Математическое моделирование
Критерий травмы головы ( HIC ) — это мера вероятности травмы головы в результате удара. HIC можно использовать для оценки безопасности, связанной с транспортными средствами, средствами индивидуальной защиты и спортивным оборудованием.
Обычно эта переменная выводится из измерений акселерометра, установленного в центре масс головы манекена для краш -теста , когда манекен подвергается воздействию сил столкновения.
Он определяется как: [1] [2]
где t 1 и t 2 — начальное и конечное время (в секундах), выбранное для максимизации HIC, а ускорение a измеряется в g s ( стандартное ускорение силы тяжести). Продолжительность времени, t 2 – t 1 , ограничена максимальным значением 36 мс, [1] [2] обычно 15 мс. [3]![{\displaystyle {\mathit {H}}{\mathit {I}}{\mathit {C}}=\max _{t_{1},t_{2}}{\bigg \{}(t_{2}-t_{1})\cdot {\bigg [}{\frac {1}{t_{2}-t_{1}}}\int _{t_{1}}^{t_{2}}a(t)dt{\bigg ]}^{2.5}{\bigg \}}}](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
Это означает, что HIC включает эффекты ускорения головы и длительность ускорения. Большие ускорения могут быть допустимы в течение очень коротких промежутков времени.
При HIC 1000 вероятность получения тяжелой черепно-мозговой травмы составляет 18%, вероятность получения серьезной травмы — 55%, а вероятность получения умеренной черепно-мозговой травмы — 90% для среднестатистического взрослого человека. [4]
Безопасность автомобиля
HIC используется для определения звездного рейтинга безопасности автомобилей Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA), а также для определения рейтингов, присваиваемых Страховым институтом безопасности дорожного движения . [5]
По данным Института страхования дорожной безопасности , риск травмы головы оценивается в основном на основе критерия травмы головы. Значение 700 является максимально допустимым в соответствии с положениями расширенного регулирования подушек безопасности США (NHTSA, 2000) и является максимальным баллом для «приемлемого» рейтинга IIHS для конкретного транспортного средства. [5]
По оценкам, HIC-15 (т. е. показатель воздействия в течение 15 миллисекунд) в 700 представляет 5-процентный риск тяжелой травмы (Mertz et al., 1997). «Тяжелая» травма — это травма с оценкой 4+ по Сокращенной шкале травм (AIS) [6]
Данные по конкретным транспортным средствам можно найти на различных сайтах с автомобильными обзорами. Ниже приведены некоторые примеры данных для сравнения:
- Ford Windstar 1998 года , позиционируемый как один из самых безопасных минивэнов того года, прошёл испытания и получил оценку HIC=305 для водителя [7]
- Небольшой автомобиль Dodge Neon 1998 года выпуска прошел испытания при HIC=265. [8]
- Обычный семейный седан Toyota Camry 1998 года , прошедший испытания при HIC=288. [9]
- Camry 2007 года с индексом HIC=175. [10]
[11]
Обширная база данных транспортных средств с возможностью поиска и их рейтингами HIC доступна на сайте safercar.gov.
Легкая атлетика и отдых
Спортивные физиологи и эксперты по биомеханике используют HIC при исследовании защитного оборудования и рекомендаций для соревновательного спорта и отдыха. [12] В одном исследовании было обнаружено, что сотрясения мозга происходят при HIC=250 у большинства спортсменов. [13] Исследования проводились в лыжном спорте и других видах спорта для проверки адекватности шлемов [14]
Смотрите также
Ссылки
- ^ ab МакГенри, Брайан Г. Критерии черепно-мозговой травмы и ATB (PDF) (Отчет).
- ^ ab "Краш-тесты и критерий травмы головы" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-06 . Получено 2009-11-03 .
- ^ Методология испытаний для оценки средств индивидуальной защиты (СИЗ) для разминирования] (Отчет). Архивировано из оригинала 2013-04-09.
- ^ Маккей, Мюррей (август 2007 г.). «Возрастающее значение биомеханики травмы при ударе». Садхана . 32 (4): 397–408. doi : 10.1007/s12046-007-0031-9 . S2CID 111347672.
- ^ ab "Руководство по оценке мер травматизма, 2009, IIHS" (PDF) . Июнь 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-01-01 . Получено 2010-02-28 .
- ^ Руководство по оценке лобовой устойчивости к умеренному перекрытию для оценки травматизма (PDF) (отчет). Страховой институт безопасности на автомагистралях. Сентябрь 2014 г.у
- ^ "1998 Ford Windstar". www.iihs.org . Архивировано из оригинала 2018-08-10.
- ^ "1998 Dodge Neon 4-дверный седан". Архивировано из оригинала 2018-07-18 . Получено 2023-08-01 .
- ^ "1998 Toyota Camry 4-дверный седан". Архивировано из оригинала 2018-08-12 . Получено 2023-08-01 .
- ^ "2007 Toyota Camry 4-дверный седан". Архивировано из оригинала 2019-01-24 . Получено 2023-08-01 .
- ^ "Результаты краш-теста Toyota Camry 2007 года". Архивировано из оригинала 2011-01-09 . Получено 2010-02-28 .
- ^ Технические условия на амортизацию удара материалов покрытия в зоне использования игрового оборудования, doi :10.1520/F1292-22
- ^ Виано, Дэвид К. (2005). «Биомеханика удара головой в спорте». Симпозиум IUTAM по биомеханике удара: от фундаментальных идей к приложениям . Механика твердого тела и ее приложения. Том 124. С. 121–130. doi :10.1007/1-4020-3796-1_12. ISBN 1-4020-3795-3.
- ^ Ричардс, Д.; Шер, И.; Кархарт, М. (01.01.2006). «Травма головы при катании на сноуборде: оценка защитной роли шлемов». Журнал ASTM International . 3 (4). ASTM International. doi : 10.1520/JAI14203. ISSN 1546-962X . Получено 11.08.2024 .
Внешние ссылки
- Использование критерия черепно-мозговой травмы при оценке результатов краш-тестов
- Измерения и критерии травматизма
- Спасение жизней с помощью продукта для защиты от ударов
![{\displaystyle {\mathit {H}}{\mathit {I}}{\mathit {C}}=\max _{t_{1},t_{2}}{\bigg \{}(t_{2}-t_{1})\cdot {\bigg [}{\frac {1}{t_{2}-t_{1}}}\int _{t_{1}}^{t_{2}}a(t)dt{\bigg ]}^{2.5}{\bigg \}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/29667501f653c88b7ce40bbd537f1970c7894365)