kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A Biomechanical Evaluation of Head Impacts in Soccer
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH).
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
En biomekanisk utvärdering av huvudislag inom fotboll (Swedish)
Abstract [en]

Introduction: Despite the unique act of actively using the head as part of the game in soccer, insufficient attention is paid to its potential harmful effects. There is an increased concern regarding head trauma in soccer and its impact both in the short- and long-term. Only a few studies have examined the ability of head protection to mitigate head trauma, and opinions differ regarding its effectiveness.

Objective: The purpose of this project was to investigate the injury mechanisms behind concussions in soccer and its short- and long-term effect. Furthermore, the project aimed to evaluate the ability of head protection to protect against head impacts in soccer.

Methods: Two finite element models of THUMS version 4.02 pedestrians were used to simulate head collisions between two players, with the aim of mimic an aerial duel in soccer. Different impact angles and impact points were simulated, after which worst case scenarios were selected for further evaluation with head protection. The kinematics of the head and the strains of the brain tissue were used to evaluate the head's response to impacts and to evaluate the effectiveness of head protection.

Results: The study showed that the maximum strain of the brain tissue as well as the kinematics of the head were sensitive to the point of impact, while the angle of impact did not show any significant influence. Head protection showed a good ability to reduce the kinematics of the head and the strain of the brain tissue. A thicker head protector had an increased ability to reduce the max values and a low friction head protector had the capacity to further reduce the max values in certain types of impacts.

Conclusion: Head protection showed promising ability to reduce head kinematics and the maximum strain of the brain tissue. 

Abstract [sv]

Introduktion: Trots den unika handlingen av att aktivt använda huvudet som en del av spelet i fotboll, ägnas otillräcklig uppmärksamhet åt dess potentiella skadliga effekter. Det finns en ökad oro kring huvudtrauman inom fotboll och dess påverkan både på kort och lång sikt. Endast ett fåtal studier har undersökt huvudskydds förmåga att mildra huvudtrauman och olika åsikter råder angående dess effektivitet.

Syfte: Syftet med detta projekt var att undersöka skademekanismerna bakom hjärnskakningar inom fotboll samt dess kort- och långsiktiga påverkan. Vidare ämnade projektet till att utvärdera ett huvudskydds förmåga att skydda vid huvudislag inom fotboll. 

Metoder: Två finita element modeller av THUMS version 4.02 fotgängarmodell användes för att simulera huvudkollisioner mellan två spelare, i syfte att imitera en luftduell i fotboll. Olika islagsvinklar och islagspunkter simulerades varpå värsta scenarier valdes för vidare utvärdering med huvudskydd. Huvudets kinematik samt töjningar av hjärnvävnaden användes för utvärdering av huvudets respons på islag samt för att undersöka huvudskydds effektivitet. 

Resultat: Studien visade att den maximala töjningen av hjärnvävnaden samt kinematiken av huvudet var känslig för islagspunkt medan islagsvinkeln inte visade på någon signifikant inverkan. Huvudskydd visade på god förmåga att reducera huvudets kinematik och töjningen av hjärnvävnaden. Ett tjockare huvudskydd hade en ökad förmåga att reducera maxvärdenaoch ett huvudskydd med låg friktion hade kapaciteten att reducera maxvärdena ytterligare vid vissa typer av islag..

Slutsats: Huvudskydd visade på lovande förmåga att reducera huvudets kinematik och den maximala töjningen av hjärnvävnaden. 

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 65
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:085
Keywords [en]
Soccer, head injury mechanisms, concussion, soccer headgear, Finite element method
Keywords [sv]
Fotboll, huvudskademekanismer, hjärnskakningar, fotbollshuvudskydd, Finita element metoden
National Category
Medical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-348510OAI: oai:DiVA.org:kth-348510DiVA, id: diva2:1876820
External cooperation
Mips AB
Subject / course
Medical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Medical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-06-27 Created: 2024-06-25 Last updated: 2024-06-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

A Biomechanical Evaluation of Head Impacts in Soccer(2490 kB)177 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2490 kBChecksum SHA-512
b6b7a7891bb56dd6b05cad72e57de32a1892ac7de8ff4e0a2b7e0a1050874dc934b2f607a7ef68b00d9ccdaf9a4858ccf247a965566643df2e5058279487f543
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH)
Medical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 177 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 516 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf