6 курс / Судебная медицина / Механика_и_морфология_переломов_В_Н_Крюков

предмета с широкой поверхностью сводится к повреждению только в пределах контура площади контакта (в области головы до 18-20 см²). Воздействую такие предметы обычно под углом 90º к поверхности (или под углом, близком к прямому).

Действие под острым углом плоского предмета выступает в виде скольжения, что может искажать представление о имевшейся контактной поверхности.

Воздействие предметов с плоской ударяющей поверхностью (в пределах границы контактной площади) формирует прежде всего конструкционные повреждения за пределами площади контакта на протяжении. В пределах контактной площади возникают повреждения локальные.

Уменьшение контактной площади приводит к большому сосредоточению повреждающей нагрузки, увеличивая удельную нагрузку на единицу площади. Возрастает вероятность появления первоначально локальных повреждений, которые (при их распространении) на протяжении трансформируются в конструкционные.

Ударяющая поверхность в 16 см² и менее воздействует как штамп, формируя в плоских костях дырчатые переломы. Предметы с такой ударяющей поверхностью могут причинять повреждения как при перпендикулярном воздействии к поверхности кости, так и под углом.

Промежуточное положение занимают предметы продолговатой (удлиненной) формы с плоской поверхностью. Площадь контакта у таких предметов по ширине ограничена ребрами граней (боковыми поверхностями) предмета, а длина – непосредственным соприкосновением с травмируемой областью.

Общие взаимоотношения типа разрушений от вида воздействия и характера контактной поверхности повреждающего предмета приведены в таб. 2.стр.143

Как следует из изложенного выше, все тупые предметы по свойствам их ударяющей поверхности целесообразно разделить на 3 класса: плоскость, продолговатый (удлиненный) предмет и предмет типа штамп (в(в прежнем наименовании ограниченный).

Необходимо заметить, что одним из важных видов доказательств механизмов травмы является документация повреждений, в данном случае – переломов.

Существующие правила описания повреждений предусматривают выполнение схем переломов костей скелета. При составлении схем переломов обычно находят отражение их локализация и траектория. Каких-либо обозначений морфологических свойств поверхности излома не делается.

Как было показано, трещина или перелом могут возникать как в месте действия, так и на протяжении, т.е. быть локальными конструкционными. Разрушения, будучи разными по происхождению, могут иметь сходную траекторию. Однако по морфологическим характеристикам (свойства краев, поверхность излома, дополнительная деформация в виде выкрашивания края излома, кортикальные трещины и т.д.) названные повреждения четко дифференцируют-

ся друг от друга, что позволяет установить место внешнего воздействия, его направление, форму и другие особенности ударяющей поверхности.

Учитывая изложенное выше, представляется целесообразным принять следующие простейшие обозначения.

Повреждения наружной пластинки (на всех костях) обозначать, как принято, красной сплошной линией, воспроизводящей траекторию (линию) перелома. В случаях наличия выкрашивания кортикального слоя или отломков (осколков) их контур обозначать второй линией того же цвета, но пунктиром.

По отношению к внутренней пластинке траектория перелома (и другие свойства деформации) обозначаются синей линией.

При относительно равном профиле излома (наружная и внутренняя пластинки разъединены на одном уровне) синяя и красная линии вычерчиваются параллельно.

Косой профиль излома на плоских костях свидетельствует о разрушении по типу сдвига. Графически его можно изобразить в виде двух параллельных линий – синей и красной, но на некотором расстоянии друг от друга со штриховкой пространства между этими линиями косыми линиями синего цвета.

Таким образом, на схемах найдут отображение не только траектории линий переломов, но и механизмы их возникновения: от разрыва, изгиба или сдвига.

Описание характера, локализации и траектории перелома любой кости следует начинать от зоны возникновения этого повреждения.

В случаях затруднения в определении первичного места внешнего воздействия описание надо начинать от участка с наибольшим зиянием излома или расхождением краев трещины.

Масштабность зияния трещины (перелома) по возможности сохраняется. Исполнение схем траекторий и свойств переломов необходимо осуществлять не менее чем в двух взаимно перпендикулярных проекциях. Только в этом случае схемы могут приобрести доказательственное иллюстративное значение.

При вскрытии трупа и обнаружении переломов костей скелета эксперт должен оценить характер травмы ad oculi, а затем изъять поврежденную кость полностью или выпилить участок повреждения.

Изъятый препарат помещают в теплый концентрированный раствор стирального порошка на 1 сут., после чего механически обрабатывают (очищают) и высушивают. Такая методика подготовки препарата к описанию, предложенная В.А. Свешниковым, проста и имеет ряд преимуществ перед другими (кость сохраняет свой естественный вид, размеры, хорошо обезжиривается, легко обрабатывается).

Вываривать кость не следует, поскольку она деформируется вследствие коагуляции коллагена от воздействия высокой температуры.

При описании участка повреждения кости (разрушения, перелома) должны быть выявлены, в том числе и с помощью непосредственной микроскопии, зафиксированы (зарисованы, сфотографированы) и занесены в протокол исследования все элементы и особенности разрушения кости. Локализация перелома должна быть отмечена как можно четко по анатомическому признаку.

Надо сказать, что микроскопическое изучение поверхности изломов только начинает получать свое развитие. Несомненно, что применение непосредственной, электронной и растровой микроскопии даст новые сведения в отношении структуры изломов при различных видах внешнего воздействия.

Успехи технических наук в изучении морфологии изломов хрупких материалов и исследования кости, предпринятые в этом направлении в последнее время, позволяют прогнозировать развитие нового научного направления в су- дебно-медицинской травматологии. Это направление можно обозначить как медицинскую фрактологию, т.е. отрасль науки, изучающую физические свойства и структуру изломов костей. Совокупность же приемов и методов диагностики видов деформаций, возникающих в костной ткани в момент ее разрушения, может быть определена как медицинская фрактография.

Развитие этого научного направления несомненно поможет вскрыть многие, до сих пор еще неизвестные морфологические свойства процесса разрушения костной ткани.

Из фрактологии известно, что характер поверхности излома твердого тела при его разрушении формируется как следствие деформаций в каждом конкретном участке в предразрывной период. Таким образом, как сама поверхность излома, - ее свойства и особенности, - так и край излома (перелома) кости являются самым важным и надежным источником информации о силовых напряжениях и деформациях, которые протекали в кости в момент ее разрушения.

Выявлено, что кость разрушается в результате деформации разрыва только на коротком (или относительно на коротком) участке. В экспериментах даже на образцах в виде плоского стержня из костной ткани чисто разрывные разрушения удается получить при ширине образца до 0,5 см. Лавинообразное разрывное разрушение, распространяясь из своей первоначальной точки, вносит резкие изменения в топографию растягивающих напряжений, которые заменяются касательными.

Зона разрыва (начального разрушения кости). Разрушение под действием растягивающих усилий подразумевает относительно равномерное распределение напряжений не только по их направлению, но и по величине. Однородные прочностные характеристики кости в этом деформируемом участке обеспечивают одномоментное разрывное разрушение. Оно характеризуется совершенно четкими и постоянными морфологическими признаками. Разрыв происходит в строго перпендикулярном направлении к растягивающим силам на одном уровне. Поверхность разрывного участка ровная, мелкозернистая. Это объясняется все-таки разными – на молекулярном уровне – прочностными характеристиками гидроксиапатита и коллагена, т.е. неорганического и органического матриксов, основные составляющие композитного материала, - кости. Вследствие неодинаковых физических свойств они разрываются на разных микроскопических уровнях.

Край излома (в прежней терминологии – «линия перелома») ровный, расположен строго перпендикулярно по отношению к бывшим растягивающим напряжениям. На длинных трубчатых костях он, как правило, располагается поперечно по отношению к продольной оси диафиза.

Таким образом формируется специфичный участок – площадка – разрывного разрушения кости. В зоне, прилежащей к поверхности кости, где обычно развиваются максимальные поверхностные растягивающие напряжения, нередко можно выделить фокус (точечную или даже микроскопических размеров совершенно гладкую площадку), - очаг первоначального разрушения кости.

Следует заметить, что относительно молодая кость, состоящая из еще несовершенного неорганического матрикса и содержащая большое количество коллагена, на разрывном участке разрушается по типу композитного материала, - выдергиванием. Поверхность разрывного участка представляется в виде своеобразной «щетки», в которой неорганический и органический матрикс разорваны относительно ровно, но на разных уровнях.

Развитие и формирование разрывной площадки по отношению к фокусу обычно происходит довольно симметрично. При разрушении плоских костей такое явление является как бы правилом. Иное наблюдается при переломах длинных трубчатых костей.

При внешнем воздействии на длинные трубчатые кости в поперечном направлении (особенно при травме нижних конечностей) часто создаются условия для так называемого несимметричного удара, вследствие чего тело приобретает ротационное движение.

Ротация кости, совпадающая с моментом начала формирования разрывного разрушения приводит к асимметричному развитию разрывной зоны. По отношению к локусу разрывная площадка растет не одинаково во все стороны, а ее рост смещается в направлении, обратном ротации.

При анализе поверхности излома с целью определения направления внешнего воздействия при поперечном изгибе кости названный феномен приобретает важное диагностическое значение.

За направление изгиба кости вследствие прямого внешнего воздействия принято считать мнимую линию, соединяющую центр поперечного разрывного участка и середину с участком наибольшей зубчатости на диаметрально противоположной стороне излома. Принимая во внимание ротацию кости и развитие разрывной площадки в одну сторону, нетрудно догадаться, что такой метод диагностики направления изгиба кости фиксирует не начальное (но и не конечное!), а промежуточное положение кости в момент изгиба. Наши наблюдения показали, что такое «смещение» между началом и конечным этапом формирования разрывного разрушения кости может достигать значительных величин - 90° и более. Таким образом, при анализе изломов (в особенности длинных трубчатых костей) необходимо установление не только площадки разрывного разрушения кости, но и ее распространения по отношению к фокусу в начальный момент формирования перелома.

Что же касается диагностики начальной разрывной площадки при травме плоских костей (например, костей свода черепа), то ее значение в основном сводится к следующему.

Если разрывная площадка на поверхности излома прилежит к наружной пластинке кости (иногда захватывая и внутреннюю пластинку), то этот факт со

всей достоверностью свидетельствует о конструкционном происхождении этой трещины или перелома.

При локализации разрывной площадки на внутренней пластинке и ограничении ее в поперечном направлении зоной губчатого вещества следует считать, что разрушение является результатов локального повреждения тупым твердым предметом.

Зона сдвига. Участок (площадка) разрывного разрушения кости окружен мелкозубчатым рельефом, и чем дальше, тем рельеф становится грубее, зубцы

ивпадины на поверхности излома на относительно коротком промежутке быстро увеличиваются в размерах. Так формируется зона перехода растягивающих напряжений в касательные, а процесс разрушения из разрывного переходит в сдвиг. На поверхности кости прямой отрезок края излома («линия перелома») на том и на другом конце приобретает извилистую траекторию в соответствие с контуром сформировавшихся на поверхности излома зубцов. Такая зубчатость иногда является следствием двойного сдвига (трансляционная дислокация) и представляется в виде лестничного рисунка (см. рис. 6). Фрактографические исследования поверхности излома показывают, что принципиальных отличий в морфологии разрушения между длинными трубчатыми костями

иплоскими (в особенности компактного их вещества) не имеется. Своеобразие заключается в разнотипности (как и губчатых костей) их анатомической, а следовательно, и конструкционной композиции.

Вдиафизах длинных трубчатых костей в процессе развития перелома (разрушения) срезывающие силы геометрически возрастают в соответствие с принципами работы стержня при потере устойчивости. Возрастание величин срезывающих сил находит свое отражение в изменениях морфологии поверхности излома: мелкозубчатый рельеф на довольно коротком промежутке возрастает и переходит в крупные зубцы и соответствующие им на противоположном отломке западения. Дно последних нередко переходит в косо продольную трещину.

Зубцы имеют некоторый наклон по ходу распространения разрушения. Такая геометрическая асимметрия зубцов и обеспечивает так называемый признак замка, установленный Г.Т. Бугуевым. При фрактографическом исследовании поверхности зубцов обнаруживаются доказательства срезывающих деформаций в виде микроскопических беспорядочно расположенных очагов террасовидно разорванных костных пластинок. Следует заметить, что в соответствии с различным направлением сдвиговых деформаций, под влиянием которых формируются зубцы, направление названных террас на их поверхности неодинаково.

На поверхности зубца, обращенного к разрывной зоне, ступеньки террасы сбегают к его вершине. На стороне, обращенной к зоне долома – от вершины к основанию.

Фрактографическая диагностика направления сдвиговых деформаций приобретает исключительно важное значение при анализе природы формирования костного фрагмента.

В большинстве случаев при изгибе длинной трубчатой кости в поперечном направлении на ее вогнутой стороне образуется фрагмент, имеющий в профиль треугольное очертание.

Наряду с этим известны так же случаи, когда подобного рода фрагмент кости образуется на стороне диафиза, подвергавшегося растягивающим деформациям. Такой костный фрагмент, описанный В.Э. Янковским, по своим очертаниям (в профиль) приближается к треугольнику и получил наименование «ложного треугольного отломка».

