6 курс / Гастроэнтерология / Механика_и_морфология_переломов_В_Н_Крюков

Удар твердым тупым предметом сзади, помимо разрушений костных образований, в месте контакта вызывает резкое выпрямление грудного кифоза и перерастяжение передней продольной связки.

В случаях разрыва передней продольной связки разрушение позвонков ограничивается задним отделом: возникает перелом дуги позвонка, лежащего ниже уровня разрыва связки. Смещение позвонка вперед (вследствие разрыва передней продольной связи) вызывает разрыв межпозвоночного диска, а задняя группа связок, фиксируя задний отдел позвонка, определяет его изгиб снизу вверх.

Повышенные прочность и эластичность передней продольной связки при своей целости в момент удара определяют разрушение тел позвонков при относительной целости задних отделов.

Удар по задней поверхности сбоку формирует перелом остистого отростка, что в достаточной степени легко устанавливается по морфологическим свойствам перелома. В процесс разрушения могут вовлекаться и поперечные отростки (см. рис. 41, 47).

Следует особо указать на свойства повреждений, которые могут возникать при воздействии сзади на сидящего человека (например, пассажир автомобильного транспорта). Формируются разгибательные переломы ребер в задних отделах, суставных, остистых отростков и дуг позвонков. Могут возникать из-

позвонков и в шейном отделе в результате его резкого сгибания или разгибания. Эти повреждения чаще встречаются при падении на ягодицы (рис. 51).

Такой вариант падения с высоты подвергает позвоночный столб наиболее жестким сильным воздействиям, в связи с чем появляются фрагментарные переломы (раздробления) позвонков в нижнем грудном и поясничном отделах, сочетающиеся с травмой костей таза.

Повреждения позвонков поясничного отдела возможны при нагрузке, передающейся по позвоночнику, и при воздействии тупых предметов сзади и сзади под углом

Вертикально направленная нагрузка (падение на выпрямленные ноги или на ягодицы) вызывает сжатие межпозвоночных дисков и увеличение лордоза. Концентрация сжимающих напряжений при этом локализуется на боковых поверхностях L1 и L3. Одной из особенностей биомеханических функций поясничного отдела позвоночника при его нагружении в продольном направлении является появление так называемых «немых зон» на боковой поверхности некоторых позвонков, т.е. отсутствие каких-либо силовых напряжений. При увеличении нагрузки на переднебоковых поверхностях позвонков, сжимающие напряжения трансформируются в растягивающие. Все это свидетельствует о том, что в процессе увеличения нагружения и сам поясничный отдел меняет свои биомеханические свойства, и в самих позвонках происходит перераспределение силовых напряжений.

Продольно направленная нагрузка может вызывать разрушения тел позвонков. Однако в зависимости от величины внешнего воздействия, биомеханических особенностей поясничного отдела и положения туловища, а так же индивидуальных особенностей строения каждого позвонка разрушения в нем приобретают некоторое разнообразие.

Концентрация сжимающих сил в позвонке может распределяться симметрично по его талии и тогда возникает компрессионный перелом, у которого линия разъединения локализуется на середине его тела (рис. 52). В тех случаях, когда вертикальная ось поясничного отдела позвоночника отклоняется в сторону от оси нагружения, в позвонках возникают срезывающие усилия. Достигая в одном из них критических значений, они обусловливают деформацию среза и разрушение тела позвонка по диагонали. Смещение нагрузки вперед или назад ведет за собою преимущественное смятие того или другого отдела позвонка. Нередко возникают продольные трещины (чаще на боковых поверхностях) тела позвонка и даже «срезывающие» разрушения подлимбовой зоны.

Остистые и поперечные отростки позвонков разрушаются от воздействия тупых предметов по тем же закономерностям, как это указано в отношении грудного отдела.

Повреждения крестца и копчика, исходя из их анатомических особенностей, целесообразнее рассматривать совместно с травмой таза.

ПОВРЕЖДЕНИЯ КОСТЕЙ ТАЗА

Комплекс костей таза – чрезвычайно сложное анатомическое образование, отражающее не только биомеханические особенности этой части тела вообще, но и половой диморфизм.

С биомеханических позиций кости таза обеспечивают большой объем трансформации передачи силовых нагрузок при сидении, стоянии, ходьбе, беге, прыжках.

Известно, что сжатые конструкции обладают весьма прихотливыми свойствами, а значение их прочности зависит в значительной мере от формы самой конструкции.

Сложное строение таза в целом при исключительной рациональности его и является отражением многосторонних функций таза, в том числе и биомеханических.

Долгое время было принято считать, что вследствие неравномерности строения костей таза возникают сложные и многообразные переломы, локализация, вид и характер которых не может отражать условий внешнего воздействия [Багбанзаде А.И., 1957].

Нами совместно с В.С. Семенниковым (1965, 1966), было впервые показано, что локализация и особенности переломов костей таза взаимосвязаны с условиями травмы тупыми предметами. Следовательно, при анализе вида и свойств переломов костей таза возможно устанавливать вид травмы (удар, сдавление) и направление внешнего воздействия.

Установлено также, что в зависимости от формы таза при идентичных условиях травмы, как локализация, так и вид деформации различны.

Помимо анатомических различий, в строении таза в зависимости от половой принадлежности имеются многочисленные индивидуальные особенности (пористость губчатого, плотность компактного вещества и т.д.).

Механическая прочность костей таза исследована многими экспериментаторами, данные которых свидетельствуют о значительной вариабельности таза к устойчивости силовых воздействий. По данным П.Ф. Лесгафта (1892), прочность тазового кольца на сдавление колеблется от 5000 Н до 25 000 Н (в среднем 12 540 Н), что подтверждено последующими исследованиями.

Крестцово-подвздошное сочленение проявляет устойчивость на разрыв при усилиях до 2130 Н, лобковый симфиз – 1970 Н.

При оценке повреждений костей таза диагностическое значение имеют локализация перелома и свойства плоскости излома кости.

Сдавление тазового кольца в переднезаднем направлении формирует переломы в области подвздошно-лобкового возвышения, с переходом на передневерхнюю часть вертлужной впадины. Чаще всего такое повреждение оказывается симметричным, располагающимся с обеих сторон.

Переломы седалищных костей локализуются в области соединения нижних ветвей лобковых с седалищными костями (рис. 53).

Переломы переднего полукольца таза приводят как бы к развертыванию заднего полукольца, у которого вследствие этого возникают двусторонние раз-

рывы вентральных крестцово-подвздошных связок, отрывные переломы боковых отделов первого крестцового позвонка или их сочетание.

В области II или III крестцовых позвонков возникают поперечные переломы крестца (чаще у мужчин) или лишь нарушение целости внутренней костной пластинки в виде ее смятия (чаще у женщин).

Довольно своеобразны по своему характеру переломы костей, возникающие при компрессии спереди назад.

Установлено, что в области подвздошно-лобкового возвышения концентрируется зона силовых напряжений, вызывающих одномоментные явления изгиба и кручения. При этом изгибающие усилия направлены спереди назад и сверху вниз. В соответствии с этим формируется перелом подвздошнолобкового возвышения, на передне-верхней поверхности которого плоскость излома имеет крупнозубчатую поверхность. В области бороздки запирательного отверстия края плоскости излома вдавлены и смяты. Нижняя ветвь лобковой кости при компрессии спереди назад изгибается внутрь, а ветвь седалищной кости – наружу и одномоментно смещается по длине. В результате формируется черепицеобразный перелом «отщип» (рис. 54).

При сдавлении тазовой области с боков тоже возникают переломы передних и задних отделов тазового кольца. Типичным следует считать двустороннее разрушение боковых отделов крестца, иногда на всем протяжении. Деформация дополняется разрывом крестцово-подвздошных связок. В переднем отделе таза возникает перелом в области того же лобково-подвздошного возвышения. Од-

нако линия перелома, распространяясь в поперечном направлении, проецируется на наружный край запирательного отверстия. Стенки вертлужной впадины остаются интактными.

