Zeitschrift für forensische Biomechanik

Abstrakt

Eine neuartige Strategie zur Minderung von schrägen Aufprallen mit Fahrradhelmen

Emily Bliven, Alexandra Rouhier, Stanley Tsai, Rémy Willinger, Nicolas Bourdet, Caroline Deck, Steven M Madey und Michael Bottlang

Eine Hauptursache für traumatische Hirnverletzungen ist die Rotationsbeschleunigung des Kopfes, die auch ohne direkten Aufprall auf den Kopf eine Hirnverletzung verursachen kann. Ein Sturz mit dem Fahrrad führt typischerweise zu einem schrägen Aufprall des Kopfes, der eine Rotationsbeschleunigung des Kopfes verursacht. Um diese Rotationsbeschleunigung des Kopfes zu mildern, wurde ein neuartiges Fahrradhelmkonzept entwickelt, das eine kollabierbare Zellstruktur verwendet. Diese Studie quantifizierte die Wirksamkeit dieser Technologie im Vergleich zu herkömmlichen Fahrradhelmen aus starrem expandiertem Polystyrol (EPS). Prototyphelme mit Zellstruktur (CELL) und Standard-EPS-Helme (CONTROL) wurden in vertikalen Falltests schrägen Stößen auf abgewinkelte Ambosse ausgesetzt. Die Helme wurden bei Aufprallgeschwindigkeiten von 4,8 m/s und 6,2 m/s und bei Aufprallwinkeln von 30°, 45° und 60° getestet. Lineare und rotierende Kopfformbeschleunigung und Nackenbelastungen eines anthropometrischen Kopf-Hals-Surrogats wurden aufgezeichnet und die maximale axonale Belastung wurde anhand der Kopfformkinematik geschätzt. CELL-Helme reduzierten die Rotationsbeschleunigung und die damit verbundene axonale Belastung in allen Tests im Vergleich zu CONTROL-Helmen deutlich, wobei die Reduzierungen bei der Rotationsbeschleunigung zwischen 34 % und 73 % und bei der axonalen Belastung zwischen 63 % und 85 % lagen. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial der neuartigen Fahrradhelm-Strategie zur Reduzierung der Rotationsbeschleunigung des Kopfes und der axonalen Belastung, die mit dem Risiko einer Hirnverletzung verbunden sind.