La tecnologia che affronta gli impatti nascosti alla testa nel rugby / The technology tackling rugby’s hidden head impacts
La tecnologia che affronta gli impatti nascosti alla testa nel rugby / The technology tackling rugby’s hidden head impacts
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Sensori miniaturizzati, un processore, una radio, una batteria ricaricabile ed un LED alimentano il sistema / Miniaturised sensors, a processor, radio, rechargeable battery and an LED power the system
I paradenti intelligenti stanno fornendo al rugby una visione senza precedenti sugli impatti alla testa, aiutando ricercatori e federazioni a rendere il gioco più sicuro a tutti i livelli.
Gli effetti a lungo termine della pratica di sport di contatto sono stati al centro di studi e titoli di giornale per anni, con atleti, tifosi ed esperti che si interrogano sui rischi connessi alla pratica di sport più fisici, dai livelli giovanili a quelli professionistici.
Nel Regno Unito, nessuno sport è stato sottoposto a un controllo di sicurezza più rigoroso del rugby. Spesso descritto come uno sport primordiale, si basa su scontri fisici esplosivi e sulla forza bruta collettiva. Ed a differenza, ad esempio, del football americano, dove i giocatori sono equipaggiati con caschi e protezioni, i giocatori di rugby scendono in campo completamente privi di protezione, indossando solo i paradenti ed, occasionalmente, il casco da mischia: un copricapo imbottito relativamente sottile, progettato per prevenire lesioni superficiali.
I giocatori di tutti i livelli spesso escono dal campo con infortuni che vanno da tagli e contusioni a strappi e fratture. Per la maggior parte, questo fa semplicemente parte del gioco. Ma negli ultimi anni, l'attenzione si è concentrata maggiormente sull'impatto "invisibile" che lo sport può avere sul cervello, con molti che si interrogano sulla correlazione tra il giocare per diversi anni e la probabilità di soffrire di lesioni neurologiche croniche a lungo termine.
Alla luce della crescente consapevolezza di questi rischi, è in corso un'importante causa legale, avviata per la prima volta nel 2020, contro World Rugby, la Rugby Football Union e la Welsh Rugby Union, con oltre 1.100 ex giocatori di rugby union e rugby league che hanno citato in giudizio gli organi di governo per presunta negligenza e per non averli protetti da lesioni neurologiche croniche come la demenza precoce ed altre patologie degenerative del cervello.
Nell'ultimo decennio, si è assistito ad un aumento delle ricerche sull'effetto degli impatti ripetuti alla testa che non provocano danni evidenti al giocatore.
Dott.ssa Lindsay Starling - Responsabile scientifica e medica, World Rugby
Le organizzazioni hanno negato ogni responsabilità fin dall'inizio, con World Rugby che ha ammesso che gli infortuni fisici, inclusi quelli alla testa ed al cervello, rappresentano un "rischio prevedibile e intrinseco di questo sport", pur negando di essere stata a conoscenza, "in qualsiasi momento rilevante, di alcuna prova scientifica consolidata a supporto di un'associazione tra eventi di accelerazione della testa non commotivi e lesioni neurologiche".
Sebbene il processo si trovi attualmente in una situazione di stallo legale – con voci che ne ipotizzano l'archiviazione per mancanza di prove mediche – il suo messaggio sembra aver già cambiato le carte in tavola in meglio.
Dal 2020, sono stati compiuti sforzi significativi per migliorare la sicurezza dei giocatori, tra cui l'abbassamento dell'altezza consentita per i placcaggi nel rugby dilettantistico da parte di World Rugby, il divieto di tecniche di ruck pericolose e l'introduzione di tecnologie indossabili intelligenti a supporto di un gioco più sicuro.
"Il rugby è ovviamente uno sport molto fisico e di contatto, e comporta un alto rischio di infortuni. Uno di quegli infortuni che ha ricevuto molta attenzione per molto tempo è quello alla testa, in particolare la commozione cerebrale", ha dichiarato a The Engineer la dottoressa Lindsay Starling, responsabile scientifica e medica di World Rugby, l'organo di governo del rugby a 15 .
