Evaluation und Validierung einer Prüfapparatur von Sicherheitsschuhen zur Verhütung von Fersenbeinfrakturen

Status:

abgeschlossen 03/2010

Zielsetzung:

Das vorliegende Forschungsvorhaben hat zum Ziel, ein Prüfverfahren zu entwickeln, das es erlaubt, eine einfache und schnell auswertbare Prüfung mit dem Prototyp der Prüfapparatur zur Prüfung von Sicherheitsschuhen aus dem Projekt HVBG FF0221 durchführen zu können. Das Teilprojekt ist ein Aufstockungsprojekt ihm Rahmen des Folgeprojektes "Ein Beitrag zur Prävention von Verletzungen bei Stolper-, Rutsch- und Sturzunfällen (Folgeprojekt zu HVBG FF0221) mit dem Titel: "Evaluation und Validierung einer Prüfapparatur von Sicherheitsschuhen zur Verhütung von Fersenbeinfrakturen".

Aktivitäten/Methoden:

Im ersten Teil des Projektes wurde zunächst aufgrund erster Evaluationsmessungen der universitären Arbeitsgruppe und des Instituts für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) der Prüfstand mechanisch modifiziert. Dabei konnte die äußere Last durch Änderung des Falladapters und Einbau einer Dämpfungsfeder an die in Personenexperimenten extrahierten Impactcharakteristiken der simulierten Unfallsituationen angeglichen werden. Gleichzeitig wurde das Einsatzpotenzial eines kostengünstigen Druckmesssystems (Medilogic®, Schönefeld) mit individuell konfigurierter Sensormatrix geprüft. Dieses System konnte dann im Rahmen des Projektes beschafft werden. Die Prüfapparatur wurde in einer Serie von Studien bezüglich der Reliabilität der auslösenden Situation beurteilt.

Ergebnisse:

In Test-Re-Testmessungen konnte anhand der maximalen Bodenreaktionskraft unter dem Fußadapter bestätigt werden, dass die ausgelöste Fallsituation mit anschließendem Impact sehr zuverlässig wiederholbar auszulösen ist (ICC: 0,99; Test-Re-Test-Variabilität: 1,67 %). Ebenso konnte die Validität mit maximalen Impacts von 5245 N ±195 und einer Zeit vom ersten Bodenkontakt bis zum Auftritt des Kraftmaximums von 24 ms ± 3 die Kongruenz zur realen Situation und eindeutig frakturrelevante Impacthöhen bestätigt werden.
Die Reliabilität der Druckverteilungsmessung wies aufgrund der eingesetzten Sensortechnik (resistive Sensoren) schlechtere Werte in der Reliabilitätsbeurteilung auf (ICC: 0,83; Test-Re-Test-Variabilität: 19,3 %). Das Prüfverfahren zeigte dann, dass Unterschiede in der Konstruktion von Schuhen trennscharf messtechnisch abgebildet werden können.
Daten aus Messungen der Personenversuche des Vorgängerprojektes wurden neu analysiert, um einen begründeten Grenzwert, den Sicherheitsschuhe in der vorgestellten Prüfsituation bestehen müssen, definieren zu können. Dabei wurden Daten aus allen simulierten Unfallsituationen gepoolt, bei denen die gemessenen Arbeiter und Probanden unter voller Bewegungskontrolle und maximaler muskulärer Kompensationsmechanismen einer Unfallsituation zugeführt wurden. Dort betrag im Mittel die Spitzendruckbelastung im Rückfuß 42 N/cm² (oberes 95 % Konfidenzintervall: 45 N/cm², unteres 95 % Konfidenzintervall: 39 N/cm²).
Aus den Messreihen mit der Prüfapparatur können folgende Konsequenzen für die Entwicklung eines Prüfprotokolls abgeleitet werden: Eine Prüfhöhe von 20 cm erscheint ausreichend. Fünf Versuche pro Einzelschuh sind ausreichend. Es besteht die Notwendigkeit der Prüfung mehrerer Einzelexemplare eines Schuhmodells (fünf Exemplare). Die Testung der Schuhe erfolgt gegen einen Grenzwert von 39 N/cm² (bzw. gegen davon abgeleitete Alternativen). Jeder Schuh bzw. jedes Einzelexemplar darf den definierten Grenzwert nicht überschreiten.
Abschließend wurde ein Formulierungsvorschlag auf Grundlage der bestehenden Norm (EN ISO 20344 - EN ISO 20347) verfasst. Dieser Vorschlag soll als Grundlage für zukünftige Normänderungsvorschläge verstanden werden.

Stand: