DIN CEN TR 16148-2011 de 9942 Head and neck impact burn and noise injury criteria - A Guide for CEN helmet standards committees German version CEN TR 16148 2011《头和脖子遭撞击 烧伤和噪音伤害标准-C.pdf

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1、Juni 2011 Normenausschuss Persnliche Schutzausrstung (NPS) im DINNormenausschuss Feuerwehrwesen (FNFW) im DINNormenausschuss Sport- und Freizeitgert (NASport) im DINPreisgruppe 19DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deut

2、sches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.340.20Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$jh+“1716908www.din.deDDIN CEN/TR 16148Kriterien fr Verletzunge

3、n durch Einwirkung auf Kopf und Hals,Verbrennungen und Lrmverletzungen Leitfaden fr Arbeitsgruppen, die europische Helmnormen erarbeiten;Deutsche Fassung CEN/TR 16148:2011Head and neck impact, burn and noise injury criteria A Guide for CEN helmet standards committees;German version CEN/TR 16148:2011

4、Critres relatifs au traumatisme cervico-facial et aux lsions dues aux brlures et aubruit Guide destin aux comits des normes sur les casques de protection du CEN;Version allemande CEN/TR 16148:2011Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 52 Seit

5、enDIN SPEC 91248DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 Nationales Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16148:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 158 Schutzhelme“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI (Vereinigtes Knigreich) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss

6、 NA 075-01-02 AA Kopfschutz“ im Normen-ausschuss Persnliche Schutzausrstung (NPS) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. 2 TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 16148 Mrz 2011 ICS 13.340.20 Deutsche Fassung Kriterien fr Verletzungen durch Einwirkung auf Kopf und Hals, Ver

7、brennungen und Lrmverletzungen Leitfaden fr Arbeitsgruppen, die europische Helmnormen erarbeiten Head and neck impact, burn and noise injury criteria A Guide for CEN helmet standards committees Critres relatifs au traumatisme cervico-facial et aux lsions dues aux brlures et au bruit Guide destin aux

8、 comits des normes sur les casquesde protection du CEN Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 27. Dezember 2010 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Fr

9、ankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. Manageme

10、nt-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TR 16148:2011 DE U ROP I S C H E SKOM I T E EF RNOR M U NGEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATIO

11、N CO M I T E U RO P E N DE N O R M A L I S AT I ONCEN/TR 16148:2011 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Vereinfachte Verletzungsskala, AIS.5 2 Maximale Linearbeschleunigung (A.3.1 und A.4).9 3 Kopfverletzungskriterium HIC (A.4).9 4 Rotationsbewegung (A.2.6, A.3.2, und A.4.3) .10 4.1 Maximale

12、 Rotationsbeschleunigung .10 4.2 Tangentialkraft an der Helmoberflche .10 5 Schdelfraktur und Durchdringungskraft (A.2.2 und A.3.3)11 5.1 Bruchkraft.11 5.2 Durchdringungskraft .11 6 Halsverletzungen .12 7 Lrm (A.5) .12 8 Hitze: Verbrennungen und Ermdung (A.6)13 8.1 Verbrennungen 13 8.2 Wrmebedingte

13、Ermdung.14 9 Literaturhinweise .14 Anhang A Biomechanik von Kopfverletzungen durch Einwirkung, Lrm und Hitze.16 A.1 Allgemeines16 A.2 Kopfverletzungen.17 A.3 Kopfverletzungsmechanismen.25 A.4 Kriterien fr Kopfverletzungen.30 A.5 Lrm 33 A.6 Hitze: Verbrennungen und Ermdung.37 A.7 Schlussfolgerungen 4

14、3 Literaturhinweise 44 DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16148:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 158 Schutzhelme“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte d

15、ieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 4 Einleitung Mitglieder der Komitees fr Helmnormen mssen hufig Grenzwerte f

16、r Prfverfahren festlegen. Solche Grenzwerte beziehen sich auf Prfwerte, die das Verletzungspotential angeben, und trotzdem ist es oft schwierig fr die Mitarbeiter, Art und Schwere der Verletzung zu erfassen, die durch einen bestimmten Prfwert dargestellt wird. ber die Jahre wurden Kriterien fr versc

17、hiedene Krperregionen entwickelt und blicherweise wurden diese aus einer Kombination von Unfalldaten und Daten zu Verletzungsopfern entwickelt, sowie Prfungen an Leichnamen, Leichenteilen, Tieren und menschlichen Probanden. Jedoch werden diese Kriterien hufig in der Fahrzeugindustrie als Prfwerte ve

18、rwendet, jedoch ohne klares Verstndnis der menschlichen Toleranz gegenber gesundheitsschdlichen Krften. Das fhrt manchmal zu der falschen Annahme, dass jeder Wert unterhalb der angegebenen Grenze keine Verletzung bedeutet und alle Werte oberhalb eine ernste oder tdliche Verletzung. Dieses Missverstn

19、dnis lsst sehr wenig Raum, Werte auszuwhlen, die sich von den hufig ungeeigneten Werten der Fahrzeugindustrie unterscheiden. Das gilt insbesondere fr Kopfverletzungskriterien, wo die Werte eines Helmtrgers sich von denen eines Nichthelmtrgers unterscheiden knnen. Viele Unflle, die Helmtrger innerhal

20、b eines groen Aktivittenbereichs vom Reiten bis hin zum Abfahrtskilauf erleiden, fhren zu einem Schdelhirntrauma. In diesen Fllen ist das Gehirn geschdigt, ohne dass Verletzungen am Schdel oder am ueren Gewebe auftreten. In umgekehrter Hinsicht sind die Kopfverletzungen bei Fahrzeugunfllen hufig off

21、ene Kopfverletzungen mit Schdelfraktur und Weichteilschden. Weitere Missverstndnisse entstehen aus dem mangelnden Verstndnis der unterschiedlichen menschlichen Reaktion innerhalb der Bevlkerung auf eine bestimmte Medikamentendosis oder Verletzungsparameter. Die Dosis-Wirkungs-Kurve ist hufig in S-Fo

22、rm (Sigmoid), so dass bei Zunahme der Grenordnung des Verletzungsparameters der Prozentsatz der Bevlkerung, der eine Verletzung bestimmter Schwere erleidet, ebenfalls zunimmt. Deshalb kann eine Gattung von S“-Kurven fr einen Bereich von Verletzungs-schweregraden wie AIS und ein Ma oder ein Kriterium

23、 wie HIC, das Kopfverletzungskriterium (en: Head Injury Criterion) erstellt werden. Bedauerlicherweise sind die Daten fr eine solche Analyse im Allgemeinen schwer zu erhalten, da die durch ein Prfgert erhaltenen Mae sich nicht direkt auf den Verletzungs-schweregrad beziehen, weil beispielsweise ein

24、Kopfmodell anders auf eine Einwirkung reagiert als der Kopf eines Menschen. Deshalb ist es erforderlich, eine Beziehung zwischen diesen Prfmessungen und dem Verletzungsschweregrad zu finden. Dieses Dokument wurde erstellt, um Mitgliedern von Normungsgremien Informationen zur Verfgung zu stellen, die

25、 bei der Auswahl von Prfgrenzwerten hinsichtlich einer bestimmten Verletzungsart und eines bestimmten Verletzungsschweregrads helfen. Es ist anzumerken, dass Unfallsachverstndige eine Einstufung verwenden, die als Vereinfachte Verletzungsskala (Einstufung von Unfallverletzungen in sechs Schwere-grad

26、e), AIS (en: Abbreviated Injury Scale) (AAAM) bekannt ist. Sie wurde (in den USA) entwickelt, damit der Verletzungsschweregrad in Datenbanken unabhngig vom Krperbereich und der Art der Verletzung aufgezeichnet werden kann, und somit lange medizinische Fachbegriffe vermieden werden knnen, die unbekan

27、nt und schwierig auszuwerten sind. Dieses Dokument beginnt mit einer Abhandlung der AIS-Skala und ihrer Anwendung bei Kopf- und Halsverletzungen sowie bei Verbrennungen. Anschlieend wird jede Messart betrachtet und gegebenenfalls der Verletzungsschweregrad bei bestimmten Werten ermittelt. Es wurde e

28、in Abschnitt zu Verbrennungen und zur Ermdung aufgrund von Wrmeeinwirkung beigefgt, der bei Normen fr die Ausrstung zum Schutz der Feuerwehr behilflich sein soll. Im Anhang wird der Aufbau der Haut sowie die Kategorie und Folgen von Verbrennungen beschrieben. Vorzeitige Taubheit aufgrund von Lrm und

29、 das damit verbundene Problem der bermigen Dmpfung von akustischen Warnsignalen wurde ebenfalls bercksichtigt. In Anhang A wurden empfohlene Pegel mit Einzelheiten zu Prfverfahren aufgenommen. DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 5 1 Vereinfachte Verletzungsskala, AIS Dies

30、e Skala erstreckt sich von 0 bis 6, wobei 0 fr unverletzt und 6 fr tdlich steht. Jede Stufe kann nach einer von der Association for the Advancement of Automotive Medicine“ (AAAM) erstellten Aufschlsselungs-anleitung fr jede Krperregion angewendet werden. Die Tabellen 1 und 2 geben die Einstufung und

31、 den Verletzungsschweregrad an sowie einen Hinweis auf die Kopf- und Halsverletzungen, die bei jeder Stufe klassifiziert werden. Tabelle 3 enthlt hnliche Angaben zu Verbrennungen in Form von Verbrennungsgrad, Oberflche und Krperregion. DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D)

32、6 Tabelle 1 AIS-Skala mit Schweregrad von Kopfverletzungen AIS 0 unverletztAIS 1 gering AIS 2 leicht AIS 3 mig AIS 4 ernst AIS 5 schwer AIS 6 tdlich Kopfhaut Oberflchliche Abschrfungen, Prellungen (Kontusionen), Riss- (Platz)wunden X Grere Platzwunde oder geringerer Blutverlust X Blutverlust 20 % od

33、er vollstndiger Kopfhautverlust X Intrakraniale Blutgefe (Arterien) Risswunde X X Kranialnerven Prellung, Risswunde, Funktionsverlust X Gehirn Schwellung, Prellungen, Gehirnblutung X Blutergsse, gro 15 cm3Prellung Xmassiv 30 cm3 Prellungen, diffuse Axonschdigung, groe Hmatome X Quetschung, Penetrati

34、onsverletzung X Bewusstlosigkeit 24 h oder 6 h bis 24 h mit neurologischen Ausfllen X Schdelfraktur Einfach X Kompliziert XKomplex, offen, Verlust von Hirngewebe X DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 7 Tabelle 2 AIS-Skala mit Schweregrad von Halsverletzungen AIS 0 unverle

35、tztAIS 1 gering AIS 2 leicht AIS 3 mig AIS 4 ernst AIS 5 schwer AIS 6 tdlich Gesamtbereich Haut Oberflchliche Abschrfungen, Prellungen, Platzwunden X Grere Platzwunde oder geringerer Blutverlust X Blutverlust 20 % X Abtrennung des Kopfes XBlutgefe (Arterien) Arteria carotis, jugular und vertebral; k

36、leinere Risswunde X Arteria carotis, jugular und vertebral; grere Risswunde X Nerven Vagusnervverletzung X Zwerchfellnervverletzung XWirbelsule Zungenbeinfraktur XRckenmarkprellung X begrenztes Rckenmarksyndrom Xbegrenztes Rckenmarksyndrom oder Risswunde C-4 oder unterhalb X begrenztes Rckenmarksynd

37、rom oder Risswunde C-3 oder oberhalb X Bandscheibenverletzung ohne Nervenwurzelschdigung X Bandscheibenverletzung mit Nervenwurzelschdigung X DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 8 Tabelle 3 AIS-Skala mit Schweregrad von Brandverletzungen AIS 0 unverletztAIS 1 gering AIS 2

38、 leicht AIS 3 mig AIS 4 ernst AIS 5 schwer AIS 6 tdlich Ersten Grades Nicht spezifiziert X Zweiten Grades 300 g AIS 6 Obwohl in der ursprnglichen Forschungsarbeit nicht ausdrcklich angegeben, sollte bercksichtigt werden, dass die oben angegebenen Werte ein 50. Perzentil darstellen, was bedeutet, das

39、s 50 Prozent der Bevl-kerung eine Verletzung mit einem bestimmten AIS-Schweregrad fr den entsprechenden Beschleunigungs-bereich erleiden wrden. Interessanterweise ist anzumerken, dass in der Vergangenheit Werte festgesetzt wurden, die AIS 5 entsprechen, und dass aufgrund dessen Helme produziert wurd

40、en, die einen angemes-senen Schutz boten. Nach einigen Normen wird der Helm auf einem befestigten Kopfmodell angebracht und anschlieend wird eine Masse auf den Helm fallen gelassen. Die in Tabelle 4 angegebenen Werte knnen mit Vorsicht verwendet werden, vorausgesetzt, die fallende Masse wiegt etwa 5

41、 kg und das Kopfmodell ist an einem geeigneten Hals befestigt. Es sollte erwogen werden, die Prfung mit dem befestigten Kopfmodell durch ein fallendes Kopfmodell, gesteuerter oder freier Fall, zu ersetzen. 3 Kopfverletzungskriterium HIC (A.4) Anhang A gibt die Einzelheiten der Ableitung des HIC (en:

42、 Head Injury Criterion) an, und die Gleichung ist nachfolgend dargestellt. max125,2res12d121tttattHICttDer Nutzen des HIC bei der linearen Spitzenbeschleunigung liegt darin, dass HIC in Beziehung zur Zeit gesetzt wird und es ist bekannt, dass Impulse mit demselben Spitzenwert, jedoch einer unterschi

43、edlichen Dauer, eine andere Verletzungsauswirkung haben knnen. Leider wurden die Werte von HIC und AIS bisher nie zufriedenstellend zueinander in Beziehung gesetzt. Trotzdem haben neuere Forschungsergebnisse (COST 327) unverbindliche Werte fr AIS 2 und AIS 3 erbracht, siehe unten. Dennoch haben Fors

44、cher eine Beurteilung der Sterbewahrscheinlichkeit fr HIC-Bereiche abgegeben. Eine Zusammenfassung der verschiedenen Ergebnisse ist in Tabelle 5 angegeben. DIN CEN/TR 16148 (DIN SPEC 91248):2011-06 CEN/TR 16148:2011 (D) 10 Tabelle 5 Sterbewahrscheinlichkeit in HIC-Bereichen HIC Sterbewahrscheinlichk

45、eit AIS (wo bekannt) 1 000 10 % bis 15 % 2 1 500 35 % 3 2 000 35 % bis 50 % 3 000 55 % 4 000 60 % bis 65 % Es ist anzumerken, dass es auf mehr als eine Quelle hinweist, wenn ein Bereich angegeben ist. Es ist zudem anzumerken, dass HIC vom GSI-Index (Gadd Severity Index) (siehe A.4.2) abgeleitet ist,

46、 der in manchen Normen verwendet wird. GSI und HIC sind potentiell austauschbar, jedoch nur fr regelmige Impulsformen. Deshalb wird empfohlen, GSI durch HIC zu ersetzen. 4 Rotationsbewegung (A.2.6, A.3.2 und A.4.3) 4.1 Maximale Rotationsbeschleunigung Von diesem Parameter ist bekannt, dass er wesent

47、lich zu Gehirnverletzungen beitrgt, doch das Verhltnis zur Verletzung ist schwierig zu quantifizieren. Es ist auerdem ein Parameter, der von Prfbehrden als schwierig zu messen betrachtet wird, weil er neun Beschleunigungsaufnehmer im Kopfmodell sowie eine komplexe Auswertung erfordert. Dennoch zeigt

48、 die Forschung, siehe Tabelle 6, dass der Erschtterungsgrad AIS 1 bis 2 bei 5 000 rad/s2vorkommen kann und dass tdliche Verletzungen AIS 5 bis 6 bei 10 000 rad/s2mglicherweise vorkommen. Dies korreliert mit Daten, die ein Risiko von 35 % fr eine Gehirnverletzung bei AIS 3 bis 6 bei 10 000 rad/s2angeben. Tabelle 6 Wahrscheinlichkeit von Gehirnverletzungen Spitzenrotationsbeschleunigung AIS Verletzungswahrscheinlichkeit 5 000 rad/s21 bis 2 10 000 rad/s23 bis 6 35 % 4.2 Tangentialkraft an der Helmoberflche Dieser Parameter wurde in Motorradhelmnormen BS 6658 und Re