Polhemspriset för hjälm som skyddar hjärnan bättre

Åres Polhemspris går till forskartrion bakom Mips, en säkerhetslösning i hjälmar som minskar risken för hjärnskador. Tekniken som finns inbyggd i hjälmarna imiterar hjärnans eget skyddssystem.

Varje år förolyckas 20 cyklister och 40 motorcyklister och många fler får bestående skallskador. Även med en hjälm kan skadorna bli allvarliga. Det fick hjärnkirurgen Hans von Holst att i början av 90-talet fundera på hur man skulle kunna utforma tekniska lösningar som skyddar hjärnan bättre.

Hans von Holst tog kontakt med KTH och 1995 hade han tillsammans med doktoranden Peter Halldin kläckt idén till säkerhetslösningen Mips (Multi-directional Impact Protection System). I dag har över nio miljoner hjälmar med Mips sålts över hela världen.

Peter Halldin vänder på en cykelhjälm och förklarar hur Mips fungerar. På hjälmens insida syns ett tunt gult plastskikt med ett stansat hålmönster.

– Det här är ett glidlager som är fixerat mot huvudet. Ytterskiktet på hjälmen rör sig däremot. När man faller har man ofta fart framåt som gör att huvudet roterar när det träffar marken. När ytterskiktet på hjälmen rör sig medan innerskiktet sitter fast får huvudet ett skydd mot rotationsskador.

Inspirationskällan till Mips finns i våra huvuden där hjärnan kan rotera i förhållande till skallbenet enligt samma princip.

Datormodell av hjärnan

För att kunna testa hur hjärnan påverkas av kraftiga slag  från olika vinkar utvecklade Svein Kleiven, tillsammans med Hans von Holst, en datormodell av den mänskliga hjärnan på KTH i slutet av 90-talet.

Mips säljer säkerhetslösningen till ledande hjälmtillverkare men alla modeller och storlekar testas på företagets testlabb i Täby. Foto: Jonas Kullman.

– Ett krockhuvud med hjälm utsattes för slag från olika vinklar i en testrigg och mätresultaten applicerades på datormodellen. På så vis kunde vi mäta hur Mips skulle utformas för att ge hjärnan ett optimalt skydd, säger Svein Kleiven.

Man har också simulerat verkliga olyckor, exempelvis en cykelolycka i en viss hastighet där huvudet träffar marken i en viss vinkel. Med hjälp av datormodellen kunde forskarna se deformationer på hjärnan och jämföra skadorna om man bär hjälm med eller utan Mips.

Tillverkar inte egna hjälmar

Den första hjälmen med Mips kom ut på marknaden 2007 och var en ridhjälm. När tekniska problem med nackspännet tvingade företaget att återkalla alla hjälmar var en konkurs nära. Med riskkapital överlevde Mips krisen och 2010 kom både skid- och cykelhjälmar ut på marknaden.

Istället för att satsa på ett eget hjälmmärke valde företaget istället att licensiera säkerhetslösningen till etablerade hjälmtillverkare. På kontoret i Täby utanför Stockholm arbetar i dag en handfull cad-ingenjörer med att implementera Mips i hjälmarna. Tillverkaren skickar en cadmodell på hjälmen och Mips designar glidskiktet för hjälmmodellen, ett för varje storlek.

– Våra ingenjörer gör en cadmodell av glidskiktet som vi skickar till Kina där alla hjälmar på marknaden tillverkas. Skiktet stoppas in i hjälmarna och skickas tillbaka till oss för tester i vår testrigg, säger Peter Halldin.

I dag finns Mips i skid-, cykel-, motorcykel-, bygg-, militär- och hockeyhjälmar.

Tvärvetenskap bakom framgång

Beskedet att trion bakom Mips tilldelas årets Polhemspris blev en oväntad överraskning för Peter Halldin, Hans von Holst och Svein Kleiven.

Hans von Holst. Foto: Jonas Kullman

Hans von Holst lyfter fram att Mips är ett framgångsrikt exempel på tvärvetenskaplig forskning.

– Ingen av oss tre hade klarat det här ensam. Jag såg ett problem och hade en idé och tillsammans med Peter blev idén en prototyp. Sveins datormodell av hjärnan var nödvändig för att kunna utföra de tester som krävdes, säger Hans von Holst.

–Från början var projektet först och främst en spännande teknisk utmaning. Jag tänkte inte alls på att jag kunde bidra till att rädda liv eller skydda människor från allvarliga skallskador. Den insikten kom senare, säger Svein Kleiven.

För Peter Halldin blev det tydligt när de första ridhjälmarna såldes för tolv år sedan.

– Vi fick tackbrev från vuxna ryttare och föräldrar till barn som själva eller från deras läkare förstått att Mips räddat dem från allvarliga skador. Tackbrev får vi fortfarande nästan varje vecka och jag inser att vi faktiskt har revolutionerat hjälmmarknaden.