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Methoden der Trauma-Biomechanik

  • Kai-Uwe SchmittEmail author
  • Peter F. Niederer
  • Duane S. Cronin
  • Markus H. Muser
  • Felix Walz
Chapter
Part of the VDI-Buch book series (VDI-BUCH)

Zusammenfassung

Die Arbeit in der Trauma-Biomechanik wird durch einige Randbedingungen eingeschränkt, die in dieser Form in anderen Bereichen der Ingenieurwissenschaften und der Life Sciences nicht oder nur zu einem geringen Teil vorhanden sind. Experimente an Menschen, bei denen verletzungsinduzierende Belastungen auftreten können, sind ausgeschlossen. Tierversuche sind nur sehr eingeschränkt anwendbar, da es schwierig bis unmöglich ist, Verletzungssituationen vom Tier auf den Menschen zu übertragen. Auch ist es fraglich, in welchem Grade Tiermodelle die Biomechanik des Menschen repräsentieren. Kosten und insbesondere ethische Überlegungen tragen weiter dazu bei, dass solche Experimente heute nur noch selten und nur unter besonderen Bedingungen durchgeführt werden. Dementsprechend sind die in der Trauma-Biomechanik zur Anwendung kommenden Methoden grösstenteils indirekt. Dazu gehören statistische Ansätze und Feldstudien, Unfallrekonstruktionen, verschiedene biomechanische Experimente, standardisierte Testverfahren sowie numerische Simulationen.

