Centrul de Biomecanică Aplicată al Universității din Virginia, Charlottesville, Virginia, SUA

Centrul de Biomecanică Aplicată al Universității din Virginia, Charlottesville, Virginia, SUA

Autoliv Research, Vårgårda, Suedia

Centrul de Biomecanică Aplicată al Universității din Virginia, Charlottesville, Virginia, SUA

Centrul de Biomecanică Aplicată al Universității din Virginia, Charlottesville, Virginia, SUA

Autoliv Research, Vårgårda, Suedia

Abstract

Obiectivul acestui studiu a fost de a documenta mișcarea și mecanismele potențiale de rănire ale ocupanților obezi în accidente frontale de mașină, comparativ cu un grup de control al ocupanților nonobezi în impactul controlat al laboratorului. Opt cadavre au fost împărțite în obezi (n = 3) și un nonobezn = 5) grupuri și expuse la un impact de 48 km/h. Video digital de mare viteză a documentat mișcarea subiecților centurați. Comparativ cu cohorta non-obeză, obezii au prezentat un set de mișcări diferit în mod caracteristic. Așa cum era de așteptat, subiecții obezi (mai grei) au experimentat o deplasare (excursie) maximă mai mare înainte ca mișcarea lor să fie arestată de reținere. În plus, obezii au prezentat o distribuție diferită a excursiilor între segmentele corpului. Diferența principală dintre cohorte a fost o excursie de șold substanțial mai mare la obezi (452 ​​± 83 mm față de 203 ± 42 mm, P

Introducere

O rată crescândă a obezității a fost documentată atât pentru copii, cât și pentru adulți, în multe țări dezvoltate (de exemplu, referințele (1), (2), (3)). Consecințele acestei tendințe asupra sănătății au fost, de asemenea, bine documentate, incluzând un risc crescut de boli coronariene, diabet, anumite tipuri de cancer, hipertensiune și dislipidemie (4).

În ciuda prevalenței obezității în societatea noastră și a efectelor acesteia asupra rezultatelor posttraumatice, s-a acordat foarte puțină atenție obezității în cercetarea siguranței auto. Reglementările actuale din SUA privind siguranța autovehiculelor și testarea Programului de evaluare a autovehiculelor noi se bazează pe testarea accidentală cu un manechin cu o masă de ~ 76,2 kg și o statură de ~ 173 cm. Aceasta corespunde unui IMC de ± 25,5 kg/m 2. Mai mult decât atât, nu este fezabil să scalați (geometric) comportamentul unui manechin masculin percentil 50 pentru a deduce răspunsul mecanic al unui ocupant obez într-o coliziune. Masa corporală este distribuită în tot corpul diferit la obezi decât la nonobezi. Relația fizică dintre un ocupant de automobile, restricțiile și interiorul unui vehicul se schimbă și cu obezitatea, care afectează amploarea și calendarul încărcărilor aplicate în timpul unui accident în moduri care nu pot fi deduse din comportamentul fals al testului de accident.

În literatura de specialitate lipsește un studiu observațional prospectiv controlat al mecanicii de accidentare a persoanelor obeze. Un astfel de studiu este esențial pentru elucidarea observațiilor de teren și a ipotezelor neconfirmate în prezent cu privire la mecanismul de leziune și obezitate. Scopul acestui articol este de a raporta diferențele în interacțiunea de reținere și biomecanica accidentală pentru ocupanții de mașini obezi și non-obezi într-un set mic de impacturi de laborator bine controlate și documentate. Studiile retrospective ale bazelor de date chiar și mari ale victimelor accidentelor nu au descris în mod adecvat consecințele obezității în ceea ce privește mișcarea ocupanților și mecanismele de accidentare. Scopul studiului raportat aici este de a identifica aspectele cheie ale obezității care pot duce la o mai bună interpretare a studiilor privind rezultatele accidentului retrospectiv.

Metode și proceduri

pernă

Subiecții testați au fost poziționați în poziția din spate dreaptă a unui vehicul modern de dimensiuni medii montat pe o sanie de decelerație (Via Systems model HITS 713, Brighton, MI) cu un decelerator hidraulic programabil (Via Systems model 931-4000, Brighton, MI) (figura 1). Imaginatoarele digitale de mare viteză au documentat cinematica accidentului la o rată de cadru de 1.000 Hz. Țintele montate pe gleznă (maleolă laterală), genunchi (epicondil femural lateral), șold (trohanter mai mare) și umăr (cap humeral) au fost urmărite pe tot parcursul impactului pentru a cuantifica mișcarea ocupantului în plan sagital. Excursia a fost definită ca deplasarea înainte față de interiorul vehiculului.

Pozițiile inițiale ale unui cadavru tipic nonobez (două fotografii de sus, test 1386) și un cadavru obez (două fotografii de jos, test 1333). Observați diferențele de potrivire inițială a centurii.

Rezultate

În comparație cu cohorta nonobeză, subiecții obezi au prezentat un set caracteristic de mișcări, indiferent de tipul centurii (Figura 2 și Figura 3). După cum era de așteptat, subiecții obezi (și mai grei) au experimentat, în general, o excursie maximă mai mare înainte ca mișcarea lor să fie arestată de reținere. În plus, subiecții obezi au prezentat o distribuție substanțial diferită a excursiilor între segmentele corpului lor. Diferența principală dintre cele două cohorte a fost o excursie de șold substanțial mai mare la cadavrele obeze (obezi 452 ± 83 mm față de 203 ± 42 mm, P

Cinematica unui subiect nonobez (test 1386, stânga) și a unui subiect obez (test 1333, dreapta). Rețineți excursia pelviană semnificativ mai mare pentru subiectul obez, înălțimea rezultată scăzută a trunchiului obez rezultată și diferența consecventă în traiectoria capului.

Excursia capului, umărului, șoldului și genunchiului obezelor (bare gri) comparativ cu cadavrele nonobeze (bare albe) care prezintă o excursie mai mare pentru toate regiunile corpului și o înălțime a trunchiului scăzută reflectată într-un raport mai mic de excursie umăr la excursie șold la subiecții obezi.

Discuţie

Rezultatele acestui studiu indică faptul că ipoteza „grăsime ca airbag” avansată de Boulanger și colab. ((13)) și Arbabi și colab. ((12)) nu poate fi un mecanism primar de risc redus de rănire a capului pentru ocupanții obezi care folosesc centura de siguranță. O explicație mai probabilă este cinematica generală nefavorabilă care rezultă din excursia crescută a șoldului înainte ca centura de poală să angajeze structuri osoase la un ocupant obez, ceea ce duce la șolduri și piept „conducând” capul, deoarece trunchiul rămâne înclinat pe tot parcursul impactului. Pentru ocupanții neînchiși și alte tipuri de traume, „efectul de pernă” al grăsimii ar trebui studiat mai departe înainte de a fi acceptat ca explicație pentru orice observație retrospectivă pe teren.

Acest studiu susține conceptul modelului de prejudiciu propus de Viano și colab. ((16)) prin aceea că ocupanții obezi în virtutea masei lor mai mari și, prin urmare, a energiei cinetice necesită mai multă muncă din sistemul de reținere înainte ca mișcarea lor înainte să fie arestată. Aceasta este o altă explicație pentru riscul crescut de leziuni toracice și de extremități, deși ar sugera, de asemenea, un risc crescut de traumatisme craniene și abdominale. Este posibil ca cinematica înclinată a trunchiului observată în acest studiu să fie suficient de protectoare a capului pentru a compensa riscul crescut asociat cu energia cinetică mai mare a unui ocupant obez. Cu toate acestea, studiul cadavrelor nu a identificat niciun mecanism prin care leziunile abdominale să fie reduse de obezitate. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina dacă obezitatea reduce de fapt riscul de leziuni abdominale și pentru a identifica mecanismul oricărei reduceri.

În cele din urmă, este important să ne dăm seama că acest studiu este limitat de utilizarea cadavrelor ca model al omului viu. Factori precum musculatura activă și pasivă, lividitatea țesuturilor și autoliza limitează cadavrele ca model al oamenilor vii pentru studierea mecanicii accidentelor. În plus, accidentele în teren sunt caracterizate de variabilitate necuantificabilă în factori precum poziția inițială, direcționarea și montarea centurii de siguranță, geometria vehiculului și mecanica de impact. Condițiile de testare luate în considerare aici, deși sunt reprezentative pentru o configurație tipică și comună de test de laborator (impact frontal de 48 km/h), nu iau în considerare gama largă de condiții care duc la rănirea pe teren. Datele clinice detaliate legate de reconstrucțiile accidentelor și investigațiile biomecanice ale cazurilor de teren, cum ar fi cele efectuate în cadrul programului Departamentului de Transport al SUA în caz de accident de cercetare și rețea de inginerie (http: www.nhtsa.dot.govportalsitenhtsamenuitem.1c5bf5af32c6dfd24ec86e10dba046a0) pot ghida studiile viitoare mecanica accidentelor și mecanisme de leziune specifice obezilor.

Mulțumiri

Acest studiu a fost susținut de fonduri de la Departamentul de Transport al SUA, Administrația Națională pentru Siguranța Traficului pe Autostrăzi în cadrul unui Acord Cooperativ de Cercetare cu Universitatea din Virginia și de un grant de la Autoliv Research. Opiniile exprimate în această lucrare sunt cele ale autorilor și nu reprezintă neapărat punctele de vedere ale sponsorilor.

Dezvăluire

Autorii nu au declarat niciun conflict de interese.