高齢・小柄な女性PMHSのニアサイドインパクトシナリオにおける傷害メカニズムおよび胸部反応の解析

Analysis of injury mechanism and thoracic response of elderly, small female PMHS in near-side impact scenarios.

抄録

目的:

2020年、全衝突事故死亡者の17％が65歳以上の高齢者であることが判明しました。また、衝突事故データから、高齢の乗員にとって、胸部関連の傷害が死亡原因の上位を占めていることが明らかになりました。歴史的に、ニアサイドインパクトの死後被験者（PMHS）研究の大半は、PMHSに加わる外部荷重を把握するために一般的なロードウォールを使用していました。これらのデータは生物学的忠実度の記録には役立ちますが、ニアサイドクラッシュで乗員が受けるであろう現実的な反応を表すものではありませんでした。本研究の目的は、小型の高齢女性のPMHSを、再現可能で現実的な側面衝突シナリオで試験し、この脆弱な集団に関連する現在の傷害基準を調査することである。

OBJECTIVE: In 2020, 17% of all crash fatalities were individuals aged 65 years or older. Crash data also revealed that for older occupants, thoracic related injuries are among the leading causes of fatality. Historically, the majority of near-side impact postmortem human subjects (PMHS) studies used a generic load wall to capture external loads that were applied to PMHS. While these data were helpful in documenting biofidelity, they did not represent a realistic response an occupant would undergo in a near-side crash. The objective of this research was to test small, elderly female PMHS in a repeatable, realistic near-side impact crash scenario to investigate current injury criteria as they relate to this vulnerable population.

方法:

10人の小型高齢者PMHSを、現実的な側面衝突荷重条件に供した。PMHSは、60歳以上の高齢女性で、身長と体重が約5パーセンタイルで、骨密度（areal bone mineral density）が減少している人を対象とした。各被験者は、サイドエアバッグとプリテンショナー付き標準3点式拘束具を装備した量産型シートに座りました。また、境界条件として、運転席側ドアへの侵入を想定しています。PMHSの計測機器には、骨折のタイミングを特定するために、両側の肋骨3-10にストレインゲージを設置しました。胸部のたわみを測定するために、腋窩の高さと剣状突起の高さの2つのチェストバンドが使用された。

METHOD: Ten small, elderly PMHS were subjected to a realistic near-side impact loading condition. The PMHS were targeted to be elderly females age 60+, approximately 5 percentile in height and weight, with osteopenic areal bone mineral density. Each subject was seated on a mass-production seat, equipped with a side airbag and standard three-point restraint with a pretensioner. Other boundary conditions included an intruding driver's side door. PMHS instrumentation included strain gages on ribs 3-10 bilaterally to identify fracture timing. Two chestbands were used to measure chest deflection, one at the level of the axilla and one at the level of the xiphoid process.

結果:

肋骨骨折、特に打撃側の骨折が観察され、複数の症例でフレイルチェストが観察された。過去にテストされたATDでは、AIS3+の傷害が発生する確率は10%未満であったにもかかわらず、10人中8人がAIS3+の胸部傷害となった。また、胸部圧迫が1％～9％の範囲でAIS3傷害の閾値を超える被験者もいた。さらに、傷害のメカニズムも様々で、ドアとの相互作用で発生した傷害もあれば、エアバッグとの相互作用で発生したものもありました。

RESULTS: Injuries observed included rib fractures, particularly on the struck side, and in multiple cases a flail chest was observed. Eight of ten subjects resulted in AIS3+ thoracic injuries, despite previously tested ATDs predicting less than a 10% chance of AIS3+ injury. Subjects crossed the threshold for AIS3 injury in the range of only 1% - 9% chest compression. Additionally, mechanisms of injury varied, as some injuries were incurred by door interactions while others came during airbag interactions.

結論:

(1)複雑な衝突シナリオの傷害閾値の設定や傷害基準の定義に、簡略化された可能性のあるPMHS試験が適切であるかどうか。

CONCLUSIONS: This research points to two areas of concern that likely require further analysis: (1) the appropriateness of potentially oversimplified PMHS testing to establish injury thresholds and define injury criteria for complicated crash scenarios; (2) the importance of identifying the precise timing of injuries to better understand the effect of current passive restraint systems.