Gravida krockdockor: Ompröva standarder och referensmodeller

The Challenge

Conventional seatbelts do not fit pregnant women properly, and motor vehicle crashes are the leading cause of fetal death related to maternal trauma (Weiss et al., 2001). Even a relatively minor crash at 56km/h (35 mph) can cause harm. With over 13 million women pregnant across the European Union and United States each year, the use of seatbelts during pregnancy is a major safety concern (Eurostat, 2011; Finer et al., 2011).

Method: Rethinking Standards and Reference Models

The male body is often defined as the norm and serves as the primary object of study. In this case, crash test dummies were first developed to model the U.S. 50th percentile man (taken as the norm). This means that other segments of the population were left out of the “discovery” phase in design. Inattention to humans of different sizes and shapes may result in unintended harm.

Gendered Innovations:

  1. Taking both women and men as the norm may expand creativity in science and technology. From the start, devices should be designed for safety in broad populations.
  2. Analyzing sex has led to the development of pregnant crash dummies and computer simulations.

Utmaningen
Metod: Ompröva forskningsprioriteringar och resultat
Metod: Ompröva standarder och referensmodeller
Innovation med genusperspektiv 1: Förändra etablerade standarder
Metod: Analysera kön
Innovation med genusperspektiv 2: Gravida virtuella krockmodeller
Konklusioner
Nästa steg

Utmaningen

sierra sam model 1949Män är ofta normen inom teknisk design. Kvinnor (och småväxta män) analyseras i ett senare skede och betraktas ofta som en avvikelse från normen. Anpassningar görs därför i efterhand för kvinnors behov.

Utvecklingen av krockdockor

  • 1949: Krockdockor utvecklades först för det amerikanska luftvapnet, se bilden (Advisory Group, 1996).
  • 1966: VIP-gruppen (Very Important People) av krockdockor utvecklades. Den här gruppen bestod av tre dockor som modellerats på den 5:e percentilen kvinnor, 50:e percentilen män och 95:e percentilen män. VIP-gruppen var den första uppsättningen krockdockor som användes i standardiserade krocktester inom bilindustrin (Advisory Group for Aerospace Research and Development, 1996).
  • 1972: Hybrid II, en ny generation dockor, utvecklades av General Motors med den 50:e percentilen män som modell. Amerikanska Federal Motor Vehicle Safety angav i sin specifikation nr 208 att denna manliga krockdocka skulle användas i tester mellan 1973 och 1997. Nya generationer dockor har utvecklats med den medelstora vuxna mannen som norm. Dockans skala anpassades för att representera både den 5:e percentilen kvinnor och den 95:e percentilen av män.
  • 1980-talet: Barnkrockdockor (3 och 6 år). Spädbarnsdockor (6, 12 och 18 månader) utvecklades 1990.
  • 1996: En gravid krockdocka skapades av forskare vid University of Michigan Medical Center, i samarbete med General Motors och National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Dockan, med det passande namnet MAMA-2B (Maternal Anthropomorphic Measuring Appliance, version 2B), byggde på den mindre Hybrid III-dockan, skapad utifrån 5:e percentilen kvinnor, med en graviditetsinsats, komplett med livmoder, fostervatten och ett foster i 28:e veckan (Pearlman et al., 1996). Både den gravida krockdockan och de specialsensorer som används för att samla in data från graviddockorna är patenterade (Elhagediab, 2009).
  • 2012: Gravida krockdockor används ännu inte i statligt reglerade fordonssäkerhetstester i USA eller av European New Car Assessment Programme (NHTSA, 2008)‚ se Metod nedan.

Metod: Ompröva forskningsprioriteringar och resultat

Krockdockor utvecklades först för den amerikanska luftvapnet 1949. Kvinnor tilläts inte ha framträdande stridsroller i de väpnade styrkorna vid den här tiden, så manskroppen prioriterades i när militära säkerhetsteknologier skulle utformas. Den här snedvridenheten korrigerades dock inte när testdockor utvecklades för civilt bruk där säkerhetsbehoven är lika stora för både kvinnor och män.

Metod: Ompröva standarder och referensmodeller

Designen av krockdockor förbättrades avsevärt under perioden mellan 1949 och 1996. Under 1970-talet var majoriteten av dockor modellerade efter den 50:e percentilen män. Under 1980- och 1990-talen användes en bredare grupp av krockdockor med olika längd och vikt i säkerhetstester av fordon. Med den utökad modellbasen tog ingenjörerna hänsyn till säkerheten för män, kvinnor och blandade etniska populationer: Dockorna representerade både de största männen (dvs. den 95:e percentilen män) och de allra minsta personerna (den 5:e percentilen kvinnor). Det här utvidgades senare till att inkludera barn i olika åldrar och med olika vikter.

Innovation med genusperspektiv 1: Förändra etablerade standarder

Under 1970-talet började europeiska biltillverkare att tappa marknadsandelar till utländska (framför allt japanska) företag, eftersom många utländska bilar bättre passade småväxta personer i europeiska befolkningar. Det ledde till att europeiska ingenjörer började ägna större intresse åt kvinnor och andra populationer när de designade bilar (se Metod).

Med tiden har referensstandarderna för säkerhetstester kommit att bli mer inkluderande. Amerikanska Code of Federal Regulations specificerade först användningen av en mansdocka med utgångspunkt i den 50 percentilen 1973, men utökade testriktlinjerna till att omfatta användningen av en kvinnlig docka från 5:e percentilen år 2000 (U.S. Code of Federal Regulations, 2011).

Metod: Analysera kön

Under utvecklingen av antropomorfiska dockor upptäckte forskarna att kvinnors normala sittposition skiljde sig från det som definierats som standardsittpositionen. Kvinnor tenderar i allmänhet att sitta närmare ratten för att kompensera för kortare längd, vilket utsätter dem för större risk för invärtes skador vid frontalkrockar (Augenstein, 2005). Uppfattningen att småväxta personer är förare med avvikande sittposition antyder att problemet är att föraren är mindre än normen. Problemet är dock tekniken (dvs. bilsäten och inställningar) som inte anpassats för att beakta alla förares säkerhet. Könsanalyser kan förbättra produktanvändbarheten och säkerheten.

Innovation med genusperspektiv 2: Datoriserade gravida krockmodeller

Gravida krockdockor används för att testa säkerhetsbälten och andra säkerhetsfunktioner i bilar. Säkerhetsbälten installerades först i bilar under 1950-talet, och användningen blev obligatorisk under senare delen av 1980-talet och början av 1990-talet. Så tidigt som 1967 förordade American Medical Association att gravida kvinnor skulle använda säkerhetsbälte utifrån föreställningen att både mamman och fostret var säkrare med ett standardmässigt trepunktsbälte än utan säkerhetsbälte alls (Committee, 1972). Vid den tiden fanns det få tester av säkerhetsbälten för gravida kvinnor, och det gjorde det svårt att jämföra olika utformningar av säkerhetsbälten och andra säkerhetsfunktioner som krockkuddar (Insurance Institute for Highway Safety, 1972). När bruket av säkerhetsbälte blev vanligare började skador som orsakades av höftbältet att öka oron för att säkerhetsbältet kunde skada fostret, även om mamman inte skadades (Committee, 1972).

Aktuell forskning tyder på att gravida kvinnor bör använda trepunktsbältet (McGwin et al., 2004), även om bältet för många kvinnor, särskilt hos dem där barnet ligger lågt, hamnar över gravidmagen. I en krock ökar detta kraftöverföringen till buken med tre eller fyra gånger i förhållande till den kraft som överförs när bältet bärs nedanför livmodern, vilket innebär motsvarande ökad risk för fosterskador (Pearlman et al., 1996).

Innovationer med genusperspektiv i utvecklingen av gravida krockdockor och datorsimuleringar har potential att spela en viktig roll när det gäller att öka säkerhetsbältets effekt för gravida kvinnor.

pregnant model Linda by volvoDet pågår förbättringar av den gravida krockdockan som skapades 1996 (MAMA-2B), och forskare i USA anpassade 2002 programvara för krocksimuleringar till en modell av en gravid kvinna med ett virtuell livmoder, placenta och fostervatten, samt uterusligament (Moorcroft, 2003). Med den här datormodellen, validerad med krocktester som utförts på avlidna, kunde forskare får fram skillnader i resultat mellan obältade, bältade och felaktigt bältade gravida passagerare. 2008 kunde utvecklarna ytterligare förbättra denna datormodell genom att lägga till ett realistiskt 38-veckors foster (utvecklat med hjälp av ultraljudsbilder) och få med fostrets rörelse i livmodern vid en krock (Acar et al., 2009).

2002 utvecklade Volvo även en virtuell gravid krockdocka, "Linda"‚ i 36:e graviditetsveckan (Bührer et al., 2006; Schraudner et al., 2006). Andra bilföretag har också börjat använda datormodeller i sina säkerhetstester.

Konklusioner

Innovationer med genusperspektiv har lett till mer inkluderande standarder för krockdockor. Kvinnliga krockdockor utvecklades under sent 1960-tal, men det dröjde till 1990-talet innan gravida krockdockor prioriterades av forskarna, fyrtio år efter att de första krockdockorna togs fram. Att lyfta fram gravida kvinnor inom forskning och testning för bilsäkerhet kan ge en högre fordonssäkerhet överlag.

Nästa steg

  1. Amerikanska NHTSA kräver för närvarande att säkerhetstester ska göras på krockdockor som modellerats efter kvinnors kroppar, dock inte gravida kvinnor. European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) använder samma Hybrid III-dockor som föreskrivs av amerikanska NHTSA, och därmed förekommer inte gravida krockdockor i testerna (Euro NCAP, 2010; Euro NCAP, 2009). Regeringar bör besluta om att gravida krockdockor ska användas i fordonstester och simuleringar.
  2. Det traditionella trepunktsbältet kan skada ett foster. Ny formgivning av säkerhetsbälten som även gravida kan använda kan behöva prioriteras av biltillverkare. Privata utvecklare har lanserat hjälpanordningar som ska hålla konventionella höftbälten på plats. Maternity Seat Belt är bara ett exempel, men dessa anordningar har inte genomgått myndigheternas noggranna säkerhetstester (Klinich, 2009). En bättre lösning skulle kunna var att omdesigna det vanliga trepunktsbältet så att det ger bättre säkerhet för alla passagerare.

