığını değerlendirmek için kullanılabilir.

SMU çalışması, beynin dış kuvvetlere maruz kaldığında nasıl davranacağını tahmin etmek için FE modellerini kullandı. Araştırmacılar bunu, LS-DYNA adı verilen bir bilgisayar sistemine, topun veya adamın kafasının özelliklerini temsil eden çeşitli matematiksel algoritmalar vererek yaptılar. Örneğin, Ogden hiperelastik modeli olarak bilinen, kauçuğun elastikiyetini test etmek için oluşturulan bir algoritma, beyin dokularının davranışını temsil etmek için kullanıldı.

LS-DYNA, bu tür denklemlere dayanarak gerçek hayatta ne olacağına dair 3 boyutlu simülasyonlar oluşturdu.

Bu simülasyonlardan alınan ölçümler, araştırmacıların, bir tenis topunun kuvvetinin (farklı hızlarda giden veya kafanın farklı bir kısmına çarpan) bir adamın beyin dokusunun kafatasına çarpmasına neden olacak kadar yeterli olup olmadığını belirlemesine olanak tanıdı. beyin sarsıntısı ya da daha kötüsü.

Bulgularının doğru olduğundan emin olmak için Gao ve Li, bunları insan kadavraları üzerinde yapılan deneyler ve beyin sarsıntısı olduğu bilinen kişilerin gözlemleri gibi daha önceki TBI araştırmalarıyla doğruladı. Gao ve araştırma ekibi, golf topu vuruşları ve balistik darbelerin neden olduğu kafa yaralanmaları üzerine de çalışmalar yayınladı.



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2023-12-tennis-ball-concussions-rare.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu