THUMS neck injury criteria study based on literature and comparison with Hybrid III dummy finite element model

The aim of this study is that of finding injury criteria suitable for neck injury assessment performed on a Human Body Model simulation. In particular, THUMSv4.02 has been used in this work. The purpose has been pursued by considering three possible injury criteria and approaches. The first injury criterion was developed in this work, it is derived from Nij criterion for Hybrid III dummy and it is based on force and moment calculation on THUMS’ vertebral sections. The second criterion is based on anatomy studies and in particular on RoM of cervical spine segments. The third criterion is based on osteology and in particular on the plastic strain that causes bone fractures. The Hybrid III Finite Element model has been validated by the comparison with data from an oblique impact crash test. The peak acceleration magnitude of the test was around 70g. The first injury criterion development and all the injury assessment were performed using a frontal impact crash simulation. The peak acceleration magnitude of the test was around 62g. In addition to the main objective, this study analyse the THUMS and in particular its neck behaviour. A comparison with Hybrid III is proposed in order to understand if the usage of models with high biofedelity has to be increased in injury assessment.

Lo scopo di questo studio è quello di trovare criteri di lesione adatti alla valutazione di lesioni del collo tramite simulazioni con Human Body Model. In particolare, il THUMSv4.02 è stato utilizzato in questo lavoro. Lo scopo è stato perseguito considerando tre possibili criteri di lesione e approcci. Il primo criterio di lesione è stato sviluppato in questo lavoro, è stato derivato dal criterio Nij per il manichino Hybrid III e si basa sul calcolo della forza e del momento sulle sezioni vertebrali del THUMS. Il secondo criterio si basa su studi di anatomia ed in particolare suo RoM dei segmenti della colonna cervicale. Il terzo criterio si basa sull'osteologia ed in particolare sulla deformazione plastica che provoca fratture ossee. Il modello Hybrid III agli elementi finiti è stato convalidato confrontando i dati di un crash test ad impatto obliquo. Il modulo del picco di accelerazione del test era di circa 70g. Per lo sviluppo del primo criterio di lesione e per tutte le verifiche di lesione è stata eseguita una simulazione di impatto frontale. Il picco di accelerazione del test era di circa 62 g. Oltre all'obiettivo principale, questo studio analizza i THUMS e in particolare il suo comportamento al collo. Si propone un confronto con Hybrid III per capire se l'uso di modelli ad alta biofedeltà debba essere diventare più frequente per l'injury assessment.