Citerade verk

  • Acar, S., & Lopik, D. (2009). Computational Pregnant Occupant Model, ‚ÄòExpecting‚Äô, for Crash Simulations. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 223 (7), 12.
  • Advisory Group for Aerospace Research and Development (AGARD). (1996). Advisory Report 330: Anthropomorphic Dummies for Crash and Escape System Testing. Qu√©bec: Canada Communication Group.
  • Augenstein, J., Perdeck, E., Bahouth, G.T., Digges, K.H., Borchers, N., & Baur, P. (2005). Injury Identification: Priorities for Data Transmitted. Proceedings of the 19th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV), June 6-9, 2005, Washington, D.C.
  • B√ºhrer, S., Gruber, E., H√ºsing, B., Kimpeler, S., Rainfurth, C., Schlomann, B., Schraudner, M., & Wehking, S. (2006). Wie Können Gender-Aspekte in Forschungsvorhaben erkannt und bewertet werden? M√ºnchen: Fraunhofer IRB Verlag.
  • Committee on Medical Aspects of Automotive Safety. (1972). Automobile Safety Belts during Pregnancy. Journal of the American Medical Association, 221 (1), 2.
  • Elhagediab, A. (2009). Biofidelic Displacement Measuring System for an Anthropomorphic Testing Device. United States Patent 7,636,169. December 22.
  • Euro NCAP. (2010). Assessment Protocol‚ÄîChild Occupant Protection, Version 5.2. Brussels: Euro NCAP.
  • Euro NCAP. (2009). Frontal Impact Testing Protocol, Version 5.0. Brussels: Euro NCAP.
  • Eurostat. (2011). Fertility, Figure 1: Number of Live Births, EU-27, Legally Induced Abortions by Year, Country, and Mother‚Äôs Age, EU-27. http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=demo_fabort&lang=en
  • Finer, L., & Kost, K. (2011). Unintended Pregnancy Rates at the State Level. Perspectives on Sexual and Reproductive Health, 43 (2), 78-87.
  • Insurance Institute for Highway Safety. (1972) Safety Belt Use During Pregnancy Urged. The Highway Loss Reduction Status Report, 7 (16), 2.
  • Klinich, K. (2009). Private communication.
  • McGwin, G. J., Russell, S., Rux, R., Leath, C., Valent, F., & Rue, L. (2004). Knowledge, Beliefs, and Practices Concerning Seat Belt Use During Pregnancy. Journal of Trauma, 56 (3), 670-675.
  • Mertz, H. (2002). Anthropomorphic Test Devices. In Nahum, A., & Melvin, J. (Eds.), Accidental Injury: Biomechanics and Prevention, pp. 72-89. New York: Springer Science and Business Media, Inc.
  • Moorcroft, D., Stitzel, J., Duma, G., & Duma, S. (2003). Computational Model of the Pregnant Occupant: Predicting the Risk of Injury in Automobile Crashes. American Journal of Obstetrics and Gynecology, 189 (2), 540-544.
  • NHTSA. (2008). U.S. Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administration Laboratory Test Procedure for FMVSS 208, Occupant Crash Protection. Washington, D.C.: Government Publishing Office (GPO).
  • Pearlman, M., & Viano, D. (1996). Automobile Crash Simulation with the First Pregnant Crash Test Dummy. American Journal of Obstetrics & Gynecology, 175, 977-981.
  • Schraudner, M., & Lukoschat, H. (Eds.) (2006). Gender als Innovationspotenzial in Forschung und Entwicklung. M√ºnchen: Fraunhofer IRB Verlag.
  • United States Code of Federal Regulations (U.S. CFR). (2011). Electronic CFR, Title 49 (Transportation), Section 572 (Anthropomorphic Test Devices).
  • Weiss, H., Songer, T., & Fabio, A. (2001). Fetal Deaths Related to Maternal Injury. Journal of the American Medical Association, 286 (15), 1863-1868.

Conventional seatbelts do not fit pregnant women properly, and motor vehicle crashes are the leading cause of fetal death related to maternal trauma. Even a relatively minor crash at 56km/h (35 mph) can cause harm. With over 13 million women pregnant across the European Union and United States each year, this is a major safety concern.

Gendered Innovation:

pregnant model by volvo 2002Crash test dummies were first developed in 1949. Pregnant crash test dummies first appeared in 1996, allowing researchers to model the effects of high-speed impact on the womb, placenta, and fetus. In 2002, Volvo developed a virtual pregnant crash test dummy "Linda"—in her 36th week of pregnancy (see image). Using computer models, validated by cadaver and real-world crash data, researchers studied differences in outcomes between unbelted, belted, and improperly-belted pregnant passengers. In 2008, developers further improved this computer model by adding a realistic 38-week fetus (developed using ultrasound images) and modeling in utero fetal motion during impact.

Next Steps:

  1. Governments can mandate vehicle safety testing using pregnant crash test dummies or simulations.
  2. The traditional 3-point seatbelt can be redesigned to accommodate pregnancy. This would enhance public safety and potentially be a profitable innovation for an entrepreneur.