Глава 7. Огнестрельные (открытые) переломы костей и взрывные повреждения конечностей

Опыт Великой Отечественной войны и послевоенных локальных конфликтов свидетельствует о том, что в структуре санитарных потерь боевые повреждения конечностей составляют 50-75%, из них ранения мягких тканей 30-35%.

Среди боевых травм опорно-двигательного аппарата выделяют: пулевые, осколочные ранения и взрывные повреждения конечностей.

ОГНЕСТРЕЛЬНЫЕ (ОТКРЫТЫЕ) ПЕРЕЛОМЫ КОСТЕЙ

И РАНЕНИЯ КРУПНЫХ СУСТАВОВ

Классификация огнестрельных переломов

Различают одиночные, множественные и сочетанные переломы; по виду ранящего снаряда: пулевые, осколочные; по характеру ранения: сквозные, слепые, касательные; по виду перелома: неполные (дырча­тые, краевые), полные (поперечные, косые, винтообразные, продоль­ные, оскольчатые, раздробленные, в т.ч. с первичным дефектом кос­ти); по локализации: кости таза, ключица, лопатка, плечевая, бедренная кости, кости голени, предплечья, стопы, кисти; по уровню переломов: верхняя, средняя, нижняя трети; по сопутствующим повреждениям: мягкие ткани (точечные, обширные повреждения, дефекты), крупные сосуды и нервы (с повреждением, без повреждения); по степени шока (первая, вторая, третья, терминальное состояние).

Классификация огнестрельных ранений суставов

По виду ранящего снаряда: пулевые, осколочные; по характеру ранения (сквозные, слепые, касательные); по локализации: плечевой, локтевой, лучезапястный, тазобедренный, коленный и голеностопный суставы; по отношению к суставной полости (проникающие и непроникающие); по степени повреждения суставной поверхности (без повреждения, ограниченное, обширное повреждение, разрушение, дефект кости); по сопутствующим повреждениям: крупные сосуды, нервы (без повреждения, с повреждением); по степени шока (первая, вторая, третья, терминальное состояние).

Раневая баллистика и морфология огнестрельных переломов

В основе разрушающего действия любого огнестрельного сна­ряда, скорость полета (V) которого превышает 300 м/с, лежит образование временной пульсирующей полости (ВПП) с зонами избыточного давления по периферии. Число и максимальная амплитуда кавитаций зависят от величины кинетической энергии и формы ранящего снаряда, а также от стабильности его полета. Кинетическая энергия ранящего снаряда определяется прежде всего скоростью полета и в меньшей степени его массой. По данным импульсной рентгенографии и скоростной киносъемки при прохождении пули или осколка через биологическую ткань размеры временной пульсирующей полости превышают калибр снаряда более, чем в 15 раз. Наблюдаемые перепады давления в момент пульсации полости приводят к внедрению в ткани объектов внешней среды и микробному загрязнению раны. Тяжесть ранений определяется также и баллистическими свойствами снарядов. Конструктивные особенности современных пуль предусматривают смещение центра тяжести, что приводит к своеобразному феномену кувыркания и фрагментации снаряда. Разворот пули в тканях сопровождается дополнительной передачей энергии окружающим тканям и формированию обширной звездчатой формы раны выходного отверстия. Масштабы повреждения тканей зависят также от их физических свойств: при прохождении ранящего снаряда через однородные ткани (например, мышцы) происходит равномерная отдача кинетической энергии. Однако в силу неравномерного сокращения мышечных волокон раневой канал в мышцах не имеет прямолинейного направления. При встрече ранящего снаряда с более плотными преградами (например, костью) происходит максимальная передача кинетической энергии тканям по типу взрыва. В результате этого образуются множественные вторичные ранящие снаряды, которые усугубляют тяжесть ранения и образуют дополнительные раневые каналы.

В механизме разрушения диафизарной и метафизарной зон костей имеются определенные особенности. При повреждении кортикальной зоны костей наблюдаются крупнооскольчатые переломы с продольными растрескиваниями кости, раздробленные, при которых линии переломов могут достигать суставов, а также мелкооскольчатые переломы, в т. ч. с образованием первичных дефектов костной ткани.

