[发明专利]头颅保护单元中引入的改进

说明书

本发明涉及颅骨保护单元的改进，该颅骨保护单元由内部填塞有吸收性材料(12，12')的外部头盔(11，20)形成，该材料包括紧接在头盔下并与开孔粘弹性泡沫体的第二层(22)接触的闭孔泡沫体的第一刚性或半刚性层(21)，第一和第二层之间的交界处经由第一层中的凹部(24)互锁，设置在第二层中的互补且结合的突起(23)延伸到凹部中。在下颌骨区域(32)和上颌骨区域(33，34)以及乳突区域中还设置有吸收性材料制成的支撑件。护目镜(37)在关闭时配合到颅骨保护单元的相应开口中，并且护目镜以两个步骤打开：在第一步骤中，护目镜向前移动，在第二步骤中，护目镜向上转动。颅骨保护单元(CPC)还包括具有解锁机构的可拆卸的下颌防护件(54)，该解锁机构由位于头盔的任一侧上的按钮(51)致动。

技术领域

一般而言，本发明涉及旨在保护个体头部免受撞击和减速的物件的改进。更具体地说，这些物件是为了保护摩托车手的头部，但是它们的应用可以扩展到其他活动，例如赛车比赛、骑自行车、施工以及其他需要保护脑部免受损伤的情形。尽管通常使用“头盔”一词来指代根据现有技术生产的这种物件，但是在本说明书中将采用术语头颅保护单元或者CPC来表示本文提出的发明的主题，原因是其特征、性能和功能超越了当前存在的物件。

现有技术

下面列出的初步考虑旨在阐明本发明意图解决的问题的本质，以便使本发明的优点更加明显。

头盔——来自拉丁文caput(头部)——兴起于历史上保护免受箭、矛、剑，以及在现代免受射弹的直接冲击的需要。其主要功能是保护颅骨，并从而保护脑部免受直接冲击损伤。

自从1885年由Gottlieb Daimler的摩托车的发明以及随后的赛车运动的扩展，保护免受由于跌倒和事故造成的头部损伤的需求已经增加。速度和由此的加速度超过了个体的颅骨给大脑提供的自然保护极限。

值得一提的是，保护对象是个体的脑部。大自然已有数百万年的时间来为这个任务创造一个适当的壳体——颅骨，但是其具有局限性，被如今遭遇的速度、加速度和力量所超越。

作为神经外科医生的发明人解释说，由于外伤造成的脑部损伤根据力的主要类型被分类为：转动力主导情况下的脑震荡、弥漫性轴索损伤(DAI)、硬脑膜下血肿、挫伤和脑内血肿；在径向力主导情况下因骨折引起的颅骨骨折、硬脑膜外血肿以及脑挫伤。

由于目前的头盔是基于Roth等人日期为1947年的专利(美国专利 2,625,683)，在防止减速损伤方面起不了作用，因为这些病理生理学仅在 20世纪80年代后期才由ThomasGennarelli详细研究。如今已知这种损伤是摩托车事故以及那些涉及速度的死亡和严重后遗症的起因，正如一级方程式前冠军迈克尔·舒马克(Michael Schumaker)在滑雪事故中所经历的。

如以上提到的，由减速产生的速度造成的损伤是最严重的。这其中，脑震荡和弥漫性轴索损伤(DAI)是最危险的，后者是造成大多数死亡和严重后遗症的原因。

脑震荡是意识的改变，该意识在几分钟内恢复，并且没有由非穿透性外伤造成的临床后遗症或结构性后遗症。它发生在以接触运动(美式橄榄球、橄榄球、拳击等)为主的约7.5m/s(27km/h)的低速和低扭矩中。

弥漫性轴索损伤(DAI)是与扭矩相关的潜在致命性损伤，并在幸存的情况下留下严重的后遗症。除了所涉及的力量和速度更大之外，它几乎是作为脑震荡的延伸出现。摩托车事故中的平均速度为44km/h，并且撞击角度为28度。在这些情况下，减速损伤几乎是不可避免的。通过惯性，脑部组织经受压迫、扭转和机械剪切，伴随结构破裂和细胞死亡。

图1以简化的方式示出，在施加角加速度ω(转矩)时，可控(continent) 的内容物受到剪切应力，如图的右下部分所示。当速度冲击伴随头部的转动时，这是弥漫性轴索损伤的机制，即弥漫性全脑损伤。

由于不可能维持脑血液流动，结构上的这组改变会引起脑部肿胀，并伴随颅内压增加和脑死亡。