Можно ли получить сотрясение мозга в шлеме

«…главное — шляпа была бы цела
И, конечно, мне дорого где-то
То, на что эта шляпа надета.
Вот такие дела…
Быстро едешь — быстрее помрешь.
Тихо едешь — вряд ли доедешь…»

(Юлий Ким, песня из фильма «Человек с бульвара Капуцинов»)

***

Говоря о защите головы, надо понимать, что шлем — не панацея. Согласно статистике, использование шлема снижает количество легких травм головы, но не влияет на количество серьезных.  

Когда горнолыжные шлемы только начали широко распространяться, исследователи радостно констатировали снижение травм головы у любителей снежных видов спорта. 

В мае 2011 года, на 19-м съезде Международного общества по лыжной безопасности, состоявшейся в Keйстоуне, почетный профессор Рочестерского технологического института исследователь Джаспер Шейли сообщил, что «с 1995 по 2010 год использование шлемов выросло с 5% до 76%. За тот же период частота серьезных травм головы снизилась примерно на 65%, т.е. от 1 травмы на 8,775 лыже-дней до 1 травмы за 25,690 лыже-дней».

Однако уже в 2013 году журналист NY Times Kelley McMillan в статье «Ski Helmet Use Isn’t Reducing Brain Injuries» /Использование лыжного шлема не снижает травмы головного мозга/ пишет: «Хотя сегодня  лыжники и сноубордисты в США  более чем когда-либо одеты в шлемы – 70% всех участников, почти втрое больше, чем в 2003 году, смертельные случаи, связанные со снегом и травмами головного мозга, согласно Национальной ассоциации лыжных регионов, не стали реже.

Michael Schumacher in 2005. Reuters

Эксперты связывают это с неспособностью современных тогда шлемов предотвращать серьезные травмы головы, такие как у Шумахера, и с более рискованным поведением лыжников и сноубордистов на склонах: они быстрее катаются, выше прыгают и выходят за пределы своих возможностей.  Плюс индустрия оборудования для экстремальных видов спорта причастна к пропаганде рисков».

Так где же правда? Попробуем разобраться.  
 

Рискованное поведение провоцирует травмы головы

«Снаряжение, которое мы имеем сейчас, позволяет делать недосягаемое раньше, и люди превышают свои возможности и перестают контролировать себя», — считает Крис Девенпорт, профессиональный горнолыжник (США).

Уже в 2012 году статистика показала, что число травм головы в снежных видах спорта, увеличилось. Исследование проводилось в 2012 году Медицинской школой Университета Западного Мичигана среди лыжников и сноубордистов США. Результат показал — число травм головы за 7 лет (2004-2010) увеличилось на 60%, с 9 308 в 2004 году до 14 947 в 2010 году.  При том, что использование шлемов увеличилось на почти идентичный процент за тот же период.

Следующее исследование, проведенное в марте 2013 года Университетом Вашингтона среди молодежи и подростков, показало, что с 1996 по 2010 год число травм, полученных на снегу этой категорией, увеличилось на 250 процентов!!!

Эксперты сходятся во мнении, что корни тенденции сложны и могут быть связаны с недостаточной осведомленностью о причинах травм головного мозга. Но они сошлись в одном: индустрия лыжебордерского спорта вызывает рост рискованного поведения.

«В настоящее время на массовое катание лыжах влияет мода на энергетические напитки, популярность трюков, исполненных с высоким уровнем риска», — утверждает Робб Гаффни, спортивный психиатр. «То, что люди видят, они считают лыжным спортом, но на самом деле это самый высокий уровень лыжников, выполняющих самый высокий уровень трюков».  

В последние годы горнолыжные курорты настроили много сноупарков и улучшили доступ к экстремальным зонам катания. Одновременно развитие снаряжения позволяет выйти за пределы возможного: скорость лыжников — все быстрее, трюки во фристайле — все сложнее.

«Существует стремление к более быстрому, более высокому, отодвигая ограничения, являющиеся нормой, а не исключением», — считает Нина Винанс, врач спортивной медицины клиники Tahoe Forest MultiSpecialty Clinics в Калифорнии. «Итак, все эти факторы – парки, прыжки со скал, доступ к зонам катания, недоступным ранее, играют на повышение статистики по травмам головы».

