4 курс / Лучевая диагностика / Биомеханика_травмы_повреждения_головы,_позвоночника_и_грудной_клетки

гностике и лечении подобных повреждений, а судебномедицинским экспертам в установлении их на вскры­ тии при решении вопросов о механизме травмы и вели­ чине приложенного воздействия.

Моделирование повреждений шейного

иверхнегрудного отделов позвоночника при падении на плоскости

иударе затылком о покрытие

•Повреждения шейного и верхнегрудного отде­ лов позвоночника, возникающие при падении на плос­ кости, ранее специально не изучались. Вместе с тем судебно-медицинская практика показывает, что при па­ дении человека навзничь и при ударе областью затыл­ ка о твердое покрытие, кроме черепно-мозговой травмы, наблюдаются и случаи повреждений шейного и верхне­ грудного отделов позвоночника.

Для установления характера, локализации и особен­ ностей таких повреждений Н. П. Пырлина и соавт. (1974) произвели эксперименты на 29 биоманекенах. В задачи исследования входило установление механизма возникновения повреждений шейного и верхнегрудного отделов позвоночника и значения для их образования величины силы удара затылком о покрытие различной плотности.

Эксперименты проводили на стенде для моделирова­ ния повреждений головы при падении на плоскости, устройство которого описано в главе VII, на трупах лиц

ее (от наружного затылочного бугра до остистого от­ ростка С7) —12—15 см. Перед проведением эксперимен­ та механическим путем разрушалось трупное окочене­ ние мышц шеи в такой степени, чтобы голова могла склоняться только вперед на 15—20°. Вследствие этого при падении биоманекена навзничь разгибательные движения головы и шеи кзади были выражены значи­ тельно. "В 12 экспериментах на голову биоманекена на­ девалась шапка-ушанка. Падение биоманекена осуще­ ствляли либо при нулевой начальной скорости (V0, 14

221:

экспериментов) либо после толчка (Унач-, 15 экспери­ ментов), т. е. с некоторой начальной скоростью. При па­ дении биоманекены ударялись затылком о плиту мер­ злой земли (19 экспериментов) или бордюрный камень, имитирующий «край» тротуара (10 экспериментов), размещенные на горизонтальной плоскости соответст­ венно уровню окружающей поверхности. Высота бор­ дюрного камня по отношению к окружающей поверх­ ности составляла 15 см.

Максимальная сила удара (F) при нулевой началь­ ной скорости (V0) падения достигала 506—748 кгс (при ударе о мерзлую землю) и 530—726 кгс (при ударе о

Условия эксперимента и частота возникновения повреждений

После проведения каждого эксперимента и описания всех обнаруженных повреждений шейный и верхнегруд­ ной отделы позвоночника извлекали для анатомо-тоио- графического исследования с обязательным вскрытием позвоночного канала и позвоночных артерий. Ткани с кровоизлияниями (мышцы, связки, межпозвоночные хрящи) изучали микроскопически. Как видно из табл. 14, повреждения шейного и верхнегрудного отделов позво-

222

нбчнйка возникали во всех случаях, в том Числе й йрй отсутствии переломов и трещин черепа.

Большинство повреждений позвоночника было след­ ствием непрямого воздействия при вентральном сгиба­ нии шеи и позвоночника от его растяжения в момент удара затылком о мерзлую землю и особенно о бор­ дюрный камень. Среди повреждений преобладали раз­ рывы и растяжения глубоких мышц задней поверхности шеи и верхней части спины (16 наблюдений) с образо­ ванием посмертных кровоизлияний в длиннейших и полуостистых мышцах. Эти кровоизлияния обнаружи­ вались по обеим сторонам остистых отростков, чаще на уровнях С6—Ti, но иногда (4 наблюдения) от С2 —С3 до Т3—Тб. Значительно реже (3) отмечались разрывы и рас­ тяжения поверхностных мышц спины (ременных, ромбо­ видных трапециевидных) с кровоизлияниями вместе раз­ рыва и в межмышечную клетчатку на уровне Сб—Ti, С7—Ti, C5—Т3. Обычно такие повреждения сочетались со значительными разрывами глубоких мышц. Одновре­ менно обнаруживались кровоизлияния у мест прикрепле­ ния поверхностных и глубоких длинных мышц спины и шеи, в глубоких коротких мышцах затылка, симметрич­ ные или односторонние кровоизлияния в заднюю пере­ пончатую связку между затылочной костью и атлантом и др.

Наиболее постоянными признаками такого механизма травмы были кровоизлияния в заднюю перепончатую связку между G и Сг и прилежащую к ней клетчатку (23 наблюдения), что, по мнению Н. П. Пырлиной и соавт. (1974), можно объяснить растяжением ее в связи с большой подвижностью позвоночника в сочленении между этими позвонками. Кроме того, наблюдались растяжения с кровоизлияниями и разрывы межостис­ тых, надостистых и желтых связок.

Повреждения на вентральной поверхности позвоноч­ ника были менее значительными. В 4 наблюдениях из возрастной группы 51—70 лет обнаружены компресси­ онные повреждения (кровоизлияния, размятия, разрывы) передних отделов межпозвоночных дисков С4 —С5 (1), СИ—С6 (2), С6 —С7 (1). В одном из этих случаев про­ изошел компрессионный перелом переднего верхнего края тела С5. Передняя продольная связка при этом ока­ залась неповрежденной, и лишь в одном случае под ней отмечалось небольшое кровоизлияние. Описанные ком-

223

прессйонйые повреждения йозвоночнйка могут оставать­ ся незамеченными, если не производить специального препарирования передней продольной связки.

В 15 экспериментах отмечались симметричные кро­ воизлияния в клетчатку, окружающую позвоночную ар­ терию, и в ее адвентицию на уровне Сг—Сь Наиболее значительные кровоизлияния вокруг позвоночной арте­ рии наблюдались в случаях удара затылочной областью слева или справа от средней линии. При этом происхо­ дило резкое сгибание головы («кивок») в противопо­ ложную сторону, где возникали условия для ущемления, прижатия артерии и окружающей ее клетчатки.

Сравнительная оценка экспериментов показала, что повреждения позвоночника, возникающие при ударах затылком о мерзлую землю и бордюрный камень, в ос­ новном однотипны. Однако степень выраженности по­ вреждений была более значительной при ударах о бор­ дюрный камень, что связано с более резким вентраль­ ным сгибанием шеи за счет выстояния бордюрного камня над поверхностью падения. В этих случаях по­ вреждения позвоночника (при максимальной силе уда­ ра затылком 530—726 кгс) оказались более значитель­ ными, чем при падении тела на мерзлую землю даже при наличии предшествующего ускорения, когда сила удара достигала 1122—2200 кгс. Следовательно, харак­ тер и интенсивность повреждений при таком механизме травмы позвоночника определяются не только силой удара затылком о покрытие, а прежде всего степенью сгибания шейного отдела позвоночника.

Вместе с тем сравнительная оценка результатов экс­ периментов падения на мерзлую землю в зависимости от наличия или отсутствия начальной скорости (толчка) убедительно показывает значение силы удара на интен­ сивность повреждений позвоночника, поскольку большая сила соударения обусловливает большую степень сгиба­ ния позвоночника.

В исследованиях Н. П. Пырлиной и соавт. (1974) не установлена зависимость между тяжестью травмы позвоночника и костей черепа. Так, при ударах затыл­ ком о мерзлую землю (4 наблюдения) и о бордюрный камень (1 наблюдение), когда повреждения черепа от­

224

сионный перелом верхнего края тела С6; в остальных случаях наблюдались множественные разрывы связок.

Наличие головного убора не снижало тяжести трав­ мы позвоночника, а только существенно уменьшало ин­ тенсивность повреждений головы.

Таким образом, при падении на плоскости и ударе затылком о жесткую поверхность часто возникают по­ вреждения позвоночника, по характеру которых можно судить о механизме травмы.

Моделирование повреждений шейного и верхнегрудного отделов

позвоночника при дозированных ударах в теменную область головы

При ударах теменной областью головы о пре­ граду (при нырянии, падении с высоты, травме внутри кабины автомобиля — удар о крышу и т. д.), а также при ударах, наносимых по данной области головы пред­ метами с плоской широкой поверхностью, наблюдаются повреждения шейной части позвоночника.

Когда нагрузка действует строго по продольной оси, могут образоваться вколоченные переломы основания черепа. Если одновременно с ударом в теменную область происходит сгибание и разгибание шеи, то возника­ ют повреждения другого характера, обусловленные главным образом запредельным форсированным сме­ щением позвоночника, чаще вентральным его сгибанием. Механизм и особенности подобных повреждений позво­ ночника до настоящего времени изучены еще недоста­ точно.

С целью изучения повреждений позвоночника, воз­ никающих при ударах тупым твердым предметом в те­ менную область головы, Н. П. Пырлиной и соавт. (1972) проведены эксперименты на 22 биоманекенах. Опыты проводили на маятниковом стенде конструкции Г. С. Болонкина, устройство которого описано в главе IV.

Биоманекен размещали на спине, затылок его сопри­ касался с поверхностью стола (или подложенного брус­ ка), а теменная область касалась ударяющей плоской части маятника (при вертикальном положении послед­ него). Затем маятник отводили на угол 100° и ставили на тормоз. Туловище и конечности биоманекена плотно

фиксировали к бтолу ремнями; голову, шей и область надплечий не закрепляли. Трупное окоченение мышц шеи предварительно искусственно разрушалось в такой степени, чтобы голова биоманекена могла быть свобод­ но наклонена кпереди и в стороны.

В момент удара происходило резкое вентральное сгибание головы и верхней части шеи, которые припод­ нимались над поверхностью стола, а затем при обрат­ ном ходе маятника принимали исходное положение, при­ чем голова делала ряд колебательных движений, не­ значительно отклоняясь в стороны.

Исследования проводили на трупах лиц мужского и женского пола, умерших за 18—28 ч до экспериментов от острой сердечно-сосудистой недостаточности (8), от­ равления алкоголем (10), недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе (2), туберкулеза легких (2). В за­ висимости от возраста умерших число экспериментов было следующим: 30—40 лет — 6, 41—50 лет — 6, 51— 60 лет —5, 61—70 лет — 5 наблюдений.

После проведения каждого эксперимента шейный отдел позвоночника вместе с затылочной костью и верх­ негрудным отделом до уровня Т5 —Т6 извлекались для последующего анатомо-топографического исследования. Кусочки мягких тканей из мест повреждений изучались гистологически, позвоночник вываривался.

При" анатомо-топографическом исследовании шейного и верхнегрудного отделов позвоночика был обнаружен ряд повреждений мышц, связок, позвонков, а также нервов и сосудов, локализующихся в основном на зад­ ней поверхности. Кроме того, отмечались растяжения и разрывы пучков глубоких мышц шеи и верхней части спины, прилежащих непосредственно к позвоночнику, а также посмертные кровоизлияния. Последние обычно обнаруживались на уровне С2 —Т2 и распространялись в околоостистые и полуостистые клетчаточные прост­ ранства, под фасции мышц, окружая внутренние и на­ ружные ветви спинномозговых нервов.

Иногда подобные кровоизлияния распространялись ниже, достигая уровня Ts—Т7. В экспериментах имели место кровоизлияния и в поверхностных мышцах спины (трапециевидной, ромбовидной, ременной), а также в подкожной клетчатке на уровне С7. В 17 экспериментах отмечались растяжения и разрывы двух — трех (реже одной) надостистых и межостистых связок на уровнях

226

С2 —С3 , Сз—С4, С5 —С6 , причем в 3 случаях они сопро­ вождались отрывом верхушки или всего остистого от­ ростка (С2, С4, СБ).

Таким образом, при ударах в теменную область го­ ловы наблюдались повреждения, сходные с теми, ко­ торые возникали при моделировании вентрального сги­ бания шейного и верхнегрудного отделов позвоночника, не сопряженные с ударом по голове. Следовательно, эти .повреждения происходят за счет вентрального сги­ бания шеи в момент удара.

Однако при ударе в теменную область головы в ре­ зультате резкого сгибания верхней части шеи возникали повреждения, характерные только для этого вида трав­ мы. Они выражались в повреждениях глубоких корот­ ких мышц затылка, малой и большой задних прямых мышц головы, верхней и нижней косых мышц головы, где обнаруживались кровоизлияния и разрывы мышеч­ ных пучков преимущественно в области их прикрепле­ ния к атланту и к затылочной кости. Подобные повреж­ дения отмечались в 14 экспериментах, т. е. более чем в половине наблюдений. В этих случаях нередко выявля­ лись кровоизлияния в клетчатку, окружающую ствол подзатылочного нерва. Повреждения затылочных мышц, как правило, сочетались с повреждениями задней по­ верхности шеи, связок, позвонков, но в 2 эксперимен­ тах они наблюдались изолированно, когда никаких других повреждений не было.

