Untersuchungen zur Schutzwirkung des Fahrradhelms.

Abstract

Im dreijährigen Forschungsprojekt "Fahrradhelm" der UDV (Unfallforschung der Versicherer) wurden durch detaillierte Realunfallanalyse und darauf aufbauende biomechanische Betrachtungen Empfehlungen für verbesserte Testverfahren für Fahrradhelme erarbeitet. Als Datengrundlage dienten 117 retrospektiv erfasste gut dokumentierte tödliche Fahrradunfälle aus der Sicherheits-Unfall-Datenbank (SUD) des Instituts für Rechtsmedizin München, 500 prospektiv erfasste Unfälle mit leicht- bis schwerverletzten Fahrradfahrern aus dem Universitätsklinikum Münster und 71 prospektiv erfasste Unfälle mit leicht- bis schwerverletzten Fahrradfahrern aus dem Universitätsklinikum München. Ausgewählte typische Realunfälle wurden rekonstruiert, mit generischen Szenarien ergänzt und in zwei Schritten simuliert. Dabei wurde die Kinematik des Fahrradfahrers im Unfallablauf erarbeitet, insbesondere die Parameter des Kopfanpralls auf die Straße oder den beteiligten Pkw. Mit Finite-Elemente-Simulationen unter Verwendung des Kopfmodells der Universität Straßburg (SUFEHM) wurden die Risiken ausgewählter Kopfverletzungsarten für die häufigsten Kopfanprallszenarien bestimmt. Zusätzlich wurde mit einem selbst erstellten detaillierten FE-Modell eines aktuellen Fahrradhelms der mögliche Nutzen eines Fahrradhelms in diesen Kopfanprallszenarien aufgezeigt. Durch die Analyse der Realunfälle wurde deutlich, dass Fahrradhelme, die nur den Minimalanforderungen der Europäischen Norm EN 1078 entsprechen, noch Optimierungspotential bieten. So fanden sich Kopfanprallpunkte bei Unfällen unbehelmter Fahrradfahrer, die schwerste Verletzungen davontrugen, häufig im Bereich der Schläfen und der unteren Stirn. Zum Teil liegen diese Bereiche außerhalb des unmittelbaren Prüfbereichs des aktuellen Testverfahrens. Daher sollte über eine Ausweitung des Prüfbereichs nachgedacht werden. Die Prüfgeschwindigkeit in aktuellen Testverfahren erscheint im Kontext von Alleinunfällen ausreichend. Bei schweren Kollisionen mit einem Pkw werden jedoch oft weit höhere Kopfanprallgeschwindigkeiten erreicht. Für zukünftige Testverfahren erscheint es deshalb sinnvoll, auch höhere Prüfgeschwindigkeiten für den Stoßdämpfungstest in Betracht zu ziehen, um mit einem Fahrradhelm auch in solchen Unfallsituationen noch besser geschützt zu sein. Verschärfungen der Normanforderungen müssen allerdings auch gegen Faktoren wie Helmgewicht und Helmbelüftung abgewogen werden, die Einfluss auf die Akzeptanz von Fahrradhelmen haben können.The research project "bicycle helmet", which was funded by the German Insurers Accident Research (UDV) and lasted three years had the aim to develop recommendations for improved test methods for bicycle helmets, based on detailed analysis of real world accidents and combined biomechanical considerations. By analyzing this data two typical accident scenarios were identified: the single-vehicle accident of the bicycle rider and the collision with the front part of a car. The most common situation of the single-vehicle accident is falling sideways at rather low speed and by falling off the bicycle forward over the handlebar. Regarding the accidents with a car, the bicycle rider typically collides with the front part of the car approximately under a right angle. The typical collision speeds are around 15 kph and 40 kph. Then, selected typical accident scenarios were reconstructed, supplemented with generic scenarios and simulated in two steps. In the first step, the kinematics of the bicycle rider, especially the parameters of the head contact on the road surface or the car were developed. In the second step (finite element simulation), the risks for selected head injuries were determined using the head model of the University of Strasbourg (SUFEHM). In addition, the benefit of a bicycle helmet has been shown in these head impact scenarios using a detailed finite element model of a bicycle helmet which was developed within this project. By analyzing the real-world accidents it became clear that bicycle helmets, which only meet the minimum requirements of the European standard EN 1078, still offer potential for optimization. For severely injured bicycle riders head impact points were derived from the location of soft tissue injury on the skull and face which are often found in the temporal region and the lower part of the forehead. Some of these areas are not covered by existing testing procedures. Therefore, extending the test area should be considered. The test speed in current test methods appears to be sufficient regarding single-vehicle accidents. In a severe collision with a car, far higher head impact speeds can occur. Therefore, it seems to be sensible to include higher testing speeds for the shock absorption test in future testing methods to be even better protected in such accident scenarios. However, tightening the requirements of the test standard must be weighed against such factors like helmet weight and helmet ventilation, which may have an impact on the acceptance of bicycle helmets.