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Head Injury Criterion

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Das Head Injury Criterion (kurz: HIC, in deutscher Literatur manchmal auch: HIC-Wert, Kopf-Verletzungs-Faktor oder Kopfbelastungswert) ist ein Kriterium zur Bewertung von beschleunigungsbedingten Kopfverletzungen z. B. durch einen Fahrzeugunfall. Der dimensionslose Wert ermöglicht einen Vergleich der Insassensicherheit verschiedener Fahrzeugmodelle.

Historisches

Aus Crashtestversuchen mit Leichen weiß man, dass sich die Schwere einer Verletzung nicht immer mit den Maxima der Belastung am Messort, also zum Beispiel der am Kopf gemessenen, aufprallinduzierten Beschleunigung, korrelieren lässt. Um dennoch Zusammenhänge zwischen Belastung und induzierter Verletzung beschreiben, vor allem auch vergleichen zu können, wurden abgeleitete Größen definiert. Eine dieser Größen ist das Head Injury Criterion. Es ist der normierte Integralwert der Kopfbeschleunigung. In Abhängigkeit vom beobachteten Zeitintervall – 15 oder 36 ms – wird zur genaueren Unterscheidung oft auch der HIC15- bzw. der HIC36-Wert angegeben.<ref name="FMVSS 208" />

Das Head Injury Criterion berechnet sich wie folgt:

<math>HIC= \max_{t_1,t_2} \bigg\{ (t_{2}-t_{1})\cdot \bigg[\frac{1}{t_{2}-t_{1}} \int_{t_{1}}^{t_{2}} a(t) dt \bigg]^{2.5} \bigg\}</math>

Dabei sind a die resultierende Kopfbeschleunigung in g (also Vielfaches der Erdbeschleunigung), t1 und t2 das betrachtete Zeitintervall.

Heute

Das Head Injury Criterion wird unter standardisierten Bedingungen gemessen. So müssen in Europa unter den Bestimmungen der ECE-Regelung Nr. 127 zugelassene Fahrzeuge seit dem 1. Oktober 2005 den Abschnitt zum Kopfaufprall erfüllen. Hierbei wird mit einem 3,5 kg schweren Kopf-Dummy der Bereich geprüft, der vor allem von kleinen Personen (Kinder und Frauen) getroffen werden kann, sowie einem 4,5 kg schweren Kopf-Dummy, der den Bereich abdeckt, der von größeren Personen und Fahrradfahrern getroffen werden kann. Die Geschwindigkeit des Dummies beträgt 35 km/h und der HIC15-Wert muss in jedem Fall unter 1700 liegen, sowie über 2/3 der Kopfaufprallfläche unter einem Wert von 1000. Die ECE Norm wird sukzessive weiterentwickelt und bezieht inzwischen auch die Windschutzscheibe als Prüfbereich ein.

Weiterhin haben mehrere Gesellschaften für Bevölkerungsschutz Kopfaufprallverfahren eingeführt, so beispielsweise in Europa durch Euro NCAP. Hier werden im Prüfabschnitt "Fußgängerschutz" ebenfalls die oben genannten Kopf-Dummies eingesetzt, jedoch mit 40 km/h Aufprallgeschwindigkeit. Die Bewertung des Verletzungsrisikos erfolgt in mehreren Stufen und wird mit einem Farbcode an dem Prüfpunkt markiert. Dabei wird mit grün ein geringes Risiko bis zu einem HIC-Wert von 650 markiert und in den Stufen gelb, braun und rot zunehmend höhere Risiken unterschieden, wobei rot bei Werten über 1700 erreicht wird.

In den USA zugelassene Fahrzeuge müssen hingegen die FMVSS 201 bzw. 201u erfüllen. Diese Sicherheitsvorschrift für Innenraumkomponenten gibt es seit den 1990er-Jahren. Die Bewertung erfolgt anhand des FMH-Tests (Free-Motion-Head). Dabei werden verschiedene Innenraumoberflächen mit einem freifliegenden Aluminiumkopf beschossen. Diese Kopfform ist mit Gummi beschichtet und wiegt 4,54 kg. Er muss laut Versuchsvorschrift mit der vorderen Stirnplatte und einer Geschwindigkeit von 24,1 km/h auf die zu testende Oberfläche prallen.

Für die meisten Tests ist der Grenzwert des Head Injury Criterion auf 1000 festgelegt. Ein Vergleich mit realen Verletzungen hat gezeigt, dass bei diesem Grenzwert eine nach AIS-Stufe 3 (Abbreviated Injury Scale) einzuordnende Verletzung mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,5 (50 %) auftritt. Eine Verletzung nach AIS-Stufe 3 bedeutet eine ernste Verletzung, zum Beispiel eine Gehirnerschütterung mit einer Bewusstlosigkeit von unter 1 Stunde oder der Verlust eines Auges. Liegt das HIC bei 800, beträgt die Wahrscheinlichkeit weniger schwer verletzt zu werden 0,9. Ein HIC von 1300 heißt umgekehrt, dass in 55 % der Fälle eine noch schwerwiegendere Verletzung auftritt. Ein HIC36 von 1000 bedeutet umgerechnet eine mittlere Kopfbeschleunigung von 60g.

Anstelle von experimentellen Messungen werden HIC-Werte heute oft auch mit Hilfe von Simulationsprogrammen berechnet, um verletzungsmindernde Maßnahmen im Vorfeld auf ihre Wirksamkeit einschätzen zu können.

Mittlerweile wird der Nutzen des HIC-Wertes jedoch kontrovers diskutiert, da die bei Crashtests mit Dummys beobachteten Verletzungswerte sich nicht immer mit den Verletzungen bei realen Verkehrsunfällen decken.

Der HIC-Wert wird nicht nur in der Fahrzeugsicherheit verwendet, sondern überall, wo die Schwere einer Kopfverletzung abgeschätzt werden muss. Auch bei der Sicherheitsprüfung von Flugzeugsitzen dient er als Referenzwert.

Einzelnachweise

<references> CFR 49 PART 571 (FMVSS 208) <ref name="FMVSS 208"> {{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:§ 571.208 Standard No. 208; Occupant crash protection|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=§ 571.208 Standard No. 208; Occupant crash protection}}]{{#if:PDF; 945 kB| (PDF; 945 kB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2006-title49-vol6/pdf/CFR-2006-title49-vol6-sec571-208.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=§ 571.208 Standard No. 208; Occupant crash protection}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2006-title49-vol6/pdf/CFR-2006-title49-vol6-sec571-208.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=§ 571.208 Standard No. 208; Occupant crash protection}}}}]}}{{#if:PDF; 945 kB| (PDF; 945 kB{{#if:U.S. Government Publishing Office2016-06-30586, S6.2{{#if: 2017-02-10 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}} 

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