Второй характерной особенностью повреждений по­ звоночника при ударах в теменную область были крово­ излияния в перепончатые связки между затылочной костью и I и II шейными позвонками. Возникновение этих кровоизлияний связано со значительным растяже­ нием этих мембран на задней .поверхности шеи и ущем­ лением на передней при сгибании головы во время удара в теменную область. Подобные повреждения на­ блюдались в 10 экспериментах; кровоизлияния распо­ лагались симметрично по бокам от средней линии, за­ нимая иногда всю поверхность связки. Как правило, они наблюдались раздельно — либо в заднюю или пе­ реднюю атланто-окципитальные мембраны, либо только в задние перепончатые связки между затылочной костью и I и II шейными позвонками. Кровоизлияния во все указанные связки одновременно имели место лишь в 2 экспериментах, Разрывов данных связок, а также дру-

гих связок между затылочной костью, атлантом и эпистрофеем, повреждений атланто-окципитального сочле­ нения не наблюдалось.

При ударах в теменную область головы часто отме­ чались также кровоизлияния в клетчатку, окружающую позвоночную артерию в месте выхода ее из межпозво­ ночного канала и прохождения через заднюю перепон­ чатую связку между затылочной костью и атлантом. Иногда кровоизлияния обнаруживались внутри костного канала для позвоночной артерии до уровня С3 —С4 . По­ вреждений оболочек и вещества спинного мозга не от­ мечали.

Наряду с разрывами и кровоизлияниями в межостис­ тые и надостистые связки обнаруживались кровоизлия­ ния в глубоких слоях примыкающей к ним выйной связки на уровнях Сг—С7, что, по мнению Н. П. Пырлиной, свидетельствует о более значительной ее травматизации, чем при вентральном сгибании головы во время кивка, когда этих изменений не отмечали.

При ударах в теменную область головы повреждения вентрального отдела позвоночника и прилежащих тка­ ней произошли в 11 экспериментах. Кроме кровоизлия­ ний в переднюю атланто-затылочную мем-брану, наблю­ дались кровоизлияния в длинные мышцы головы (у ме­ ста прикрепления их к черепу) и шеи. Последние локали­ зовались на разных уровнях и часто совпадали с уров­ нями компрессионных повреждений тел позвонков, со­ провождавшихся кровоизлияниями под переднюю про­ дольную связку, что отмечено в 4 экспериментах.

Компрессионные повреждения тел позвонков и дис­ ков наблюдались на трупах лиц старше 60 лет. В одном случае был обнаружен остеохондроз позвоночника, что способствовало возникновению переломов одновременно в шейном и верхнегрудном отделах (тела С3 и Т4 ). В этом случае на уровне полного компрессионного пе­ релома Т4 произошли разрывы желтых связок, капсул межпозвонковых суставов и даже переломы головок ре­ бер. Кроме того, отмечалось отслоение краниальной костно-замыкающей пластинки С3. Диски С2 —С3 , Т3 —

Т4, Т4 —Ts были размяты и пропитаны кровью.

Востальных случаях переломы заключались в от­ делении костно-замыкающих пластинок и отломе перед­ него края тела позвонка, причем в 2 случаях (из трех) произошел перелом нижнего края тела позвонка. В ра-

228

Глава X

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ПОЯСА

По правилам техники безопасности во время работы на высоте строительные рабочие должны поль­ зоваться предохранительными поясами. Существуют различные конструкции таких поясов: однолямочные, кушак которых охватывает поясницу, и лямочные с на­ плечными и набедренными ремнями.

Существующий у нас ГОСТ 5718-67 распространя­ ется только на однолямочные предохранительные пояса, предназначенные для электриков, работающих на стол­ бах линий электропередач, на электростанциях и дру­ гих энергетических сооружениях. При работе на столбах и опорах такой пояс не только предохраняет работаю­ щего от падения. В нем электромонтер занимает рабо­ чую позу, опираясь спиной на предохранительный пояс, что позволяет работать в нем продолжительное время. В строительстве функция предохранительного пояса как приспособления для удобства в работе менее важ­ на. Здесь предохранительный пояс прежде всего явля­ ется средством индивидуальной защиты от падения с высоты.

Для обеспечения защиты от падения предохрани­ тельный пояс должен обладать достаточной прочностью, быть надежным и удобным в эксплуатации, иметь не­ обходимые амортизирующие свойства. Прочность оте­ чественных предохранительных поясов для электромон­ теров по ГОСТ 5718-67 (при статической нагрузке) должна достигать 1500 кг. Максимальное усилие, вос­ принимаемое работающим в случае падения на длину фала крепления пояса, не должно превышать 700 кгс.

230