Literatur

  1. 1.
    AAAM (2005) AIS 2005: The injury scale. In: Gennarelli T, Wodzin E (Hrsg) Association of Advancement of Automotive MedicineGoogle Scholar
  2. 2.
    Appel H, Krabbel G, Vetter D (2002) Unfallforschung, Unfallmechanik und Unfallrekonstruktion. Verlag Information Ambs GmbH, Kippenheim, GermanyCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Baker S, O’Neill B (1976) The injury severity score: an update. J Trauma 11:882–885CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Bathe K (2007) Finite element procedures. Prentice-Hall India (ISBN 978–8120310759)Google Scholar
  5. 5.
    Beason D, Dakin G, Lopez R, Alonso J, Bandak F, Eberhardt A (2003) Bone mineral density correlates with fracture load in experimental side impacts of the pelvis. J Biomech 36:219–227CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Campbell F, Woodford M, Yates D (1994) A comparion of injury impairment scale scores and physician’s estimates of impairment following injury to the head, abdomen and lower limbs. Proceedings 38th AAAM ConferenceGoogle Scholar
  7. 7.
    Carsten O, Day J (1988) Injury priority analysis. NHTSA Technical Report DOT HS 807 224Google Scholar
  8. 8.
    Carlsson A, Chang F, Lemmen P, Kullgren A, Schmitt K-U, Linder A, Svensson M (2012) EvaRID – A 50th percentile female rear impact finite element dummy model. Proceedings IRCOBI Conf., paper no. IRC-12–32, S 249–262Google Scholar
  9. 9.
    Chawla M, Hildebrand F, Pape H, Giannoudis P (2004) Predicting outcome after multiple trauma: which scoring system? Injury 35:347–358CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Damm R, Schnottale B, Lorenz B (2006) Evaluation of the biofidelity of the WorldSID and the ES-2 on the basis of PMHS data. Proceedings IRCOBI Conf., S 225–237Google Scholar
  11. 11.
    Gesac (2013) http://www.gesacinc.com/. Zugegriffen: 12 Okt 2013
  12. 12.
    Gutsche A, Tomasch E, Sinz W, Levallois I, Alonso S, Lemmen P, Linder A, Steffan H (2013) Improve assessment and enhance safety for the evaluation of whiplash protection systems addressing male and female occupants in different seat configurations by introducing virtual methods in consumer tests. Proceedings IRCOBI Conf., paper no. IRC-13–16, S 77–90Google Scholar
  13. 13.
    Holzapfel G, Ogden R (2006) Mechanics of biological tissues. Springer Publ., Berlin (ISBN: 978-3-540-25194-1)CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Humanetics (2013) http://www.humaneticsatd.com/. Zugegriffen: 12 Oct 2013
  15. 15.
    Iwamoto M, Kisanuki Y, Watanabe I, Furusu K, Miki K, Hasegawa J (2002) Development of a finite element model of the total human model for safety (THUMS) and application to injury reconstruction. Proceedings IRCOBI Conf., S 31–42Google Scholar
  16. 16.
    Linder A, Schick S, Hell W, Svensson M, Carlsson A, Lemmen P, Schmitt KU, Gutsche A, Tomasch E (2013) ADSEAT – Adaptive seat to reduce neck injuries for female and male occupants. Accid Anal Prev 60:334–343. (doi:pii: S 0001–4575(13)00100–0. 10.1016/j.aap.2013.02.043).CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Liu IS (2002) Continuum mechanics. Springer Publ., Berlin (ISBN: 978-3-540-43019-3)CrossRefzbMATHGoogle Scholar
  18. 18.
    Malliaris A (1985) Harm causation and ranking in car crashes, SAE (85090)Google Scholar
  19. 19.
    Mertz HJ, Irwin AL, Prasad P (2003) Biomechanical and scaling bases for frontal and side impact injury assessment reference values. Stapp Car Crash J 47:155–188Google Scholar
  20. 20.
    Muser M, Zellmer H, Walz F, Hell W, Langwieder K (1999) Test procedure for the evaluation of the injury risk to the cervical spine in a low speed rear end impact. Proposal for the ISO/ TC22 N 2071/ ISO/TC22/SC10 (collison test procedures), Report.Google Scholar
  21. 21.
    Niederer P (2010) Mathematical foundations of biomechanics. Crit Rev Biomed Eng 38(6):355–577CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Ono K, Kaneoka K (1997) Motion analysis of human cervical vertebrae during low speed rear impacts by the simulated sled. Proceedings IRCOBI Conf., S 223–237Google Scholar
  23. 23.
    Schmitt K-U, Muser M, Walz F, Niederer P (2002) On the role of fluid-structure interaction in the biomechanics of soft tissue neck injuries. Traffic Inj Prev 3(1):65–73CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Schmitt K-U, Muser M, Vetter D, Walz F (2003) Whiplash injuries: cases with a long period of sick leave need biomechanical assessment. Eur Spine 12(3):247–254Google Scholar
  25. 25.
    Schmitt K-U, Beyeler F, Muser M, Niederer P (2004) A visco-elastic foam as head restraint material – experiments and numerical simulations using a BioRID model. Traffic Inj Prev 9(4):341–348Google Scholar
  26. 26.
    Spitzer W, Skovron M, Salmi L, Cassiy J, Duranceau J, Suissa S, Zeiss E (1995) Scientific monograph of the quebec task force on whiplash associated disorders: redefining “whiplash“ and its management. Spine 20(8S):3–73Google Scholar
  27. 27.
    Stitzel J, Cormier J, Barretta J, Kennedy E, Smith E, Rath A, Duma S, Matsuoka F (2003) Defining regional variation in the material properties of human rib cortical bone and its effect on fracture prediction. Stapp Car Crash J 47:243–265Google Scholar
  28. 28.
    Teasdale G, Jennett B. (1974) Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale. Lancet 2:81–84CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Zeidler F, Pletschen B, Mattern R, Alt B, Miksch T, Eichendorf W, Reiss S (1989) Development of a new injury cost scale. Proceedings 33rd Annual Conf. AAAMGoogle Scholar
  30. 30.
    Zienkiewicz O, Taylor R (1994) The finite element method. McGraw-Hill Book Company, London (ISBN 0-07-084175-6)Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

Authors and Affiliations

  • Kai-Uwe Schmitt
    • 1
    Email author
  • Peter F. Niederer
    • 1
  • Duane S. Cronin
    • 2
  • Markus H. Muser
    • 3
  • Felix Walz
    • 3
  1. 1.Institut für biomedizinische TechnikUniversität und ETH ZürichZürichSchweiz
  2. 2.Department of Mechanical and Mechatronics EngineeringUniversity of WaterlooWaterlooCanada
  3. 3.AGU ZürichZürichSchweiz

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