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Münster (upm/kk)

"Wie im Autoscooter"

Sportwissenschaftler untersuchen, wie sich Verkehrsunfälle auf den Körper auswirken
Proband Lukas Endemann sitzt als lebender Dummy auf dem Schlitten und wartet auf den Aufprall des Pendels.© WWU - Peter Leßmann
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Bevor Lukas Endemann zum lebenden Dummy auf dem Gelände des Crashtestservice Münster wird, muss er einiges über sich ergehen lassen. Die Sportwissenschaftler der WWU verkabeln ihn von Kopf bis Fuß. „Ein bisschen nervös bin ich vor dem Zusammenprall schon“, gesteht der 24-jährige Mathematikstudent. Andreas Mühlbeier nimmt ihm schnell die Befürchtungen: „Das kann man sich wie im Autoscooter vorstellen“, sagt der wissenschaftliche Mitarbeiter des Instituts für Sportwissenschaft.

In dem Projekt, das über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert wird, geht es um Unfallsimulationen bei Niedriggeschwindigkeiten von fünf und acht Stundenkilometern. Gemeinsam mit dem Ingenieurbüro Schimmelpfennig + Becke und dem Dienstleister Accidenta, beides Spezialisten für technische Analysen von Verkehrsunfallgeschehen, rekonstruieren die Wissenschaftler den sogenannten Minimalüberdeckungscrash. „Aus der Unfallstatistik wissen wir, dass viele Unfälle bei einer leichten Fahrzeugabweichung von der Fahrbahn passieren. Dabei schrammen die Autos entweder aneinander vorbei, oder sie verkanten sich und drehen sich um bis zu 180 Grad. Das hat natürlich je nach Fahrtgeschwindigkeit extreme Auswirkungen auf die Insassen“, erklärt Andreas Mühlbeier.

Im Zentrum der Untersuchung stehen die visuellen 3D-Bewegungsanalysen der insgesamt neun männlichen Probanden. Dazu haben die Wissenschaftler die Ausstattung und die Software des Bewegungslabors der WWU vom Sportzentrum am Horstmarer Landweg zum Crashtestgelände in Wolbeck transportiert. Während des Crashs nehmen acht Infrarot-Hochgeschwindigkeitskameras die Bewegungen der Probanden über rund 50 Spiegelmarker auf, die am Körper befestigt sind.

Zusätzlich sind die Teilnehmer mit zwölf drahtlosen Elektromyografie-Elektroden versehen, die die Aktivitäten der Muskeln messen. Die Informationen von den Kameras und den Elektroden werden zeitgleich auf den Computer übermittelt und mit Hilfe einer Software in präzise 3D-Grafiken übertragen. Darüber hinaus wird mit speziellen Druckmessfolien, die am Sicherheitsgurt, am Lenkrad und unter den Füßen angebracht sind, der Druck gemessen, der beim Aufprall auf den Probanden wirkt. Dadurch können die Wissenschaftler unter anderem die Geschwindigkeit des Kopfes in Relation zum Oberkörper, ein entscheidender Verletzungsindikator, sowie den Beginn und die maximale Aktivität der Hals- und Nackenmuskulatur bestimmen. „Die Ergebnisse der menschlichen Probanden im Niedriggeschwindigkeitsbereich können wir mithilfe des von uns entwickelten 3D-Muskel-Skelettmodells ‚Myonardo‘ auf höhere Geschwindigkeiten umrechnen und verschiedene Verletzungsszenarien entwickeln“, erklärt Dr. Marc de Lussanet, technischer Leiter des Bewegungslabors. Darüber hinaus dienen die Ergebnisse der technischen Weiterentwicklung von sichereren Autos und der Optimierung von sogenannten Biofidel-Dummies mit menschenähnlichen Bewegungs- und Verletzungseigenschaften.

Bevor Lukas Endemann der erste Aufprall von insgesamt neun Durchläufen bevorsteht, erhält er einige Anweisungen aus der Regie: Bauchnabel einziehen, Hände an das Lenkrad, mit dem Fuß fest auftreten, gegen die Brust klopfen. Damit übermittelt Lukas Endemann die Startsignale an die Software. Dann geht es los: Das Pendel löst sich aus seiner Halterung und schlägt gegen den Schlitten, auf dem Lukas Endemann sitzt. Deutlich kann man erkennen, dass sich Arme, Beine und Kopf bewegen – doch der Student verzieht keine Miene.

Routiniert und schnell bringen die Mitarbeiter des Crashtestservice Münster den Schlitten wieder in die richtige Ausgangsposition. Währenddessen bereitet sich Lukas Endemann auf den nächsten Aufprall vor – jetzt mit acht Stundenkilometern und einem kleinen Schmunzeln im Gesicht.

Zwischen den Tests überprüft Anne Jeusfeld von der Gesellschaft für Biomechanik Münster (GeBioM), ob die Druckmessfolie am Sicherheitsgurt richtig aufliegt. Denn ein weiteres ZIM-Projekt, an dem die Firma GeBioM zusammen mit dem Arbeitsbereich Bewegungswissenschaft der WWU arbeitet, beschäftigt sich mit der Entwicklung eines intelligenten Sicherheitsgurts. „Der Sicherheitsgurt der Zukunft soll, unter anderem, je nach Aufprallgeschwindigkeit flexibel reagieren. Bei Verkehrsunfällen mit niedrigen Geschwindigkeiten erleiden Betroffene häufig Schleudertraumata und Verletzungen der Halswirbelsäule aufgrund von zu starren Gurtsystemen“, erklärt die Medizintechnikerin.

Während Lukas Endemann entkabelt wird, steht der 26-jährige Stefan Schneider schon in den Startlöchern. Auch die Projektpartner setzen ihre Computerprogramme neu auf. Der Schlitten und das Pendel werden justiert – es folgen neun weitere Crashtests.

Autorin: Kathrin Kottke

 

Dieser Artikel stammt aus der Unizeitung wissen|leben Nr. 6, Oktober 2019.

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