"Il gioco è sempre stato piuttosto efficace nel riconoscere e gestire le commozioni cerebrali, ma rispetto al tempo che i giocatori trascorrono in campo, sono in realtà piuttosto rare. Nell'ultimo decennio, si è assistito ad un aumento della ricerca sugli effetti degli impatti ripetuti alla testa che non provocano danni evidenti al giocatore."
"Sebbene il giocatore sembri stare perfettamente bene subito dopo questi impatti, sembra esserci un potenziale legame tra l'esposizione ripetuta e patologie neurologiche a lungo termine. Tuttavia, a differenza della commozione cerebrale, che è associata a segni e sintomi osservabili, questi impatti sono stati in passato difficili da quantificare."
Secondo World Rugby, la soluzione risiede in un paradenti intelligente. Sviluppato da Prevent Biometrics, azienda con sede in Minnesota, il paradenti ha l'aspetto e la vestibilità di un dispositivo convenzionale, ma è in grado di misurare ogni impatto significativo alla testa che si verifica mentre il giocatore lo indossa, indipendentemente dal fatto che sia stato ripreso dalle telecamere, dagli arbitri o persino dal giocatore stesso.
I sensori microaccelerometro e giroscopio integrati nel paradenti raccolgono dati a 3.200 Hz in modo che, quando l'accelerazione su qualsiasi asse supera una determinata soglia di forza G, il sistema acquisisca una finestra di dati di 50 millisecondi: dieci millisecondi prima dell'attivazione e 40 millisecondi dopo.
L'elaborazione inizia immediatamente sul dispositivo: il firmware e gli algoritmi software traducono i segnali d'impatto in valori di accelerazione lineare e rotazionale al centro di gravità della testa, anziché a livello dei denti, per una misurazione più precisa. Questi dati vengono quindi inviati via Bluetooth ad un'app ed ad un portale web a bordo campo in pochi secondi, dove allenatori e personale medico possono analizzare ogni impatto per giocatore o come andamento per l'intera squadra.
Il paradenti è stato formalmente integrato nel protocollo di valutazione degli infortuni alla testa (HIA) di World Rugby a partire da gennaio 2024: se un giocatore supera la soglia di allerta per la forza G stabilita dall'organo di governo, viene inviato un avviso in tempo reale al medico indipendente presente il giorno della partita ed il giocatore deve essere allontanato dal campo per una valutazione HIA.
L'ultima versione di questa tecnologia, introdotta per la prima volta alla Coppa del Mondo di rugby femminile del 2025, è dotata anche di una luce LED che lampeggia di rosso se la soglia viene superata, consentendo all'arbitro di interrompere immediatamente il gioco.
"Prevent Biometrics è stata fondata nel 2015, ma la tecnologia stessa è stata concepita anni prima presso la Cleveland Clinic, dove un gruppo di medici, ingegneri e matematici formati dalla NASA ha lavorato alla creazione di quello che inizialmente era un dosimetro di ricerca, con l'obiettivo di dimostrare che un paradenti potesse misurare con precisione la cinematica della testa", ha spiegato Karl Hogan, direttore di Prevent Biometrics.
"I sensori applicati al casco ed alla pelle si muovono rispetto alla testa, quindi i loro dati non sono affidabili. I denti superiori, invece, sono rigidamente ancorati al cranio, il che rende il paradenti l'unico dispositivo standard in grado di misurare ciò che la testa sperimenta realmente."
"Inizialmente, la nostra attenzione si concentrava sugli sport di contatto e sui programmi di ricerca negli Stati Uniti. Nel tempo, il rugby è diventato l'applicazione di punta. La nostra missione – proteggere i benefici trasformativi dello sport – non è cambiata, ma la portata ed i contesti sì."
Indossato da ogni giocatore per tutta la stagione, il paradenti deve essere incredibilmente robusto nonostante la sua complessa componentistica. Il sistema deve resistere a morsi, bolliture durante la fase di adattamento, immersione nella saliva ed urti durante partite ed allenamenti, rimanendo al contempo sufficientemente comodo da indurre i giocatori ad indossarlo volentieri.
"Miniaturizzare sensori, processore, radio, una batteria ricaricabile e ora anche un LED in un unico involucro, senza compromettere la funzione protettiva del paradenti, è stata una sfida enorme in termini di materiali e confezionamento", ha affermato Hogan.
"Un'altra grande sfida era l'integrità dei dati: distinguere un vero impatto alla testa da masticazione, urla o dalla caduta del paradenti, problema che abbiamo risolto con la logica di attivazione e gli algoritmi di classificazione."
Oltre all'aspetto fisico, Hogan ha aggiunto che Prevent doveva dimostrare l'accuratezza della tecnologia secondo uno standard accettato dalla comunità medica e scientifica, convincendo al contempo squadre e giocatori del suo valore.
A seguito di anni di validazione indipendente e sottoposta a revisione paritaria, il sistema ha raggiunto correlazioni di R² = 0,99 rispetto ai sensori di riferimento di laboratorio sia per l'accelerazione lineare che per quella angolare, sia in laboratorio che sul campo. La collaborazione con World Rugby, afferma Hogan, ha notevolmente ampliato il set di dati dell'azienda, oltre a portarla alla ribalta nel panorama sportivo mondiale.
"Ogni paradenti è adattato al singolo giocatore ed abbinato al suo profilo, in modo che ogni impatto venga registrato a nome della persona giusta e la sua storia si aggiunga stagione dopo stagione. Mentre la soglia è stabilita dall'organo di governo in modo che il protocollo di gioco sia coerente, ciò che è individuale è il quadro longitudinale", ha aggiunto.
"Poiché registriamo ogni evento per ogni giocatore, lo staff medico può visualizzare il profilo di riferimento di ciascun atleta e confrontare un determinato evento od una determinata settimana con esso. Due giocatori nella stessa posizione possono avere profili di esposizione molto diversi, ed è esattamente ciò che rivelano i dati."
"Nel corso di una stagione, i numeri si accumulano rapidamente. Un giocatore di rugby professionista può registrare da centinaia a migliaia di accelerazioni della testa tra partite ed allenamenti. Nell'ambito del rugby d'élite, questo insieme di dati rappresenta ora il più grande registro di impatti alla testa nello sport, ed è ciò che consente agli organi di governo come World Rugby di prendere decisioni basate su dati concreti in merito a regolamenti e carichi di allenamento."
Questi dati, ad esempio, hanno permesso ai ricercatori di confrontare le partite professionistiche maschili e femminili in modo più approfondito che mai.
Sebbene la componentistica del paradenti ed i dati raccolti siano identici, le soglie stabilite da World Rugby per i giocatori e le giocatrici professionisti differiscono in modo significativo.
Quando l'organizzazione ha integrato per la prima volta la tecnologia nel protocollo HIA, ha impostato il livello di allerta a 75 g e 4.000 rad/s² (radianti al secondo quadrato, un'unità di accelerazione angolare) per la partita maschile ed a 55 g e 4.000 rad/s² per quella femminile, rispecchiando le ricerche dell'epoca sulle differenze di genere nel rischio di traumi cranici.
Questi parametri continuano ad evolversi di pari passo con la scienza. Per la Coppa del Mondo di rugby femminile del 2025, la soglia per le atlete è stata aggiornata a 65 g e 4.500 rad/s², sulla base dei dati raccolti in precedenza.
"Credo che il rugby si trovi attualmente in una posizione eccezionale per quanto riguarda il garantire che le giocatrici vengano trattate con il dovuto rispetto, anziché considerare il rugby femminile come una semplice estensione di quello maschile", ha affermato la dottoressa Starling.
