Ein Prüfstand Helm Passform und Retention und biomechanischen Maßnahmen von Kopf- und Nackenverletzungen in simulierten Auswirkungen prüfen

Zusammenfassung

Mit einem anthropometrischen Kopf und Hals, Glasfaser-basierten Passform zwingen, Wandler, ein Array von Kopf Beschleunigung und Hals Kraft/Moment Aufnehmer und ein dual High-speed-Kamera-System, präsentieren wir einen Prüfstand Helm Retention und Auswirkungen auf die biomechanischen studieren Maßnahmen von Kopf und Hals Verletzungen sekundär zu Kopf Auswirkungen.

Zusammenfassung

Konventionelle Weisheit und die Sprache in internationalen Helm Prüfung und Zertifizierung Normen legen nahe, dass entsprechende Helm passen und Aufbewahrung während eines Aufpralls sind wichtige Faktoren bei den Helm-Träger vor Auswirkungen-induzierten Schädigung zu schützen. Dieses Manuskript soll untersuchen Auswirkungen-induzierte Verletzungen Mechanismen in verschiedenen Helm passen Szenarien durch Analyse der simulierten behelmter Auswirkungen bei einer anthropometrischen Testgerät (ATD), ein Array von Kopfform Beschleunigung Wandler und Hals Kraft / in unserer Forschungsgruppe basierend auf Bragg-Gitter in Glasfaser entwickelt Moment Aufnehmer, ein dual-high-Speed-Kamera-System und Helm-Fit Kraftsensoren. Zur Simulation der Auswirkungen fallen einer instrumentierten Kopfform und flexiblen Hals entlang eine lineare Führungsschiene auf einen Amboss. Der Prüfstand ermöglicht die Simulation der Kopf Auswirkungen bei Geschwindigkeiten bis zu 8,3 m/s auf Aufprallflächen, die flachen und schrägen sind. Die Kopfform ist mit einen Sturzhelm und mehrere Fit Szenarien simuliert werden, indem Kontext spezifische Anpassungen an den Helm Positionsindex und/oder Helmgröße. Um Helm Aufbewahrung zu quantifizieren, ist die Bewegung des Helmes auf dem Kopf quantifiziert mit Post-hoc-Bildanalyse. Um Kopf und Hals Verletzungen mögliche zu quantifizieren, werden biomechanische Maßnahmen anhand der Kopfform Beschleunigung und Hals Kraft/Moment gemessen. Diese biomechanischen Maßnahmen durch den Vergleich mit etablierten menschlichen Toleranz Kurven, können das Risiko einer schweren lebensbedrohlichen und/oder leichte diffuse Hirnverletzung abschätzen und Osteoligamentous Hals Verletzungen. Unseres Wissens ist die vorgestellten Testfeld das erste speziell entwickelt, um biomechanischen Auswirkungen auf Kopf und Nacken Verletzung relativ Helm passen und Retention.

Einleitung

Die meisten epidemiologischen Hinweise darauf, Fahrradhelme bieten Schutz vor Kopfverletzungen für Radfahrer aller Altersgruppen¹. Die biomechanische Literatur präsentiert das konsequente Design, das den behelmten Kopf relativ weniger schwere Kopf/Gehirn Verletzungen sekundär zu beeinflussen, im Vergleich zu den ungeschützten (UN-behelmter) Kopf²trägt. Einige Untersuchungen zeigen, dass schlechte Helm passen verbunden mit einem erhöhten Risiko von Kopfverletzungen^{3 ist}, was bedeutet, dass Helme am effektivsten sind, wenn richtig passen. Je nach den Kriterien guter Helm Passform definiert falsche H....

Protokoll

1. Helm passen Szenarien Anordnung

1. Define passen Szenarien untersucht werden, auf eine anthropometrische Test Gerätekopf und Hals (Hybrid III 50. Perzentil männlich) mit einem Kopfumfang von 575 mm.
   Hinweis: Ein Beispiel für vier Fit Szenarien ist in Tabelle 1 mit Helm Positionen entsprechend Abbildung 1 dargestellt. Die vorwärts und rückwärts Fit Szenarien beruhten auf Definitionen der richtige Helm benutzen aus früheren epidemiologischen Studien, die richtige Helmposition angegeben als nicht abdecken der Augenbrauen oder aussetzen der Stirn ³.
2. Für jedes Szenario mark....

Ergebnisse

Fit Kraftmessung
Für jedes Szenario passen, passen Kraft Messung an jedem Sensor-Standort (Abbildung 12) durchgeführt wurde und ein t-Test, ungleiche Varianzen vorausgesetzt wurde durchgeführt, um die Bedeutung zu bestimmen (p < 0,05). Die durchschnittliche Standardabweichung über alle Messungen betrug ± 0,14 N. Higher Fit Kräfte zeigen eine engere Passform.

Kinematis.......

Diskussion

Methoden zur Untersuchung Helm passt hier, in simulierten behelmter Kopf, den Auswirkungen dargestellt werden. Helm passen wurde mit Fit Kraftsensoren quantifiziert, Auswirkungen wurden mit einem ATD Kopfform und Hals auf eine geführte Fallturm simuliert und Helm-Bewegung wurde mit high-Speed Video verfolgt. Unter verschiedenen Fit Szenarien, die Auswirkungen auf die biomechanischen Maßnahmen der Helm passt zu untersuchen wurden unterschiedliche Auswirkungen Szenarien simuliert.

Die Helm passe.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Hybrid III Headform	Humanetics oder Jasti-Utama	N/A	50. Perzentil ATD, für die Aufprallsimulation
Hybrid III Neck	Humanetics oder Jasti-Utama	N/A 50	. Perzentil ATD, für die Aufprallsimulation
Lineare Beschleunigungssensoren	Measurement Specialties	64C-2000-360	für die Messung der Kopfbeschleunigung
Upper Neck Load Cell	mg Sensor	N6ALB11A	für die Messung der Nackenbelastung
High Speed Camera	Vision Research	v611	für Motion Capture
Kameraobjektiv	Carl Zeiss	N/A	50 mm f1/.4, für Motion
Capture Kameraobjektiv	Carl Zeiss	N/A	100 mm f/2.0, für Motion
Capture	Fahrradhelm Klingel	N/A	Traverse
Datenerfassungssystem	National Messgeräte	PXI 6251	für die Hybrid-III-Signalerfassung
Head Impact Drop Tower	University of Alberta	N/A	Kundenspezifisch für die Aufprallsimulation
Optischer Interrogator	Smart Fibres Ltd.	N/A	SmartScan, für die Kraftmessung von optischen Sensoren
Fit Force Sensor	University of Alberta	N/A	Kundenspezifisch, für die Messung von Helmpasskräften