توسعه مدل توپ و سر جهت بررسي ضربه سر به توپ فوتبال با روش اجزا محدود

فوتبال يك ورزش منحصربه‌فرد است كه در آن استفاده از ضربه سر مجاز است. نظرات متفاوتي مبني بر اين¬كه آيا ضربه سر در فوتبال منجر به آسيب مغزي مي‌شود وجود دارد. مطالعات، شواهد قانع‌كننده‌اي را نشان مي‌دهد كه ضربه سر به توپ فوتبال ممكن است منجر به آسيب مغزي شود. شناخت مكانيسم آسيب، مي‌تواند موجب بهبود وسايل محافظتي و درنهايت پيشگيري از آسيب منجر شود. ازآنجايي‌كه اندازه‌گيري حركت مغز به‌صورت آزمايشگاهي تقريباً غيرممكن است، درنتيجه هدف از اين مطالعه، استفاده از روش اجزاي محدود براي مطالعه حركت سر و مغز حين برخورد است تا ضربه سر فوتبال تحليل شود. مدل اجزا محدود توپ فوتبال ساخته شد و توسط داده‌هاي حاصل از آزمايش‌ها اعتباربخشي شد. علاوه بر آن مدل اجزا محدود سر انسان كه شامل: پوست، استخوان جمجمه، استخوان‌هاي صورت، لايه‌هاي مغزي و همچنين مغز ساخته شد و توسط دادهاي حاصل از آزمايش ضربه به جسد انسان اعتباربخشي شد و سپس شبيه‌سازي ضربه سر به توپ فوتبال صورت پذيرد. نتايج اعتبار دهي ميزان خطا بين نتايج آزمايشگاهي جسد و شبيه‌سازي را در ناحيه فرونتال، 1.4 درصد نشان مي‌دهد. نتايج شبيه‌سازي نهايي نشان مي‌دهند كه برخورد توپ در سرعت‌هاي بالا منجر به آسيب‌هاي خفيف در سر مي‌شود و نياز به وسايل محافظتي مانند هدبند براي پيشگيري از اين آسيب‌ها است. استفاده از اين هدبندها با متريال مناسب كه بتواند شتاب سر را كاهش دهند مؤثر مي¬باشند كه نتيجه آن به حداقل رساندن احتمال ابتلا به آسيب مغزي براثر ضربه سر در طولاني‌مدت است.