對于杰出的橄欖球外接手內特·伯萊森（Nate Burleson）來說，回顧11年NFL職業生涯的開頭——訓練營啟動的那天，感覺就像開學第一天一樣，選手們聚集在運動設備房里，探索尋找那些能用的裝備，挑選自己適用的頭盔，并且互相詢問意見。
“你打算帶這個頭盔嗎？”如今已經成為一名電視評論員的伯萊森在回憶中模擬當時的場景，“你準備帶什么樣的護面框？要帶護目鏡嗎？鞋釘呢？手套呢？今年還打算帶胸甲嗎？“
橄欖球運動員在選擇防護裝備時通常傾向于那些“顏值”較高，其他人運動員正在穿或過去穿過的裝備產品。伯萊森在2014年因腿部肌腱受傷而退役，在結束自己的職業生涯時，他曾說，如今的球員們更懂得去了解挑選安全性能最高的頭盔和護甲。對于當今的橄欖球運動員來說，裝備的選擇更為固定，就像定期去一家自己最喜歡的餐館一樣。
如今，更多種類的材料和頭盔制造商已經進入市場，為運動員提供更多的選擇。與此同時，對于產品的測試標準也變得更加嚴格。在2018年，NFL和NFL球員工會宣布將十種頭盔產品列進黑名單，禁止球員使用。這也是該聯賽史上首次對不合格的頭盔產品下禁令。同時，市面上的頭盔產品每年都要經過評估測試，產品的質量排名結果會張貼在所有俱樂部的更衣室內。
據NFL工程委員會主席、弗吉尼亞大學應用生物力學中心主任杰夫·克蘭德爾（Jeff Crandall）介紹，當聯盟啟動這項耗資6000萬美元的工程時，就提出了兩個關于頭盔的明確目標：第一步是要在短期內發展性能更好的通用頭盔計劃；第二步則是實現通用頭盔的分類細化，為在場上不同位置的球員打造專屬性能頭盔。
克蘭德爾說，在球場上，不同位置的球員經歷的“傷損頻率、程度和種類都不同，角衛和外接手最有可能遭到腦震蕩損傷。在不需要踢球的運動員中，四分衛遭到腦震蕩損傷的可能性最小，但回顧四分衛的遭到腦震蕩損傷的案例，40％腦震蕩損傷案例都是因為后腦勺著地摔倒。”
“我們應該想辦法來研究不同位置球員的受傷規律機制，從而更好地對不同位置的球員進行針對性保護，”NFL健康與安全部執行副總裁杰夫·米勒（Jeff Miller）說，“要對受傷的規律和程度進行何種程度的量化，了解其中所涉及的各種復雜數據和因素，對頭盔結構進行分解，研究不同位置的球員對頭盔不同部位的特殊性能需求，這是一個相當龐大的工程，需要耗費巨大的人力財力，這就是過去多年我們一直在推進從事的工作。“
之前提到的四分衛球員的案例就具有直觀的意義，考慮到四分衛球員在站立投擲時很容易會被迎面而來而對手撞到，然后后腦勺著地受傷。但實施上，這一受傷規律直到最近才真正開始被研究和量化。
我們必須對賽場上發生的事情有更全面的了解，確切地說，是對球員受傷的情況有更多了解，”克蘭德爾說。
這項致力于讓橄欖球運動像更安全道路發展的工程，目前正在一座名為路易克拉克的實驗室以及距離其三個橄欖球場遠的兄弟實驗室進行，該實驗室位于弗吉尼亞州夏洛茨維爾的一個綠樹成蔭的郊區地段。克蘭德爾和他的副手理查德·坎特（Richard Kent）作為項目領導，在應用生物力學中心及其名為Biocore的私人咨詢分實驗室進行研究工作。該項目的和其他17家大學和公司也有簽約合作。
“當然，我們既需要這些領導Biocore科研工作的工程師的專業知識，與此同時，我必須再三強調，NFL球員工會雇傭的顧問也擔任著必不可少的重要角色，”米勒說，“我們組成了一個非常棒的協作團隊，成為生物力學工程領域的領導者，特別是在損傷預防的專業領域，我們的實力遙遙領先。”
對于橄欖球運動安全研究來說，汽車安全行業是一個重要的成功案例，可以從中獲取靈感和專業知識。新技術，新材料的出現和新標準的設立都降低了人們在汽車事故中受傷和死亡的風險。雖然車禍仍然具有毀滅性的破壞力，但事實證明，新標準下生產的汽車比起之前的同款產品來說，安全性能有明顯的提高。
NFL球員工會顧問、杜克大學生物醫學工程教授巴里·邁爾斯（Barry Myers）博士說：“沒有人會在突然間頓悟出萬能的解決方法，然后一夜之間所有身體損傷的風險都被消除。如果你去了解一下其他行業，比如汽車行業，一直以來汽車產品的安全性能一直在提高。我們的里程數在上升，車禍等受傷率則在不斷的下降。這就是一個漸進的過程。在過去，安全氣囊曾經成為轟動一時的偉大發明。但如今看來，第二代安全氣囊顯然有了更多進步更好。我想這就是汽車行業帶給我們的啟發。“
克蘭德爾，坎特以及NFL球員工會的兩位顧問——邁爾斯博士和克里斯蒂·阿博加斯特（Kristy Arbogast）都擁有豐富的汽車領域研究經驗，并且在進行橄欖球相關研究前在汽車安全領域進行過多年合作。事實上，在這兩個不同領域內，造成人體頭部受傷的原因是相似的。費城兒童醫院（CHOP）傷害研究與預防中心工程主任阿博加斯特表示，無論是機動車撞車還是迎面撞擊，都是因為人體突然的減速而向大腦施加力量。這種突然施加的力會破壞大腦神經元和連接它們的軸突。
“潛在的生物力學道理是相同的，”克蘭德爾說，“這種旋轉運動確實會引起大腦的變形，導致大腦中的軸突受損，不同的是橄欖球運動中的震蕩可能是小幅度的，而車禍中可能發生的一些災難性撞擊導致的震蕩幅度則再另一個極端。“
過去橄欖球頭盔設計的重點是防止頭部骨折等災難性的頭部損傷。老式的頭盔也很好地盡到了自己的職責，但卻不能防止減輕腦震蕩的損傷。然而，負責制定橄欖球頭盔質量標準的美國體育器材標準組委會（NOCSAE）和弗吉尼亞理工大學已經開始著手制定旋轉測試。
在橄欖球運動的歷史上，人們對頭盔的設計從未考慮過減輕腦震蕩損傷的因素，但這并不意味著頭盔就無法預防和減輕球員的腦震蕩損傷。
“我們的想法是，如果量化指標準確，并且對運動損傷有了更全面的了解，那么制造商可以設計出可以減少角向位移和旋轉位移的力學設計，從而減輕可能施加在運動員頭部的沖擊力，提高頭盔的性能。“克蘭德爾說。
克蘭德爾的實驗室將汽車安全和軍事研究的科學與足球聯系起來，但體育運動與那些體育運動不同。那些其他區域看到更多的災難性傷害，但輕微的創傷仍然可以對精英運動員產生重大影響，并且可能更難發現。
“對于一個無法承受某種程度傷害的運動員來說，腦震蕩損傷可能會造成微妙而嚴重的后果，因此提前預測可能會出現的損傷，并了解導致損傷的原因以及閾值是非常具有挑戰性的，”坎特說。
該項目的研究人員對視頻進行了反復研究，對每個腦震蕩損傷案例都記錄150個數據點。但對視頻的分析結果依然不完美。因為記錄NFL比賽的數十個攝像機角度是由廣播公司選擇的，主要目的是滿足觀眾而非科研需求。“這些視頻不是為科學實驗服務的，”克蘭德爾說。
由于比賽現場不允許使用碰撞傳感器，因此研究人員需要進一步了解他們在視頻中看到的內容與實際發生的事情之間的聯系。2016年10月，研究人員在印第安納波利斯州進行了大規模的模擬實驗，以重現特定的現場碰撞情況。他們使用了可以發射大量儀器化的碰撞測試假人的撞擊探測器，以及實驗室級別的運動跟蹤系統，該系統被認為是汽車安全測試中的黃金標準，主要用于識別確切的運動軌跡。
“現在我們正在修改我們的測試標準，來模擬重現我們在視頻分析中實際看到的內容。”克蘭德爾說。
任何看過橄欖球比賽的人都曾見過這樣的場景：體型健壯，身姿敏捷的運動員在快速跑動中相撞，然后摔倒受傷。但沒有人能說清這些沖撞造成的損傷影響有多大，以及人體和大腦對于這種突如其來的沖撞會做出如何反應。現在，憑借從2016年實驗中收集到的知識，研究人員可以梳理出這些場景中的實際沖擊方向，力量和頻率。
“過去，我們手中能夠用來幫助確定研究的方向和優先研究對象的優質數據并不多，”阿博加斯特說，“現在我們有了一些這樣的數據并且正在持續收集，這將給其他一些科研參與者 （如材料科學家，頭盔設計師等）提供一些促進創新的數據。如果沒有這些數據，我們就很有可能會走彎路。“
“現在，我們能夠在明確了解橄欖球運動中腦震蕩損傷產生的具體情況后，再進行頭盔的改進創新。腦震蕩究竟是如何產生的？不同位置球員的腦震蕩損傷有何不同？不同運動強度下（如日常練習和比賽）造成的損傷又會如何變化？“
除了頭盔的進步之外，這個項目帶來的另一個進步并不明顯，但的確卓有成效，那就是該項目的所有研究人員都對橄欖球這項運動有了改觀和深入的了解。
“不幸的是，在每場橄欖球比賽前我做的第一件事就是嘗試識別每個球員戴的頭盔，”克蘭德爾說。“這個習慣我改不掉。”
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聲明：本文為懶熊體育編譯自SportTechie，原文作者為Joe Lemire