"Direi che c'è stata un po' meno resistenza da parte del calcio femminile nei confronti dei paradenti intelligenti, ma abbiamo dovuto fare lo stesso lavoro per convincere giocatrici e staff di tutti i livelli. Quando abbiamo introdotto la tecnologia, abbiamo detto che i dati sarebbero stati utilizzati per escludere immediatamente una giocatrice dalla partita: nessuno lo vuole, quindi naturalmente c'era parecchio scetticismo."
"Abbiamo lavorato molto per informare giocatori ed allenatori sulla validazione dei paradenti, per dimostrare che la tecnologia può essere utilizzata per proteggere i giocatori senza interrompere lo svolgimento della partita."
Un altro ambito di sviluppo, ha aggiunto, è l'utilizzo della tecnologia nel rugby di base, dato che World Rugby ha dichiarato di voler migliorare la sicurezza a tutti i livelli di questo sport.
Finora, nel 2026, Prevent Biometrics e World Rugby hanno distribuito oltre 4.000 paradenti – che attualmente costano circa 250 sterline nel Regno Unito – a giocatori di rugby amatoriali di età compresa tra i dodici anni e l'età adulta. Secondo Prevent, la tecnologia è sostanzialmente la stessa, ma si pone maggiore enfasi sulla semplicità per i giocatori più giovani e i loro genitori. Ad esempio, l'applicazione mostra riepiloghi chiari di ciò che è accaduto e del suo significato, anziché semplici dati cinematici.
"Siamo sempre stati entusiasti soprattutto dell'impatto che questa tecnologia può avere a livello di base. Con questo progetto globale a livello di comunità, stiamo raccogliendo dati per delineare un quadro di come si manifesta l'accelerazione della testa nelle diverse fasce d'età nel calcio di base", ha spiegato Starling.
"Una partita di ragazze under 13 sarà molto diversa da una partita di ragazzi under 15, ed ancora più diversa da una partita di adulti del sabato. Pertanto, questi dati verranno utilizzati per definire diverse soglie per ogni livello, in modo da fornire allo staff tecnico le informazioni necessarie per proteggere le giocatrici durante la loro crescita sportiva."
"La direzione intrapresa dall'organizzazione non è cambiata negli ultimi anni. Continuiamo a percorrere questa strada di maggiore comprensione, impegnandoci senza sosta per ridurre al minimo tutti gli infortuni, siano essi acuti e riscontrabili sul campo, o quelli che potrebbero insorgere in seguito, una volta che un giocatore si è ritirato."
Nel frattempo, mentre Prevent Biometrics continua a migliorare la tecnologia per le applicazioni sportive, tra cui il football americano e la boxe, grazie all'aumento dei dati e delle conoscenze scientifiche, sta anche esplorando applicazioni nel combattimento attivo.
Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha precedentemente assegnato all'azienda ed ai suoi collaboratori oltre 8 milioni di dollari in finanziamenti a seguito di una valutazione tra pari, e dal 2017 i suoi sensori hanno registrato oltre 100.000 impatti alla testa su più di 3.000 membri delle forze armate, in situazioni che vanno dalle cadute durante gli atterraggi con il paracadute e l'addestramento al combattimento all'esposizione a esplosioni di sistemi d'arma. Il suo sensore brevettato Combo Sensor è attualmente l'unico sistema in grado di rilevare simultaneamente ed in tempo reale gli impatti contusivi alla testa e la sovrapressione da esplosione.
Guardando al futuro, "la direzione da seguire è quella di passare dall'individuazione alla prevenzione", ha affermato Hogan. "Per quanto riguarda lo sport, l'obiettivo immediato è rendere il monitoraggio dell'impatto una routine per gli atleti scolastici o amatoriali, al pari dell'uso del paradenti."
