众所周知，踢足球和足球会导致脑震荡和其他头部损伤。但是网球需要多快的速度才能造成创伤性脑损伤呢?

　　达拉斯南卫理公会大学(SMU)的研究人员发现，网球导致头部受伤是可能的，但很少见。他们详细的计算研究——利用了广泛用于预测车祸中可能发生的头部损伤的相同技术——已经发表在《应用力学杂志》上。

　　新大机械工程教授高新林(Xin-Lin Gao)和曾与他共事的前新大博士生李永强(Yongqiang Li)利用人体形态和网球的计算机建模，来确定如果一个人的头部以不同的速度、位置和角度被网球击中，会发生什么。

　　他们发现:

　　轻微的创伤性脑损伤或脑震荡是罕见的，但当网球的速度高于每秒40米时就会发生。从这个角度来看，这比猎豹跑得还快。

　　与击中前额或头顶相比，击中头部侧面的球最容易导致头部受伤。

　　当球以90度角而不是30或60度角击中某人时，头部受伤也更常见。

　　但是旋转球并没有被发现对造成头部损伤有任何重大影响。

　　他说:“网球是一项全球性的运动，每年有数千万人参加，有鉴于此，了解和预防由网球撞击引起的头部损伤非常重要。”

　　高和李现在是南京航空航天大学的副教授，他们的研究重点是确定网球是否会导致严重到足以被归类为创伤性脑损伤的头部损伤——当头部或身体受到强烈的撞击、打击或震动时，会导致大脑正常功能的中断。

　　脑震荡被归类为“轻度”创伤性脑损伤，因为它们不会危及生命。然而，它们会导致持续数周或数月的问题，比如头痛、头晕和注意力难以集中。

　　尽管首席研究员高说，对妇女和儿童的研究结果可能相似，但还需要更多的研究。

　　在这项研究中，研究人员使用了两种所谓的有限元(FE)模型:一种是网球模型，另一种是人的头部模型。

　　这个头部模型是由全球人体模型联盟提供的，该联盟制作了逼真的男性、女性和儿童的3D模型，可用于模拟碰撞。研究人员经常使用这些(FE)头部模型来研究头部撞击造成的潜在脑损伤。

　　高和李根据对真实网球的实验，创造了一个电脑生成的网球。

　　理解有限元建模的一个简单方法是把它看作是把一个大的数学问题分成一系列较小的问题或有限元。这使得整个问题更容易调查。

　　例如，有限元素模型在工程师中广受欢迎，可以被汽车制造商用来评估与他们的一辆汽车相撞时人类受伤的可能性。

　　新加坡管理大学的研究使用有限元模型来预测大脑在受到外力时的行为。研究人员通过给一个名为LS-DYNA的计算机系统几个数学算法来表示球或男人头部的特征来做到这一点。例如，一种用于测试橡胶弹性的算法——被称为奥格登超弹性模型——被用来表示脑组织的行为。

　　基于这些类型的方程，LS-DYNA创建了现实生活中会发生的3D模拟。

　　从这些模拟中获得的测量结果使研究人员能够确定网球——以不同的速度运动或击中头部的不同部位——的力量是否足以导致一个人的脑组织撞击他的头骨，导致脑震荡或更严重的情况。

　　为了确保他们的发现是准确的，高和李用以前的脑外伤研究来验证他们的发现，比如对人类尸体的实验和对已知脑震荡患者的观察。高和他的研究小组还发表了关于高尔夫球撞击和弹道撞击引起的头部损伤的研究。

　　更多资料:李永强等，网球撞击引起的头部损伤的计算研究，应用力学学报(2023)。引文:研究表明网球脑震荡很少见，但也有可能(2023,12月6日)检索自https://medicalxpress.com/news/2023-12-tennis-ball-concussions-rare.html本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。