4 курс / Лучевая диагностика / Биомеханика_травмы_повреждения_головы,_позвоночника_и_грудной_клетки

ливались при отделении передней продольной связки, которая сама не повреждалась, и при рассечении по­ звоночника по дискам на отдельные позвонки. В отли­ чие от передней задняя продольная связка разрывалась в случаях полных компрессионных переломов тел по­ звонков, которые хорошо определялись при рентгено­ графии.

Кроме перечисленных повреждений, при статических вентральных нагрузках в эпидуральном пространстве на уровнях С4 —Т3 иногда обнаруживались кровоизлияния в клетчатку, которые окружали корешки спинномозго­ вых нервов и соединялись с кровоизлияниями в клетчат­ ку, и под фасции спинномозговых узлов и основных стволов шейных и грудных нервов. В мягкой мозговой оболочке спинного мозга в таких случаях также иногда отмечались слабовыраженные кровоизлияния, подтверж­ даемые гистологически. При этом какие-либо повреж­ дения или посмертные кровоизлияния в спинном мозге не возникали.

Эксперименты показали, что при вентральном сги­ бании шейного и верхнегрудного отделов позвоночника под действием статических нагрузок повреждения опор­ но-двигательного аппарата позвоночника и его мягких тканей локализуются на уровне Се—Т4.

Для выявления на вскрытии повреждений, характер­ ных для данного механизма травмы, Н. П. Пырлина (1968) рекомендует рассекать глубокие слои мышц позвоночно-реберного пространства, исследовать межос­ тистые и надостистые связки, отпрепарсвывать перед­ нюю продольную связку и рассекать межпозвонковые диски, главным образом на уровнях Се—Т4, или извле­ кать указанные отделы для препарирования и мацера­ ции.

Частота и характер повреждений шейного и верхне­ грудного отделов позвоночника при боковых наклонах головы в зависимости от условий эксперимента пред­ ставлены в табл. 11 (Н. П. Пырлина и др., 1975).

Из табл. 11 следует, что при боковом наклоне головы вправо повреждения шейного и верхнегрудного отделов позвоночника обусловлены действием сил растяжения (слева), компрессии (справа), а также ротацией позво­ ночника вокруг вертикальной оси.

Наиболее характерными для данного механизма травмы являются следующие повреждения: слева —

201

растяжения и разрывы глубоких мышц, меШоЗвонкбвых суставов и межпоперечных мышц, перелом попереч­ ных отростков с отрывом, кровоизлияния в адвентицию и разрывы интимы позвоночной артерии; справа — ком­ прессионные переломы поперечных и суставных отрост­ ков, размятие межпозвонковых дисков.

Повреждения локализуются главным образом на уровне Cs—Ть Величина пороговой нагрузки 75—80 кгс при угле наклона головы вправо на 70°.

Полученные на биоманекенах экспериментальные данные о характере, локализации и особенностях по­ вреждений позвоночника, о их зависимости от величины дозированной статической нагрузки и угла вентрального и бокового наклона головы могут помочь судебно-меди­ цинскому эксперту при решении вопроса о механизме травмы и величине действовавшей силы.

Выявленные изменения опорно-двигательного аппа­ рата, сосудов, нервов являются морфологическим обос­ нованием болевого синдрома у людей, перенесших подобную травму, и должны быть приняты во внимание клиницистами при диагностике травмы.

Кроме того, вентральное и боковое сгибание шеи при дозированной статической нагрузке можно рассматри­ вать как определенный этап в изучении «хлыстовых» повреждений позвоночника при динамических нагрузках, поскольку в этих экспериментах создавалась возмож­ ность, даже не прибегая к скоростной киносъемке, про­ следить движение головы и позвоночника под действием приложенной силы, зафиксировать степень вентрально­ го или бокового сгибания, а также отметить точку наи­ большего перегиба.

