Kunskapsbyggande metodstudie för att utvärdera skyddssystem för nackskadeprevention i cykelolyckor med numeriska simuleringar

De predikterade belastningarna i nacken jämfördes mot nackskadekriterier i simuleringar av olyckor med cyklist utan hjälm, med konventionell hjälm och med Hövding.

I förlängningen kan den kunskap som generas i projektet tillämpas för att utvärdera hur effektiva olika nackskydd är i olika typer av olycksscenarier, vilket exempelvis kan ge cyklister objektivt underlag vid val av nackskydd och kan utgöra underlag för standarder och certifiering.

Detta projekt var kunskapsbyggande och syftade till att ta fram en metod att utvärdera personligt skydd mot nackskador i cykelolyckor med hjälp av repeterbara datorsimuleringar med humanmodeller. Humanmodellernas resulterande belastningar i nacken jämfördes mot befintliga nackskadekriterier vilket möjliggjorde prediktering av både lindriga och mer allvarliga skador. Detta projekt visar att metoden har potential att bidra till utvärdering och utveckling av produkter. Metoden behöver vidareutvecklas med fler olycksscenarier och kräver validerade modeller av de personliga skydd som utvärderas. Detta projekt var första steget mot en metod som i förlängningen kan tillämpas för att utvärdera hur effektiva olika nackskydd är i olika typer av olycksscenarier, vilket exempelvis kan ge cyklister objektivt underlag vid val av nackskydd och utgöra underlag för standarder och certifiering.

De två humanmodeller som utvärderades var GHBMC-modellen som representerar en medelstor man (Elemance Ltd) och ViVA-modellen som representerar en medelstor kvinna (Chalmers tekniska högskola). En singelolycka där cyklisten kör rakt in i en vägsugga simulerades för tre konfigurationer; utan skydd, med en konventionell cykelhjälm och med Hövding. Hela förloppet simulerades med båda humanmodellerna och på grund av skillnader i styvhet resulterade detta i helt olika belastning på nacken då huvudet slog i marken. När resultaten jämfördes med en sammanställning av skadekriterier predikterades att både cykelhjälm och Hövding skyddar cyklisten från huvudskador. För nacken predikterade båda modellerna liknande skador för alla tre konfigurationer, dvs utan skydd, med cykelhjälm och med Hövding. För att kunna dra slutsatser om hur väl Hövding skyddar mot nackskador krävs en mer detaljerad och validerad beräkningsmodell av Hövding för att säkerställa realistisk interaktion mellan nacke/huvud och Hövding.

Sammanfattningsvis kan både GHBMC och ViVA-modellen vara kandidater när nackskador och skyddskoncept studeras med simuleringar av cykelolyckor. En stor nackdel för ViVA-modellen var numeriskt instabilitet och det är mycket troligt att vissa olycksscenarier kommer vara svåra att få igenom. GHBMC-modellen var numeriskt robust och enklare att positionera, och därför rekommenderar i första hand den modellen för vidare studier. Det finns en möjlighet att använda skadekriterier på vävnadsnivå med den detaljerade GHBMC-modellen. Den är dock beräkningstung och det verkar betydligt rimligare att i nästa steg gå vidare med en modulversion där den förenklade GHBMC-modellens kombineras med den anatomiskt detaljerade nackmodellen

Rapporten är framtagen med ekonomiskt bidrag från Skyltfonden, Trafikverket. Ståndpunkter och slutsatser i rapporten reflekterar författaren och överensstämmer inte med nödvändighet med Trafikverkets ståndpunkter och slutsatser inom rapportens ämnesområde.

Kontakt: Hövding Sverige AB, Malmö, Heino Wendelrup, tel 040-23 68 68, www.hovding.com

Slutrapport: De predikterade belastningarna i nacken jämfördes mot nackskadekriterier i simuleringar av olyckor med cyklist utan hjälm, med konventionell hjälm och med Hövding.

Trafikverkets beteckning: TRV 2020/105627, Kunskapsbyggande metodstudie för att utvärdera skyddssystem för nackskadeprevention i cykelolyckor med numeriska simuleringar

Projektet slutrapporterades juni 2021.