Характерным следует считать разрыв дорсальных крестцовоподвздошных связок (а при их высокой прочности – перелом заднего отдела подвздошной кости с одновременным разрушением боковых отделов крестца).

В переднем отделе таза переломы формируются вследствие вдавления области вертлужной впадины. В области лобкового симфиза кости, упираясь своими концами друг в друга, выступают наружу. Возникает разрушение внутренней пластинки в виде смятия и вспучивания в области сращения этих костей.

Повреждения костей таза при ударе зависят не только от направления внешнего воздействия, но и от наличия или отсутствия твердого основания в проекции удара с другой стороны (твердая подкладка). Наличие твердой опоры с противоположной стороны вызывает сочетание повреждений от удара и сдавления.

При ударе по передней поверхности области лобкового симфиза возникают контактные двусторонние переломы лобковых и седалищных костей с формированием Х-образного отломка. В случаях значительной энергии воздействующего предмета, помимо названных переломов, возникают повреждения на протяжении (отдаленные), связанные с деформацией тазового кольца: разрывы крестцово-подвздошных сочленений, перелом задних отделов крыльев подвздошных костей.

Повреждения в заднем отделе таза при ударе спереди возникают и в случаях расположения таза на твердой опоре.

Ударное воздействие в направлении спереди и несколько сбоку формирует односторонний перелом (верхняя или нижняя ветвь лобковой кости, или обе вместе). При наличии твердой опоры или значительной энергии удара возникают повреждения на протяжении, но на противоположной стороне. Довольно устойчивой остается морфология плоскостей изломов: в местах воздействия тупого твердого предмета наружная пластинка имеет все признаки деформации от сжатия, внутренняя – от растяжения. Переломы, возникшие на протяжении, имеют обратную морфологическую зависимость.

Удар тупым предметом по боковой поверхности таза формирует переломы прежде всего в зоне непосредственного воздействия предмета. Выявлена прямая зависимость локализации переломов от наличия твердой опоры и уровня приложения внешнего воздействия. Воздействие тупого предмета на область крыла подвздошной кости вызывает перелом на уровне удара. Морфологические свойства поверхности излома свидетельствуют об изгибе этого участка плоской кости при некотором уплощении естественной изогнутости. Удар на уровне вертлужной впадины вовлекает в процесс деформации все тазовое кольцо по периметру. В зависимости от конкретных условий (возраст, наличие твердой опоры) формируется повреждение в области лонной и седалищной костей и крестцово-подвздошного сочленения. Аналогичные переломы, но несколько менее выраженные, формируются и с противоположной стороны. Уплощение кольца таза в момент его деформации создает условия для формирования переломов в передней и задней части таза по локализации сходных с повреждениями, возникающими при травме в переднезаднем направлении. Однако изгиб костей в противоположную сторону по отношению к деформации при ударе спереди (уплощение тазового кольца при этих видах деформации происходит во взаимно противоположных направлениях) определяет образование переломов с резко различной морфологией.

Воздействие твердого тупого предмета в области задней поверхности таза формирует переломы крестцовой кости или задних отделов крыльев подвздошной кости. Наряду с переломами (а иногда и изолированно) возникают разрывы связок и нарушение тазовых сочленений. Перелом крестцовой кости, как правило, имеет поперечное направление. В случаях удара по задней поверхности таза при расположении его переднего отдела на твердом основании возникают переломы в переднем полукольце. Как и в других случаях возникновения переломов на протяжении, морфология линии плоскости переломов позволяет диагностировать направление внешнего воздействия.

Множественные повреждения костей таза вследствие повторного действия разрушающихся сил встречаются относительно редко и возникают при определенных условиях. Они образуются при некоторых видах транспортной травмы (удар с последующим отбрасыванием, падением и ударом о твердый предмет), а также при падении с большой высоты и т.п.