Моделирование повреждений шейного и верхнегрудного отделов позвоночника

при дозированных динамических нагрузках

При травме с ускорением, когда движущееся тело человека ударяется о неподвижную преграду, не­ редко возникают повреждения шейного и верхнегрудно­ го отделов позвоночного столба и окружающих его тка­ ней. Травма позвоночника в этих случаях происходит чаще всего по типу «хлыстовых» повреждений, которые возникают вследствие перегибов, напоминающих изги­ бы хлыста. <

203

«Хлыстовые» повреждения шей возникают тбГда, когда тело движется вперед, а голова с силой отбра­ сывается назад (толчок сзади при задних наездах автомобиля), либо в случаях внезапного прекращения движения тела при сохранившемся по инерции движе­ нии головы вперед, вследствие чего она делает кивательное движение (наезд автомобиля на препятствие). Образующиеся при этом повреждения опорно-двига­ тельного аппарата позвоночника, сосудов, нервов, спин­ ного мозга могут быть причиной смертельных исходов или приводить к тяжелой инвалидности. При обычном клиническом обследовании таких больных, в том числе при рентгенографии, каких-либо повреждений не выяв­ ляется. Между тем болезненные явления бывают резко выраженными, что позволило клиницистам говорить о «травматическом шейном синдроме» (Tung, 1966; W. Steinhaser, 1966; К. Akasaka, 1966), клиническая ди­ агностика которого весьма затруднительна. Billig (1956) считает, что действие инерционных сил, которые возни­ кают при «хлыстовых» повреждениях, заключается в компрессии, растяжении, сгибании, разрывах и пере­ кручивании. В настоящее время большинство работ иностранных авторов посвящены изучению механизма «хлыстовых» повреждений шейной части позвоночника, которые наблюдаются при автомобильных травмах (Cammack, 1957; Volobra, 1964; G. Rutuccii, Falzig, 1966,

идр.).

Вдоступной отечественной и иностранной литературе мы не встретили работ и по моделированию поврежде­ ний позвоночника на биоманекенах с применением до­ зированных нагрузок. Между тем эксперименты на био­ манекенах более приближаются к естественным услови­

ям травмы, чем проведение опытов на изолирован­ ных частях или даже на целиком извлеченном позвоноч­ нике.

Преимущества моделирования на биоманекенах оче­ видны: кроме травмы опорно-двигательного аппарата позвоночника, можно проследить те повреждения, кото­ рые возникают в окружающих тканях, сосудах, нервах области позвоночного столба; возможно точно устано­ вить характер и место расположения возникающих по­ вреждений; выяснить пороговые нагрузки; изучить трав­ му шейного отдела позвоночника под действием инер­ ционных сил при «хлыстовых» повреждениях и т. д.

204

Основными задачами нашего исследования (А. П. Громов и др., 1970) явилось создание эксперименталь­ ной модели «хлыстового» механизма травмы шейного и верхнегрудного отделов позвоночника, установление ха­ рактера возникающих повреждений и их зависимости от нагрузки при кивке головой вперед. Для этого про­ ведено 33 эксперимента на трупах лиц мужского пола в возрасте от 20 до 50 лет, умерших от отравления ал­ коголем, сердечно-сосудистой недостаточности, воспале­ ния легких и гриппа. От момента смерти до экспери­ мента прошло 14—28 ч. Использовались трупы лиц умеренного питания со среднеразвитой мускулатурой, не имевших повреждений и каких-либо системных от­ клонений в строении опорно-двигательного аппарата. В 27 экспериментах моделировался свободный кивок головы вперед; в 6 опытах отклонение головы ограни­ чивалось защитным устройством.

Исследования проводили на описанном выше стенде ударных перегрузок конструкции И. И. Антуфьева. Биоманекены размещали лицом вперед (рис. 48). Ту­ ловище фиксировали плечевым и поясным ремнями; руки закрепляли на поручнях, а ноги — на подножке с помощью дополнительных нейлоновых лямок. Перед экспериментом трупное окоченение шеи, туловища и конечностей искусственно нарушалось, причем на шее до момента, пока голова не склонялась к груди под углом 50—55° (что отмечалось по угломеру). Заданная скорость движения стола осуществлялась путем изме­ нения числа и диаметра резиновых амортизаторов, прикрепленных к задней нижней части стола, и накло­ ном последнего под углом 45—75°, что приводило к различному натяжению амортизаторов. При снятии с предохранителя в результате тяги амортизаторов пово­ ротный стол двигался вперед до вертикального поло­ жения, в котором резко останавливался. В этот момент под действием инерционных сил (динамическая нагрузка торможения) происходил свободный кивок головы впе­ ред. Стенд обеспечивал скорость движения головы в момент остановки стола до 14 м/с при массе объектов до 80 кг. Запрокидывание головы исключалось примене­ нием «заголовника». Скорость движения поворотного стола стенда и шейной части позвоночника, а также максимальную скорость головы во время кивка опреде­ ляли путем анализа материалов скоростной киносъемки

205

(600 кадров в секунду, камера «И.ентоцет-16»). Показа­ тели перемещения головы и плеча после остановки стенда, угол сгибания головы (а) и величину максима­ льного их перемещения по вертикальной (у) и горизон­ тальной (X) оси рассчитывали по контурограммам, ко­ торые строили с помощью покадрового дешифратора с масштабом изображения на экране 1:25. Кадры совме­ щали по неподвижной базовой отметке, установленной сзади стенда. Измерения проводили с интервалом через •5 кадров.

Расшифрованная контурограмма одного из экспери­ ментов показана на рис. 49. Максимальную скорость движения головы (Vmax) определяли на контурограммах по смещению реперной отметки, расположенной в области центра тяжести головы. Разделив траекторию смещения головы на отрезки, не трудно было вычислить скорость движения ее на каждом из них. Допуская, что скорость движения на выбранном небольшом участке равномерна, можно воспользоваться формулой:

где S — путь, at — время, в течение которого голова движется, проходя этот путь.

206

Рис. 50. Изменение величи ны перегрузки (п) в зави симости от скорости движе ния головы (v).

Если движение головы происходило за п кадров при скорости киносъемки 600 кадров в секунду, то:

1

600

Для определения максимального угла отклонения го­ ловы (а) во время кивка на контурограмме через реперные отметки проводили две прямые: первая — паралле­ льно отметке на шлеме — соответствовала исходному (вертикальному) положению биоманекена, а вторая-—• при максимальном смещении головы вниз (см. рис. 49).

Перегрузки, возникающие вследствие изменения ско­ рости движения головы, измеряли при помощи датчиков индуктивного типа (ДУ-5), установленных на голове и поворотном столе в области реперной точки (см. рис. 48). Перегрузки регистрировались на шлейфовом осцил­ лографе типа К-20-21. Для синхронизации записи перегрузок и киносъемки применяли отметчик времени, импульс с которого регистрировался в момент размы­ кания электрической цепи при остановке стенда.

Поскольку перегрузка (П) есть отношение действу­ ющей силы (F) к массе тела (Р), можно рассчитать величину этой действующей силы по формуле:

F = n-P6,

где Р — масса головы, равная в среднем 5 кг; П—вели­ чина перегрузки.

Возникающие перегрузки торможения оказывали воздействие на позвоночник в зависимости от скорости движения головы во время кивка, что показано на гра­ фике (рис. 50). Перегрузка в области головы в соответ­

207

Следует сказать, что при вентральном сгибании шейного и верхнегрудного отделов позвоночника под влиянием статической, медленно нарастающей нагрузки повреж­ далась одна связка, реже две. При аналогичных по ве­ личине динамических нагрузках в результате резкого кивка нередко повреждалось несколько межостистых и надостистых связок (2—3 и даже 4), причем повреж­ дения связок, особенно межостистых, локализовались не подряд, а через 1—2 сегмента. Разрывы надостистых связок иногда сопровождались отрывом вершин остис­ тых отростков Т2 и Т3.

Костные повреждения выражались в типичных ком­ прессионных переломах передневерхнего края тела, «гу­ бы» позвонка на уровне Ti—Т3 с образованием отломка треугольной формы или отделения костно-замыкающей пластинки тела позвонка.

Названные костные повреждения тел позвонков не обнаруживались на вскрытии трупа после эксперимента, а также не выявлялись при рентгенографическом иссле­ довании изъятого препарата позвоночника. Однако в этих же случаях после удаления передней продольной связки и расчленения на отдельные позвонки описанные выше компрессионные переломы хорошо выявлялись. После мацерации (вываривания) они определялись значительно отчетливее. На рентгенограммах, снятых в боковой проекции, обнаруживали лишь выраженные компрессионные переломы тел позвонков. В двух таких случаях отмечали разрывы задней продольной связки позвоночника на уровне межпозвонковых дисков Т2—•

Т3. Повреждения межпозвонковых суставов выражались

врастяжении капсулы с кровоизлиянием в полость су­ става и разрывах капсулы и, как правило, сочетались с разрывами желтых связок. Повреждения межпозвонко­

ричные кровоизлияния в клетчатку эпидурального про­ странства, главным образом на уровне позвонков С4— Т3. Они окружали корешки спинномозговых нервов и соединялисьс кровоизлияниями в клетчатку и под фас­ цией спинномозговых узлов и основных стволов шейных и грудных нервов. Повреждений корешков спинномозго­ вых нервов не выявляли. Иногда п,од твердой и в мягкой

210