在美国，体育活动每年导致数百万人脑震荡。参与美式橄榄球等运动的运动员尤其容易受伤，有可能造成严重的长期影响。针对这一问题，斯坦福大学的研究人员与 Savior Brain 公司合作，创造了一种潜在的防护措施：一种装有液体减震器的头盔。这种创新设计可以将头部受到的冲击力降低三分之一。

斯坦福大学博士生、《生物工程与生物技术前沿》（Frontiers in Bioengineering and Biotechnology）杂志研究报告的第一作者尼古拉斯-切奇（Nicholas Cecchi）说："我们团队的大多数成员都与脑外伤有着切身的联系，我们非常关心如何确保运动员大脑的长期健康。脑震荡和头部反复撞击仍然是接触性运动中的一个主要问题，我们相信改进头盔技术可以在降低脑损伤风险方面发挥重要作用。"

斯坦福大学卡马里奥实验室之前的研究表明，液体减震器可以为运动头盔提供更好的保护。为了研究这个问题，研究小组建立了一个有限元模型，该模型是工程师在制造前用来模拟性能的，模型中的美式足球头盔包含 21 个液体减震器。

该头盔根据美国国家橄榄球联盟（NFL）使用的头盔性能评估协议进行了模拟测试，并与四个现有头盔的性能进行了比较。由于越来越多的证据表明，不会导致脑震荡的撞击累积效应也会对健康造成严重后果，因此研究小组在评估方案中增加了低速撞击。

他们测量了每次撞击的头部运动学数据，得出了头部加速度响应指标（HARM）得分，用于评估头盔在撞击下的性能。运动学数据还被输入到头部和大脑模型中，以评估大脑所承受的压力。

结果表明，带有液体减震器的头盔可以显著降低头部撞击的严重程度和对大脑造成的应变，从而大大减少伤害。带液体减震器的头盔比现有的头盔型号表现更好，在 36 种不同的撞击测试条件中，有 33 种条件下的 HARM 值最低，平均降低了三分之一。液体头盔的"头盔性能得分"也是最高的，这是美国国家橄榄球联盟（NFL）每年进行头盔安全排名时使用的一种衡量标准，其中包括头盔对头部不同部位撞击的保护能力加权。

权重最高的部位是头盔的"侧上"部分，因为此处受到的撞击最有可能导致脑震荡：采用液体减震器的头盔在所有撞击速度下都能将该部位的 HARM 分数降低 39-50%，而不会影响头盔其他部位的保护。

"液体技术在低速和高速撞击中的平均改进幅度都超过了 30%，"通讯作者、斯坦福大学博士后刘宇哲博士说。"它可以显著减少美式橄榄球各种撞击对大脑造成的负荷"。

研究小组打算大力开发该模型，以更好地保护球员--例如通过改进面罩和颏带。他们还计划将该模型开发成实体头盔，以便在现实条件下进行测试，并在未来为其他运动生产类似的头盔。不过，不同级别的比赛或不同的运动可能需要通过不同的指标进行评估，并重新开发设计。

"我们团队的下一步工作是将计算机模型转化为物理原型，"Cecchi 说。"成功完成这项工作后，我们还有兴趣开展人体研究，以证明脑震荡发生率的降低或亚脑震荡撞击严重程度的减轻。我们计划将液体减震器的应用范围扩大到头盔的更多部位和更多头盔应用，以进一步提高各类人群的脑部安全。"