Неравномерная толщина костей таза в передних и задних отделах подразумевает не только не одинаковую прочность, но и различную устойчивость к внешним воздействиям.

В случаях действия первичного повреждающего фактора в направлении спереди или сбоку обязательным явлением становится разрушение в области переднего полукольца таза. При повторной травме таза от действия силы в другом направлении в месте первичных переломов возникают дополнительные повреждения, связанные с взаимным вклинением отломков. Следует указать, что такая добавочная деформация возникает даже тогда, когда 2-е воздействие было подпороговым, т.е. в результате второго удара не возникло никаких переломов [Саркисян Б.А., 1983].

Характер и степень вклинения отломков вследствие второго удара, а также направление их смещения и образование осколков довольно демонстративны и дают возможность определять локализацию первичной и повторной травмы.

Несколько сложнее обстоит дело, если первичное воздействие тупым предметом было в направлении сзади наперед, а повторное – спереди назад или под некоторым углом к передней поверхности. Как правило, при таких вариантах в области первично возникших переломов регистрируются минимальные признаки дополнительной деформации.

Для удара по боковой поверхности таза (после первичной травмы в направлении сзади наперед) характерно появление признаков дополнительной деформации в области первичных переломов и возникновение вторичных переломов в переднем полукольце таза (рис. 55).

Глава IV

Повреждения длинных трубчатых костей

Видимое различие длинных трубчатых костей обусловлено их функциональным назначением. Известно также, что одноименные кости разных людей имеют индивидуальные особенности, которые широко используются в экспертизе идентификации личности. С позицией механики и учения о сопротивлении материалов эта группа костей объединяется единым принципом их морфологического строения – по конфигурации они подобны стержнеобразным конструкциям. В них принято различать три самостоятельных анатомических области: эпифиз, метафиз и диафиз. Типичным для трубчатых костей является то, что срединная часть кости – диафиз – является наибольшей и представляет из себя, как правило, полный стержень различного сечения. Концы костей более короткие и массивные, чем диафизы, выполнены почти полностью губчатым веществом и сходны по своему строению с короткими губчатыми костями. Переходная от диафизов к эпифизам часть кости – метафиз – конструктивно отвечает принципам галтели*, не допускающей концентрации силовых напряжений в какой-либо точке, а рассосредоточивающей их. Это создает предпосылки для рассмотрения процессов деформации в длинных трубчатых костях с позиций общих закономерностей сопромата, известных как «работа стержня».

* См. введение.

Известно, что критическая нагрузка, при которой сжатый стержень начинает терять устойчивость и изгибается, изменяется пропорционально отношению продольного напряжения к квадрату его длины. Короткие стержни при продольном нагружении разрушаются с образованием бочкообразного вспучивания. При превышении 5-10-кратного отношения длины стержня к его толщине сгибание стержня становится опасным. Диафизы длинных трубчатых костей у взрослых никогда не превышают отношения длины к толщине более чем 1:10 [Партон В.З., Морозов Е.М., 1974; Тимошенко С.П., Гудьер Дж., 1979].

Прочность длинных трубчатых костей весьма вариабельна и зависит от многих факторов. Отмечено, что прочность женских костей в среднем составляет 56,5-88,6% от соответствующих величин костей у мужчин.

Определенная роль в прочностных свойствах кости принадлежит микроэлементам. Проведенные исследования [Копылов Г.И., 1972] показали, что микроэлементы неравномерно представлены в различных отделах длинных трубчатых костей и неодинаково у мужчин и женщин. Например, большая насыщенность медью отмечается в нижней трети бедра у мужчин и в нижней трети большеберцовой кости у женщин. Алюминий в большем количестве содержится у женщин в верхней трети бедра и нижней трети большеберцовой кости, а железо – в верхних отделах плечевых костей у мужчин.

Неодинаков и индекс компактности* (Отношение площади компактного слоя диафиза ко всей его площади поперечного сечения, выраженное в процентном выражении) на разных уровнях бедренной, большеберцовой и плечевой костей. У мужчин степень развития компактного слоя в бедренной кости