通过仿生学减轻轻度创伤性脑损伤的影响
2019/4/10 15:09:31 | 人气: 1
Q-Collar是世界上第一个利用人体自然生理学技术来抵御由震荡事件引起的轻微创伤性脑损伤的技术。Q-Collar是一种保护大脑的革命性方法,它通过模仿啄木鸟使用的天然防御来解决问题。
颈圈对颈部施加轻微压力,轻微增加大脑中的血容量,形成缓冲,减少大脑在头骨内的运动。
对项圈的初步研究表明,由于震荡影响,大脑的变化显着减少。Q-Collar是田径,军事和工业的突破。Priority Designs很自豪能够帮助这一革命性产品的开发和商业化。医疗产品设计
每年在美国发生380万次与运动相关的脑震荡,但所有先前防止震荡性打击损伤的方法都试图通过更强的头盔,更厚的衬垫和能量吸收来减少对头部的冲击力。
Q-Collar是第一个解决大脑中轻度创伤性脑损伤(mTBI)问题的解决方案 - 在头骨内部发生损伤。
当头部受到极端力量的冲击时,“晃动”是大脑在头骨内的脑脊液中漂浮时的运动。当大脑在头骨内部晃动时,它可以旋转或撞击颅骨壁,经常撕裂脑纤维,导致mTBI。
对大脑的极大力量可能导致脑震荡,但较小的重复影响可能导致慢性创伤性脑卒中(CTE),这是一种导致痴呆的脑损伤形式。
自然灵感
啄木鸟怎么能在没有脑震荡的情况下一生发作8000万次?化学家,物理学家和思想家大卫史密斯博士发现啄木鸟激活舌骨肌,对颈静脉施加压力,导致大脑血容量略有增加。
这引发了一个问题; 是否可以将类似的想法应用于人类,利用身体自身的生理学来提供自然的脑震荡预防?
与NFL运动员协会的着名神经外科医生和顾问Julian Bailes博士合作,与对照组相比,对小鼠进行了颈静脉压迫测试。之前的保护方法没有能够显示脑损伤证据减少5%以上,
但颈静脉压缩显示出惊人的83%减少。发明家,神经外科医生,研究人员,工程师和设计师团队着手开发一种人类装置,可以通过颈静脉压缩来复制啄木鸟的舌骨体的作用。
有了一个想法和颈椎压缩有望减少mTBI的承诺,设计师开始绘制形式,将这个概念带到商业制造的产品。由于该解决方案没有优先权或现有产品,团队开始通过头脑风暴和探索无数可能性。
设计小心地减少或消除气管上的压力,以免干扰呼吸。该解决方案是一个C形项圈,具有弯曲的轮廓,以保持设备低于颈部。这种形式将在适当的位置施加压力,同时提供舒适性并防止衣领的移动。
迭代原型促进快速发展
从最初的概念出发,开发了原型以便快速评估。数以百计的原型通过CNC加工,铸造,激光切割,软件开发和3D打印在内部制造。
一些模型用于概念验证,其他模型用于外观原型,最终开发用于测试的功能原型。精心挑选的材料在极端的冷热条件下具有舒适性和耐用性。
与设计师,工程师和内部原型设计的合作促进了更快的实验和持续改进。形状,材料,美观和施加压力的方法经过快速测试和改进,节省了时间并有效地移动。
通过Q30 Innovations和Dave Smith博士的合作,最初的“如何?”转变为真正的产品解决方案,可以进行测试和验证。
为验证人类应用需要回答几个重要问题。需要多少压力,我们如何验证体积变化或大脑弹性的变化?辛辛那提儿童医疗中心的戴夫史密斯博士帮助进行了研究,并建立了验证颈静脉受压对人类影响的测试方法。
最终,超声波用于验证颈静脉限制,MRI确认脑血容量和弹性。这些测试确定早期原型准确地复制了啄木鸟中发现的舌骨肌的颈静脉压迫。
确认安全
该设备是否可以被人类安全使用而没有任何不利的健康或性能问题?在多个研究所进行的各种严格的安全性和性能测试表明,对性能,工作量或响应时间没有负面影响,也没有改变大脑功能或化学成分。
显着减少对大脑的影响
数据显示,穿着项圈的运动员在整个一个赛季的过程中都获得了与对照组相似的数量和强度。在确认了相同的影响输入后,研究人员进行了脑部扫描,通过检查大脑中的白质来揭示mTBI的证据。
在整个赛季中穿着Q-Collar的运动员已经显示出大脑变化的显着减少。
证明有效
在研究啄木鸟时假设的是使用Q-Collar实现和验证的。颈圈对颈静脉施加规定量的压力,这增加了颅骨中的血液量,从而为大脑创造了缓冲。
通过使用身体自身的自然生理学,我们可以减少大脑晃动,并减轻重复震荡打击头部的负面影响。
Q-Collar的运动型,平易近人的设计让用户对接受熟悉的防护运动设备充满信心。它可以在整个游戏中佩戴,也可以在游戏之间快速取下。用户只需将其放在脖子上,几秒钟后,设备即可正常工作。
Q-Collar由硅树脂聚氨酯弹性体制成,配有严格设计的力提供插件,非常耐用。通过与皮肤的持续接触,外部材料经过优化,在轮廓形状,材料硬度和纹理方面具有舒适性。它适用于非常温暖或非常寒冷的天气,防水且易于清洗。
类似于购买鞋子的熟悉程度,领子有九种尺寸,以一英寸为增量设计,以舒适地适合每个用户。Q-Collar适用于所有年龄段,性能水平,可用于儿童和专业人员的任何高风险活动。