Nya mc-hjälmar med flygteknik

Det går på några sekunder . Bilen krockar och rullar runt ner i diket. Passagerarna fångas upp av säkerhetsbälten och krockkuddar. De klarar kanske armar och ben. Men huvudet slår i taket. Skadorna som uppstår liknar dem som drabbar motorcyklister. Totalt avlider 1 500 personer varje år i Sverige på grund av yttre våld mot huvudet. De flesta skadorna uppstår i trafiken.
 
För att råda bot på det har forskare på KTH utvecklat en datormodell för simulering av skallskador.
 
Det började med att neurokirurg Hans von Holst tröttnade på att få in patienterna med dessa skallskador på operationsbordet. Han tog därför kontakt med institutionen för flygteknik på KTH och professor Jan Bäcklund. Ett nytt forskningsområde, neuronik, föddes.
 
- Ett viktigt mål för oss är att hitta nya sätt att förebygga skador, säger Hans von Holst. Det skulle till exempel kunna handla om bättre hjälmar eller andra typer av innertak i bilar.
 
Den världsunika datormodellen bygger på finita element metoden, FEM, som vanligtvis används för att simulera krafter i mekaniska konstruktioner. Men nu handlar det i stället om mänskliga skallar och nackar.
 
- Svårigheten ligger i att simulera biologisk vävnad. Till exempel är det skillnad på levande och död vävnad. Det gör att en del data kan bli svåra att få reda på, säger Jan Bäcklund
 
Men Jan Bäcklund och Hans von Holst är optimistiska. Hittills har datormodellen gett underlag till en bättre konstruktion av motorcykelhjälmar. Dagens hjälmar skyddar bäst mot slag i 90-graders vinkel mot huvudet. Men vid de allra flesta omkullkörningar drabbas huvudet av ett "glidslag". Sådana slag skulle tas upp lättare av hjälmen om den byggdes i flera skikt, där det yttersta skiktet var rörligt. På så vis skulle kraften mot hjärnan kunna minskas med nästan femtio procent.
 
- Vi har ett jättestort arbete framför oss, säger Jan Bäcklund. Skallen är som en sandwich. Huvudets uppbyggnad, med ett hårt skal och ett mjukt inre, bygger på samma principer som alla sandwichmaterial. Men det här materialet är mycket mer inhomogent. Till exempel innehåller det vätska.
 
Arbetet med att samla in data till modellen engagerar för närvarande tre doktorander. En arbetar med huvudet, en med nackkotorna och en med kopplingen däremellen.
 
Den mesta informationen hämtas in med hjälp av datortomografi.
- Men ibland får vi såga i rådjursben också, säger Jan Bäcklund.
 
Hans von Holsts förhoppning är att tekniken ska bli ett verktyg för medicinen.
- Det vore väldigt bra att kunna följa en skada baklänges. Se vilka krafter som har gett upphov till skadorna och på så vis utvärdera hur lagningen ska gå till. Det kunde till exempel innebära att man slapp operera vissa nackskador. I stället kunde man gå in med en sond och limma på ett par ställen.
 
Något annat som Hans von Holst och Jan Bäcklund vill ta tag i är de internationella normerna för säkerhet i bilar. De är kritiska till det amerikanska normsystemet HIC, som de menar är alldeles för grovt. Den tar till exempel inte någon hänsyn till stötvågen som uppstår inuti huvudet vid en krock. Inte heller räknar HIC med någon rotation, som kan vara avgörande för nacken.
 
Den nya datormodellen skulle kunna bidra till att det utvecklas en noggrannare standard. Något som till exempel vore viktigt för att få bukt med de vanliga "whiplash"-skadorna.