에어백과 핸들 충격모델이용 검토

【뉴욕】 버지니아공과대학 웨이크포레스트 손상생체역학센터 조엘 스티첼(Joel D. Stitzel) 교수는 컴퓨터로 만든 눈모델을 이용해 눈에 미치는 에어백과 핸들의 충격을 검토한 결과, 모양체가 받는 최대 스트레스는 청년층에 비해 수정체가 딱딱해지는 고령자에서 2.2배 높다고 Archives of Ophthalmology(2005; 123: 789-794)에 발표했다.

교수는 또한 수정체의 경도(딱딱한 정도)는 나이가 높을수록 상승하여 충격을 받게 되면 수정체의 최대 변형률이 떨어진다는 사실도 함께 제시했다.

충격예방이 가장 중요

이번 연구는 특히 나이가 많은 운전자는 에어백이나 핸들로부터 되도록 멀리 떨어져 앉아야 한다고 지적한다.

스티첼 교수는 “컴퓨터모델 분석 결과, 안구 손상위험은 나이에 비례한다. 따라서 고령자의 눈은 외상성 충격을 받았을 때 모양체와 관련한 안구 손상이 일어나기 쉽다”고 말한다.

수정체의 경도는 고령자의 안구 외상성 손상을 좌우하며 수정체나 모양체 뿐만아니라 모양소대(小帶)에도 손상을 주는 것으로 보인다.

교수는 이번 소견에 근거하여 안구 건강에 관련하여 다음과 같이 권장하고 있다.
(1) 모든 운전자, 특히 고령 운전자는 운전 중에는 반드시 안전벨트를 장착해야 하며 에어백이나 핸들에서 가능한한 멀리 떨어지는게 좋다. 하지만 가시도(可視度)나 운전시 쾌적성을 잃을 정도가 돼서는 안된다. 사고예방이 무엇보다 중요하다

(2) 충격 내성을 가진 폴리카보네이트나 Trivex 렌즈를 이용한 안경이나 콘택트렌즈를 착용해야 한다

(3) 운동하거나 작업환경에 있을 경우에는 수정체 보호 렌즈를 착용한다

(4) 자동차나 안전시스템을 설계하는 사람은 특히 눈 안전에 신경써야 한다. 예를 들면 눈에 대한 접촉을 줄이는 에어백을 설계해야 하고 충분히 조절 가능하고 안면에 대한 충격을 완화시키는 충격흡수성을 가진 핸들도 설계해야 한다. 또한 계기판이나 핸들에서 터지는 에어백으로 인해 상해를 입지않도록 해야 한다

안내유체 동태 정확히 반영

스티첼 교수는 3종류의 안면 충격에 따른 안구손상을 조사했다. 첫째는 초속 30m로 이동하는 포말입자, 두 번째는 초속 15m로 달려드는 핸들 그리고 세 번째로 초속 67m로 팽창하는 에어백이다. 시뮬레이션에는 이미 검증된 모델이 이용됐다.

가장 큰 충격(에어백 팽창과 핸들 충격)에 의한 모양체 후부에 가해지는 스트레스는 수정체의 경도가 높아지면 함께 증가하는 것으로 나타났다.

동시에 모양소대 뒷쪽의 최대 스트레스는 같은 조건하에서 저하했다. 게다가 수정체의 딱딱한 정도가 높아지면서 수정체의 최대 변형률은 감소했다.

핸들서 36cm이상 떨어져야

에머슨병원(매사추세츠주 콩코드) 폴 빈저(Paul F. Vinger) 박사가 발표한 관련논평(2005; 123: 833-834)에 따르면 외상을 피하는데는 예방만큼 효과적이고 비용효과가 높은 방법은 없음을 보여준다.

“안구파열을 예측하기 위한 스티첼 교수의 시도는 눈의 외상 연구를 변화 시키는 중요한 연구결과다. 교수가 만든 모델은 안구벽과 그 내용물의 정확한 성질을 이용한 사람 안구에 대한 최초의 고도(高度) 부하 모델이다. 더 중요한 것은 이 모델은 충격시 전 안방(안구의 각막과 수정체 사이의 빈공간)과 후 안방의 유동체 움직임을 정확하게 처리하기 위해 디자인된 요소와 내용물을 포함돼 있다.”

빈저 박사에 의하면, 충격을 계산하는데는 현재의 컴퓨터를 이용해도 약 6시간이 걸릴만큼 매우 복잡하다.

또한 모델은 사람 안구에 대한 실제의 충격을 계산결과와 실험결과를 비교해 검증하고 있어 뛰어난 상관관계를 얻을 수 있다. 박사는 “자동차를 운전할 때에는 머리 부분을 에어백에서 35.6cm이상 떨어트려야 한다”고 말한다.