Ранения крупных суставов могут быть слепыми и сквозными, с повреждением или без повреждения сочленяющихся костей. При этом могут наблюдаться разрушения, обширные или ограниченные повреждения костей, образующих сустав.

Имеются характерные отличия в масштабах повреждения тканей при огнестрельных переломах двукостных сегментов. В зависимости от направления полета снаряда может быть перелом одной или двух костей. Зоны разрушения тканей будут определятся воздействием как первичных, так и вторичных ранящих снарядов.

Ранения высокоскоростными снарядами характеризуются большей частотой повреждений магистральных сосудов и нервов не только в результате прямого попадания, но и на некотором удалении от раневого канала. Такие, так называемые дистантные повреждения могут сопровождаться острой или вторичной окклюзией сосуда.

В результате огнестрельного ранения образуются:

1. Раневой канал.

2. Зона травматического или первичного некроза - это стенка раневого канала с непосредственно примыкающими к нему мышцами.

3. Зона молекулярного сотрясения.

Размеры этих зон зависят, в основном, от величины кинетической энергии и формы ранящего снаряда. Раневой канал имеет неправильный ломаный ход из-за пер­вичной и вторичной девиации тканей и заполнен тканевым дет­ритом, инородными телами, сгустками крови, свободными и связанными с надкостницей и мышцами костными фрагментами. В зависимости от вида и баллистических параметров ранящего снаряда, характера повреждаемых тканей раневой канал может иметь сигарообразную, коническую, колбообразную форму. Для огнестрельных переломов, нанесенных высокоскоростными малокалиберными пулями, характерна коническая форма ране­вого канала с расширением к выходному отверстию.

Стенки раневого канала, представленные некротизированными мышцами, формируют зону первичного травматического некроза. Границы данной зоны сильно размыты и визуально определяются с большим трудом. Признаки нежизнеспособности мышечной ткани состоят в изменении обычной окраски волокон, отсутствии кро­вотечения и сократимости, а также в снижении эластичности ткани, выявляемом во время хирургической обработки.

Зона молекулярного сотрясения отражает специфику огнест­рельных ранений. Она формируется под воздействием ВПП или «бокового удара». В зависимости от баллистических параметров ранящего снаряда эта зона простирается на несколько десятков сантиметров от стенок раневого канала. Ткани, находящиеся в этой зоне, страдают от воздействия циклических пластических деформа­ций, порожденных ВПП, а также от вторичных нарушений мик­роциркуляции и нервной трофики.

Как правило, в 1-е сутки после ранения в пределах зоны молекулярного сотрясения обнаруживаются межмышечные гематомы, распространяющиеся на 10-30 см от зоны разрушения кости.

Спустя 2-3 суток после ранения в результате гипоксии тканей и нарушения метаболических процессов вокруг раневого канала формируется зона вторичного некроза. Размеры ее зависят от величины переданной кинетической энергии снаряда, но, главным образом, от степени нарушения микроциркуляции крови в паравульнарных тканях, обусловленного как первичной реакцией сосудов, так и выраженностью посттравматического отека. Под влиянием целенаправленной терапии зона вторичного некроза может быть значительно уменьшена.

При лечении огнестрельных переломов необходимо учитывать также зоны повреждения костной ткани, которые определяются, в частности, по состоянию костного мозга по мере удаления от раневого канала:

- зона сплошной геморрагической инфильтрации костного мозга;

- зона сливных кровоизлияний;

- зона точечных кровоизлияний;

- зона отдельных жировых некрозов.

Необходимо помнить, что при огнестрельных ранениях в тканях, окружающих раневой канал, в первые часы наблюдается спазм сосудов, длительность которого определяется качеством обездвиживания поврежденного сегмента, болевой импульсацией из патологического очага и степенью кровопотери.

Патофизиологические механизмы раневого процесса

В ответ на огнестрельное ранение, сопровождающееся значительным разру­шением тканей конечности (кожи, мышц, костей без повреждения крупных сосу­дов), наряду с общими системными изменениями возникает характерная местная реакция всей регионарной сосудистой сети. Она включает спазм артерий и артериол в ответ на ноцицептивную (болевую) импульсацию; включение сосудистых шунтов для сброса крови в обход зоны спазма; гипоксический парез (стойкое расширение) капилляров и венул; замедление и стаз крови в капиллярах, сопро­вождающиеся ограничением доставки кислорода вплоть до аноксии. В последую­щем — по мере включения компенсаторных механизмов — происходит постепен­ное устранение всех сосудистых изменений и восстановление кровотока.

Описанные нарушения составляют существо (механизм) последовательных патологических и адаптационных реакций, которые протекают в зоне действия огнестрельной ударной волны по типу «порочного круга» (универсальный «синдром местных нарушений тканевого кровотока»). Этот характерный для любого ранения (механического повреждения) синдром обязательно приводит к гипок­сии в зоне местного повреждения тканей и цепи его обязательных следствий. Именно гипоксия тканей (особенно мышечной), возникающая на почве микроциркуляторных расстройств в зоне огнестрельного ранения определяет динамику раневого процесса. В частности, гипоксия тканей сопровождается выходом свободной жидкости в интерстициальное пространство. При этом увеличивается объем мышц и повышается гидростатическое давление в костно-фасциальных и фасциальных футлярах. Дальнейшее снижение перфузии тканей углубляет их гипоксию, приводя к возникновению ишемических некрозов.

При отсутствии лечения в загрязненных микроорганизмами ранах параллельно происходит селекция пато­генной микрофлоры и ее накопление до критического уровня (10⁶ микробных тел на 1 г ткани). Микробные токсины, воздействуя на страдающие от гипоксии клетки, вызывают их цитолиз и высвобождение большого количества биологически активных веществ, которые усугубляют нарушение местного кровотока и гипоксию тканей. Таким образом, замыкается порочный круг, приводящий к прогрессированию некротических процессов в огнестрельных костно-мышечных ранах.

Начальная фаза раневого процесса при огнестрельном переломе характери­зуется 4-мя периодами нарушений периферического кровотока:

• I и II (1—2 час после ранения) — спазм сосудистой сети поврежденного сегмента в ответ на травму и системная реакция «централизации кровообращения»;

• III (4—10 час после ранения) — повышение давления внутри костно-фасциальных футляров;

• IV (18—36 час) — связан с развитием инфекционного процесса.

В зонах компенсированной ишемии инфекционный процесс, как правило, локализуется и отграничивается; некомпенсированной - особенно у ослабленных раненых, — прогрессирует, что проявляется флегмонами, параоссальными гнойными затеками, анаэробным целлюлитом вплоть до сепсиса и септического шока.

В любом из них порочный круг может быть разорван путем проведения целенаправленной коррекции регионарного кровообращения и микроциркуляции. Установлено, что в такой коррекции нуждается каждый раненый с огнестрельным переломом.

Особенности репаративной регенерации костной ткани в условиях заживления огнестрельных переломов

Экспериментальные и клинические исследования последних лет достоверно выявили сохранение связи костных отломков с мягкими тканями после огнестрельного перелома, а также высокую устойчивость и сохранение потенциальной способности даже свободных костных осколков к регенерации костной ткани.

Процесс репаративной регенерации костной ткани после огнестрельного перелома характеризуется рядом особенностей и последовательно проходит несколько фаз: фазу ранних посттравматических изменений, фазу регенерации и фазу функциональной адаптации.

Источниками развития костной ткани регенерата являются сохранившиеся после повреждения остеогенные элементы периоста, эндоста, остеонов и костного мозга, а также периваскулоциты - клетки, индуцибельные к остеогенезу, диффереренцирующиеся в остеобласты.

В костных осколках часть остеогенных элементов в надкостнице, эндосте, гаверсовых каналах сохраняют жизнеспособность. При диффузной трофике, а также при реваскуляризации осколков, остеобласты таких костных фрагментов способны продуцировать грубоволокнистую костную ткань, являясь дополнитель­ным и существенным источником образования костного регенерата. Костные осколки оценивают как посттравматический аутотрансплантат, частично заполняющий дефект в зоне перелома, фрагменты которого контактируют друг с другом, с от­ломками и с другими тканями регенерата.

Костные осколки и отломки, утратившие часть остеоцитов, при их реваску­ляризации становятся биологической и механической основой для формирования новых структурно-функциональных единиц кости - остеонов.

Подвергающиеся остеокластической резорбции отломки, и особенно часть осколков, в своей основе составляют деминерализованный костный матрикс, со­держащий специфические белки, способствующие индукции репаративного остеогенеза. Это оказывает оптимизирующее влияние на формирование новых очагов остеогенеза, соединяющихся в костный регенерат, и, соответственно, обеспечивает регенерацию кости как органа. Эти данные достоверно обосновывают возможность сохранения в костно-мышечной ране дополнительных источников образования костной ткани.

Протекание полноценного остеогенеза возможно лишь при условии эффективной борьбы с раневой инфекцией, стабильной фиксации отломков и максимальной оксигенации зоны перелома.

МЕХАНОГЕНЕЗ И ПАТОГЕНЕЗ ВЗРЫВНЫХ

ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНЕЧНОСТЕЙ

В современных войнах большое распространение получили боеприпасы взрывного действия (БВД). Боевые повреждения, причиняемые взрывами мин, снарядов и бомб, отличаются осо­бой тяжестью и бывают множественными, сочетанными или ком­бинированными. В связи с этими обстоятельствами знание теоретических и практических аспектов взрывных повреждений приобретает большое значение для военно-полевых хирургов.

Основные поражающие факторы БВД и механизм их действия на организм человека

Основными поражающими факторами БВД являются:

- воздушная или детонационная ударная волна;

- первичные и вторичные ранящие элементы;

- давление струй взрывных газов;

- высокая температура пламени;

- продукты газодетонации;

- психоэмоциональный фактор.

Следовательно, под взрывными повреждениями следует пони­мать совокупность многофакторных повреждений, возникающих у людей в зоне действия основных поражающих факторов неядер­ных БВД, и прежде всего ударной волны.

При взрыве ракетно-артиллерийских снарядов и бомб взрывные газы, интенсивно расширяясь, распространяются во все стороны и образуют зону сжатого и разогретого воздуха, давление в которой при взрывах химических веществ может превышать 100000 кг/см³, температура — десятки тысяч градусов. Перемещающаяся зона сжатого воздуха называ­ется ударной волной, а ее передняя граница — фронтом ударной волны. Давление во фронте ударной волны мгновенным скачком нарастает до максимума, а скорость движения превышает звуко­вую. За зоной сжатия возникает зона (волна) разрежения, где дав­ление становится ниже атмосферного. Вследствие потерь энергии в окружающей среде по мере удаления ударной волны от центра взрыва избыточное давление в ее фронте падает, скорость снижа­ется до скорости звука и волна превращается в звуковую.

Травматические поражения, причиняемые ударной волной, и их тяжесть прямо зависят от величины избыточного максималь­ного давления во фронте ударной волны, площади, на которую она действует, времени нарастания давления до максимума и продол­жительности действия. В связи с этим наиболее тяжелые повреж­дения возникают у людей, находящихся на открытой местности в положении стоя. Менее тяжелые повреждения наблюдаются при воздействии ударной волны на лежащего человека или при ее про­никновении («затекании») в защитные сооружения через входы, люки, амбразуры и другие отверстия, а также тогда, когда на пути ударной волны стоит отражающая преграда. Однако если ударная волна про­никает в укрытия через открытые входы, вероятность тяжелых травм резко возрастает вследствие возможного отбрасывания людей, нахо­дящихся у входа, удара об окружающие предметы, а также в резуль­тате многократного отражения затекающей волны от стен сооружения и ступенеобразного повышения избыточного давления.

Повреждения, вызываемые взрывом, называют взрывными. Их можно подразделить на первичные, вторичные и тре­тичные. Первичные повреждения возникают от непосредственного воздействия ударной волны, вторичные порождены воздействием осколков, летящих от разрушенных предметов, третичные связаны с ударами человека о грунт и другие преграды, встретившиеся на пути отбрасывания.

Взрыв нередко сопровождается инфразвуковыми колебаниями и мощным (до 150-160 дБ) импульсным шумом, способным вызвать острую акустическую травму.

В структуре взрывных повреждений следует выделять минные повреждения, являющиеся результатом непосредствен­ного воздействия на человека поражающих факторов противопе­хотных и противотанковых мин. Несмотря на близость этих двух понятий и, казалось бы, единый механизм возникновения, мин­ные повреждения отличаются наибольшей тяжестью. При минных повреждениях особенно выражена основная зона поражения в виде разрушения (отрыв, размозжение) одной или двух конечностей, дистанционных грубых морфологических изменений в проксимальных отделах, закрытых или открытых пов­реждений внутренних органов, сотрясения или ушиба головного мозга. Кроме того, почти всегда имеются множественные ране­ния осколками как нижних конечностей и туловища, так и верх­них конечностей и головы. Разумеется, поражения находятся в определенной зависимости от главного объективного показателя - вида мины, массы и характера взрывчатых веществ, но не мень­шее значение имеют и обстоятельства травмы — расстояние от источника взрыва, положение конечностей и тела в момент взрыва, естественные или искусственные защищающие предметы.

Различают 2 вида минных повреждений: неэкранированные, связанные с непосредственным контактом человека с миной, — это минно-взрывные ранения (МВР), и экранированные, возникающие при воздействии основных поражающих факторов взрыва через защитный экран (днище бронированной техники, палуба корабля и т.д.)) — это минно-взрывные травмы (МВТ).

Механизм МВР заключается в том, что возникающее при взрыве сверхвысокое и отраженное давление при встрече с живым объектом образует единый фронт, обладающий значительной раз­рушительной силой, при этом большая часть энергии затрачива­ется на сжатие опорных структур тела (стопа, кисть) либо превращается в кинетическую энергию, определяющую динами­ческое давление ударной волны. Считают, что совокупность пов­реждений будет определяться типом взрывного устройства, массой взрывчатого вещества и положением конечности при воздействии на взрыватель. Характер повреждений при подрывах на фугасных противопехотных минах определяется действием избыточного и динамического давления, на минах осколочного типа — воздействием в т.ч. и осколков. Проведенные экспериментальные исследования с имплантацией пьезодатчиков на разных уровнях нижней конеч­ности, когда под средним отделом стопы подрывали взрывчатое вещество, показали, что энергия, передаваемая в биологические ткани, регистрируется на всем протяжении биообъекта с неболь­шой разницей во времени. Максимальная отдача энергии приходи­лась на опорные структуры конечности с последующим линейным спадом в проксимальном направлении. Избыточное давление детонационной волны вызывало полное разрушение и отрыв стопы. Проникновение струй взрывных газов и ударной волны под кожу и в рану голени приводило к отслойке тканей от кости на значи­тельном протяжении.

Данные скоростной киносъемки подрыва свидетельствовали о том, что световая вспышка от раскаленных газов и ударная волна имели форму сферы, что определяло травматические и коагуляционные некрозы выстоящих костей голени и мягких тканей на уровне отрыва, а также характерный разлет осколочных элементов. Выброшенные в виде конуса осколки определяли типичную топог­рафию повреждений, а именно осколочные ранения противополож­ной конечности, промежности, ягодиц, передней поверхности туловища, рук, головы и лица, которые при ходьбе слегка накло­нены вниз.

Механизм экранированных минных повреждений, или МВТ состоит в том, что действие ударной волны опосредовано выраженной вибрацией металлических частей, интенсивность которой зависит от мощности боеприпасов и массы ударной опоры. Как известно, ударная волна легко проходит сквозь твердые тела не вызывая их выраженной деформации, и каждая частица передает энергию следующей подобно неподвижному составу вагонов, получивших толчок.

Интересен механогенез взрывных повреждений при пораже­нии бронеобъектов кумулятивными снарядами. Кумуляция реали­зуется при подрыве зарядов, имеющих выемку той или иной формы. Уплотнение продуктов детонации и ускорение их движе­ния вдоль оси выемки приводят к образованию так называемой кумулятивной струи, имеющей температуру до 900-1000 ºС. При соударении струи с броней вследствие высокого давления броня не прожигается, а пробивается. Пора­жение личного состава происходит в результате непосредственного воздействия кумулятивной струи, высокой температуры продуктов газодетонации, головной ударной волны и осколков, отколовшихся от внутреннего слоя брони.

Таким образом, обобщающей характеристикой механизма взрывных повреждений следует считать одновременное воздействие детонационной ударной волны, струй взрывных газов, осколочных элементов и продуктов газодетонации. Этого достаточно для возникновения комбинированной механотермической травмы. На открытом воздухе действие токсических продуктов взрыва почти не проявляется, но в закрытых помеще­ниях и кабинах бронетанковой техники возникают высокие, смер­тельные концентрации окиси углерода и других газов. В итоге механизм взрывных повреждений является многофакторным, ком­бинированным, что обусловливает особенности патогенеза и патоморфологических изменений в тканях.

Патогенез взрывных повреждений

В отличие от других травм, воздействие факторов взрыва реали­зуется мгновенно. В течение микро- и миллисекунд, т.е. практи­чески одномоментно, воздействию подвергаются все структуры В момент взрыва происходит генерализованное сотрясение, вызывающее сразу же изменения на всех уровнях гомеостаза (организменный, системный, органный, тканевый, клеточный и субклеточный).

В литературе не получил достаточного освещения тот факт, что одновременно с механическим воздействием взрыва на тело пострадавшего сильнейший эффект оказывают такие факторы, как вне­запная сильная вспышка и звуковой удар. Обычно это считают последствием акустической травмы или баротравмы, ожогов вспышкой или пламенем. При этом упускают из поля зрения один из важнейших элементов патогенеза - психоэмоциональный шок. При неожиданном взрыве человек, даже не испытав выраженного воздействия других факторов, может оказаться тяжелопораженным.

Воздушная или детонационная ударная волна наносит объемный или односторонний удар, резко изменяя соотношения внутриполостных, межтканевых и межклеточных уровней давления, вызывая первичные повреждения — разрывы, растяжения, сме­щения и т.п., сопровождаемые крово- и лимфоизлияниями практически во всех тканях.

Дополнением к психоэмоциональному воздействию становится болевой синдром, оказывающий несомненное шокогенное влияние Далее включаются такие общие патогенетические механизмы, как крово- и плазмопотеря — наружная и внутритканевая, нарушение всех видов метаболизма и биоэнергетики. Быстро развивается травматическая токсемия. Стресс и анемия обусловливают резкое снижение функций иммунной системы. Особое значение приобретают нарушение выведения шлаков и другие изменения деятельности всего организма.

В специальных экспериментах на модели МВР было установлено, что основой патологии при взрывной травме следует считать общий тяжелый коммоционно-контузионный синдром с нарушением нейроэндокринной регуляции и возникновением микроциркуляторных расстройств, что вызывает генерализованные, улавливаемые биохимическими и гистологическими исследованиями изменения в ЦНС, а также в сердце, легких и других внутренних органах. Временная, преходящая ишемия сопровождается длительной (более 1 сут) активацией перекисного окисления липидов, изменениями содержания ферментов и других регуляторов внутриклеточного обмена.

Поскольку взрывные травмы в принципе являются многофакторными, то, помимо универсальных последствий (психоэмоциональное воздействие и коммоционно-контузионный синдром) следует выделить формы патологии с преимущественным поражением тех или иных областей или органов, что позволяет предложить упрощенную, но, как показал опыт, практически приемлемую формулу взрывной травмы:

Общий контузионно-коммоционный синдром и психоэмоциональный шок
Одиночные травмы	Множественные и сочетанные травмы	Комбинированные поражения