Как показывает статистика, гибнет наиболее восприимчивая к экстремальным занятиям часть населения. По данным ассоциации горнолыжных курортов США, 70% смертельных случаев в снежном спорте настигают мужчин в возрасте до 30 лет.

По словам Шейли, травмы головы остаются ведущей причиной смертей в лыжах и сноуборде. Ежегодно в Соединенных Штатах гибнут около 30 человек.

Некоторые медики трубят тревогу и утверждают, что наличие шлема дает лыжникам и сноубордистам ложное чувство безопасности: «Шлем не дает 100-процентной защиты от черепно-мозговой травмы», — сказал Алан Вайнтрауб, медицинский директор программы по травмам мозга в больнице Крэйг в Энглвуде, Колорадо. «Чем большую уверенность дают современные шлемы в защите головы и мозга, тем больше люди рискуют, тем большие скорости развивают, и тем большие скорости сообщаются черепу и мозгу».

«Шлем отлично справляется с защитой от повреждения кожи головы и перелома черепа, но, похоже, не оказывает большого влияния на сотрясение мозга или TBI», — сказал Шейли, имея в виду травматические повреждения головного мозга. «Предполагаю, что эти травмы происходят с высокой энергией, превышающей защитные ресурсы шлема».

Возможно, это и произошло с Шумахером и Сарой Берк, получившей смертельные ранения во время катания на лыжах в Парк-Сити, штат Юта.

Шумахер, самый успешный гонщик Формулы-1 в истории, получил черепно-мозговую травму, когда упал и ударился головой о камень, катаясь вне трасс во французском Мерибеле. Несмотря на шлем, он получил очень серьезные травмы.

Берк в январе 2012 года выполняла обычный трюк в 22-футовом хафпайпе, когда упала и ударилась головой об уплотненный снег. Несмотря на шлем, она разорвала позвоночную артерию, что вызвало обширное кровоизлияние в мозг, привело к остановке сердца и лишило мозг кислорода. Она умерла через девять дней.
 

В массовых моделях шлемов не учтена биомеханика травмы головы

Рост использования шлемов дает положительные результаты. Эксперты утверждают, что на 30-50%  сократилось количество несерьезных травм головы, типа содранного скальпа, а врачи Шумахера считают, что без шлема он не пережил бы своего падения.

Но шлемы не предотвращают более серьезные травмы, например, разрыва тонкой ткани мозга, предупреждает Джаспер Шейли. Он уже более 30 лет изучает травмы, связанные со снежными видами спорта, на курорте в Вермонте. Его мнение – тяжелые черепно-мозговые травмы обычно связаны «не с ударом в результате поступательного движения, а с вращательным компонентом, который не могут смягчить традиционные шлемы».  

Его исследования не показали никакой связи между наличием шлема и снижением  потенциально серьезных травм головы (P.S.H.I.). Эта классификация включает сотрясение мозга, перелом черепа, закрытую травму головы, травматическое повреждение головного мозга и смерть от травмы головы.

Ему вторит еще один исследователь, американец  Джеймс А. Ньюман. В работе «Design and Testing of Sports Helmets: Biomechanical and Practical Considerations» / Дизайн и тестирование спортивных шлемов: биомеханические и практические соображения /, написанной в 2014 году, он рассмотрел историю спортивных защитных головных уборов за полвека, пытаясь проследить  роль биомеханики в этом процессе.  

Он пишет: «Одно можно сказать: сейчас шлемы стали лучше, чем 50 лет назад, и это частично связано с признанием некоторых основных биомеханических концепций. Однако в ближайшие 50 лет не стоит ждать улучшений, пока мы не расширим знания о механизмах травмы головы».

«Исторически сложилось, что в дизайн и технические характеристики спортивных шлемов были заложены инженерные концепции поглощения энергии и распределения нагрузки, но не учитывалась биомеханика травмы головы. 

Отсюда долгое отсутствие прогресса в дизайне шлемов, что обусловлено соблюдением старых методов тестирования, не отражавших всех обстоятельств, в которых могут оказаться люди, находящиеся в шлеме.

Способ тестирования шлема должен быть связан с биомеханическими основами травмы головы. Основная цель дизайна шлема — распределение ударной нагрузки по максимально возможной площади головы, чтобы максимально уменьшить общую силу воздействия  на голову пользователя.