"Con la crescita del set di dati longitudinali, il valore si sposta dall'individuazione di singoli impatti significativi alla gestione dell'esposizione cumulativa: riprogettazione dei carichi di allenamento, perfezionamento delle tecniche e informazione dei cambiamenti legislativi con dati oggettivi sulla dose anziché con stime."
“Tra dieci anni, vorremmo che la registrazione degli impatti alla testa, misurati con precisione, diventasse parte integrante della cartella clinica di un atleta – o di un soldato – dalla prima all'ultima stagione, e che i paradenti strumentati fossero un equipaggiamento standard ovunque vi siano rischi per la testa: che si tratti di sport di squadra, sport da combattimento o forze armate. Se le conoscenze scientifiche che collegano l'esposizione misurata agli impatti alla salute cerebrale a lungo termine continueranno a maturare, questa tecnologia diventerà lo strumento che permetterà allo sport di agire di conseguenza.”
ENGLISH
Smart mouthguards are giving rugby an unprecedented insight into head impacts, helping researchers and governing bodies make the game safer at every level.
The long-term effects of playing high-contact sport have dominated studies and headlines for years, with athletes, fans and experts alike questioning the risks that come with playing the more physical games, from youth to professional level.
In the UK, no sport has come under more safety scrutiny than rugby. Often described as primal in its nature, the sport relies on explosive physical combat and collective brute force. And unlike, for instance, American Football, where players are armed with protective headgear and pads, rugby players step onto the pitch completely unguarded, wearing only their gum shields and the occasional scrum cap: a relatively thin item of padded headgear designed to prevent surface-level injuries.
Players at all levels often step off the pitch with injuries ranging from cuts and bruises, to tears and breaks. For most, this is just part and parcel of the game. But in recent years, more attention has turned to the ‘unseen’ impact the sport can have on the brain, with many questioning the correlation between playing over several years and the likelihood of suffering from chronic neurological injuries in the long term.
In light of the growing understanding of these risks, a landmark lawsuit - first raised in 2020 - is ongoing against World Rugby, the Rugby Football Union and the Welsh Rugby Union, with over 1,100 former rugby union and rugby league players suing the governing bodies for alleged negligence and failure to protect them from chronic neurological injuries such as early-onset dementia and other degenerative brain conditions.
Over the last decade, there’s been increased research on the effect of repeated head impacts that don’t noticeably result in any damage to the player
Dr Lindsay Starling - Science and Medical Manager, World Rugby
The organisations have denied liability from the outset, with World Rugby admitting that physical injury – including head and brain injury – is a ‘foreseeable and inherent risk in the sport’ while also denying that it knew ‘at any material time of any established science supporting an association between non-concussive head acceleration events and neurological injury.’
While the trial is currently in a state of legal limbo – with talks of it being struck out due to a lack of medical evidence – its message alone already seems to have changed the game for the better.
Since 2020, significant efforts have been made to improve player safety, including World Rugby lowering legal tackle heights in community rugby, banning dangerous breakdown techniques and introducing wearable smart technology to support safer play.
“Rugby is obviously a very physical, contact sport and comes with a high risk of injury. One of those injuries that has received a lot of attention for a very long time is head injuries, specifically concussion,” Dr Lindsay Starling, science and medical manager at rugby union governing body World Rugby, told The Engineer.
“The game has always been quite good at recognising and managing concussions, but relative to the amount of time players spend playing, they are actually quite rare. Over the last decade, there’s been increased research on the effect of repeated head impacts that don’t noticeably result in any damage to the player.
“While the player appears to be absolutely fine immediately after these impacts, there does appear to be a potential link between repeated exposure and long-term neurological disease. But unlike concussion which is linked to observable signs and symptoms, these impacts have previously been difficult to quantify.”
The answer, World Rugby believes, comes in the form of a smart mouthguard. Developed by Minnesota-based Prevent Biometrics, the mouthguard looks and fits like a conventional device, but it can measure every significant head impact event that occurs whilst the player is wearing it – regardless of whether it’s been noticed by the cameras, officials or even the affected player.

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