Даже если череп не деформируется, но голова в целом совершает резкое и быстрое движение, происходит искажение мозга внутри черепа. Это обычно приводит к сотрясению мозга, в крайнем случае, к коме.

Биомеханика черепно-мозговой травмы до сих пор не разгадана. Ранние исследования не учитывали происходящее внутри головы. В основном наблюдение шло за общей реакцией «жертвы», учитывалось только прямолинейное поступательное столкновение головы в шлеме в препятствием. Поэтому массовые шлемы более-менее справляются, когда голова бьется обо что-то под прямым углом. Тогда мозг бьется о кость черепной коробки, и шлем максимально смягчает этот удар.

Но когда удар приходится по касательной,  мозг проворачивается внутри черепной коробки, как желток в яйце. Резкий рывок может привести к разрыву яйца без разрушения яичной скорлупы. Точно так же резкий толчок может привести к смертельному повреждению человеческого мозга без разрушения черепа и часто без каких-либо признаков травмы снаружи головы.

Еще в 1943 году исследователь факультета хирургии в Оксфордском университете Хольбурн предположил, что черепно-мозговые травмы связаны не с линейным ускорением, а с вращением головы.  Он утверждал, что нарушить целостность содержимого черепа намного легче, поворачивая голову, чем ускоряя её линейно. То есть проще пролить миску супа, перевернув её,  а не таская по столу.

Но даже более 20 лет спустя другие исследователи из США (Гурджян, Лиссснер, Патрик, Ходжсон) продолжали настаивать на том, что именно линейное ускорение является важнейшим механизмом при травмах головы, хотя в 70-е годы их коллеги подвергали живых обезьян линейным и угловым воздействиям и пришли к выводу, что «нет убедительных доказательств, связывающих черепно-мозговые травмы и сотрясение мозга с поступательным движением головы».
 

Современные шлемы с технологиями, учитывающими биомеханику

Радует, что появляются шлемы с технологиями, учитывающими биомеханику травмы головы и тот самый вращательный момент, представляющий главную опасность для катающегося. 

Одна из таких технологий — MIPS. Multidirectional Impact Protection System, многонаправленная система защиты от воздействия, призвана поглощать вращательные сил, которые приводят к серьезным травмам головного мозга.  Технология была разработана учеными в Королевском технологическом институте в шведском Стокгольме на основе 19-летних академических исследований. Глобальные испытания показали, что шлемы, оснащенные этой технологией, могут обеспечить дополнительную меру защиты.

Брендовый ряд шлемов с технологией MIPS

Технология MIPS Brain Protection System (BPS) призвана помогать в тех самых случаях, когда удар по голове приходится по касательной.  

Шлемы с такой технологией имеют подвижный внешний слой, который при ударе проворачивается относительно неподвижного внутреннего слоя и нейтрализует энергию удара.

Вот как работает технология MIPS:
 

Кроме классического шлема с жесткой внешней оболочкой Hard Shell или ABS появились шлемы с технологией Soft Shell. Например, в шлеме Giro Combyn от компании Giro запатентованная гибкая внешняя оболочка выполнена из пластика, который можно продавить руками.

При ослаблении давления шлем принимает первоначальную форму. Такая внешняя оболочка поглощает и рассеивает энергию удара по большей поверхности шлема, амортизирует их. При этом она не ломается, как в случаях с Hard Shell. Внутри — двухслойная подложка из материала Vinyl Nitrile. 

В результате получается сверхпрочный, гибкий и удобный шлем, который выдерживает как высокие, так и низкоэнергетические воздействия. 
 
Еще одно революционное изделие — шлем Flex от Dainese. Благодаря прочности гибкой наружной оболочки, этот новый шлем может адаптироваться к головам любой формы.

В результате — больше комфорта, идеальная посадка и повышенная защита.
 

Наружная оболочка покрыта водоотталкивающей тканью, которая, помимо неповторимого внешнего вида, обеспечивает шлем шикарной вентиляцией. Она сделана из пористого материала, т.е. «дышит» и  отводит лишнее тепло.

Под внешней оболочкой расположен слой в виде сот с высокой способностью гасить и рассеивать энергию ударов.

Источники
nytimes.com
letitsnow.ru
giro.com
dainese.com
mipsprotection.com