Дифференциальная диагностика макроскопическим путем между указанными выше фрагментами бывает исключительно затруднительной. Ошибка же в направлении внешнего воздействия, как не трудно догадаться, составит 180°.

Костный «ложный» треугольный фрагмент, как установлено, формируется в силу физических особенностей кости, - последняя обладает повышенной хрупкостью и ломкостью. Костный фрагмент на стороне растяжения возникает из-за своеобразного скола. На поверхности излома обнаруживаются морфологические доказательства разрывных и срезывающих деформаций («ручейки» «канавки» «Ступеньки» и т.д.), указывающих на направление траектории развития разрушения – от концов костного фрагмента к его середине

Костный фрагмент, образовавшийся на «вогнутой» стороне кости вследствие ее изгиба формируется под воздействием касательных напряжений, т.е. среза в «чистом» виде. Фрактографические исследования свидетельствуют о том, что разрушение (траектория излома) имеет направление от середины фрагмента к его концам.

Зона сдвига на поверхности излома плоской кости представляется более мономорфной в силу ее геометрических и конструкционных особенностей (деформация и разрушение подобны изогнутой пластине).

При единичном переломе (трещине) костей свода черепа нередко устанавливается, что протяженность сдвиговых разрушений по отношению к разрывной площадке неодинакова, - один конец перелома оказывается значительно длиннее другого. Такое конструкционное разрушение стоит в полном соответствии с вектором основных силовых напряжений и отражает направление преимущественного внешнего воздействия. Так, при зарождении и формировании разрывной площадки в теменной кости в одних случаях трещина (перелом) распространяется преимущественно на свод, в других – на основание. Это дает возможность локализовать точку приложения внешнего воздействия при конструкционном разрушении: выше (в первом случае) или ниже (во втором варианте) по отношению к месту первоначального разрыва кости.

Фрактографический анализ поверхности излома в зоне сдвига устанавливает направление смещения костных отломков, образующих линию перелома.

Поверхности изломов плоских костей из-за деформации сдвига имеют специфические признаки, которых не обнаруживают при разрушениях от «вклинения» (разрыва) и т.п. В.О. Плаксин показал, что в случаях оскольчатых переломов костей свода черепа исследованию подлежат поверхности всех изломов у каждого фрагмента. Это позволяет устанавливать характер деформации на всех участках, а в совокупности – по периметру для отдельного фрагмента и

конкретного сегмента черепа. Прекрасной иллюстрацией служит комплекс повреждений, возникающих в костях свода черепа при огнестрельном повреждении.

В месте непосредственного контакта пули с костью последняя разрушается дроблением, а по краям контакта – вследствие срезывающих деформаций.

Внедрение пули в толщу плоской кости сопровождается ударным распором, в результате чего формируются меридиональные трещины от разрыва (растягивающие деформации). Почти одномоментно возникают и концентрические трещины (переломы) из-за сдвиговых напряжений. Таким образом, «паутинообразный» перелом от огнестрельного повреждения и по своему генезу, и по морфологическим свойствам поверхности изломов коренным образом отличается от одноименного перелома, возникшего от действия тупого твердого предмета.

Зона долома. (зона окончательного разрушения кости перед разъединением отломков; конец перелома). Эта заключительная стадия разрушения с фрактографических позиций изучена в наименьшей степени. Отмечено, что незрелая кость в подростковом и юношеском периодах нередко заканчивает свое разрушение своеобразным «отщипом»: отслоением и отрывом части кортикального вещества. Особенно характерны такого рода морфологические проявления при переломах губчатых костей, таких как ребра и таз (даже у взрослых индивидуумов). Как правило, дефект вследствие «отщипа» образуется на менее мобильном отломке, а «козырек» - на конце более подвижного, смещающегося в момент травмы отломка.

Довольно типичным и в значительной мере характерным является рисунок поверхности излома компактного вещества кости при ротационных деформациях. Разрушение кости при этом, как было указано, происходит в результате сдвига, с образованием соответствующего этому виду повреждения не только траектории перелома, но и микрорельефа поверхности излома. Следует заметить, что при внешнем воздействии тупых твердых предметов и возникновении вследствие этого в костях сложных видов деформаций, такие сочетания как изгиб и кручение встречаются наиболее часто. Превалирование одного из них нередко определяет степень «крутизны» винтообразного участка перелома. Естественно, что в этих условиях только фрактографические исследования поверхности излома помогают диагностировать характер и особенности деформаций, вызвавших перелом кости.

При образовании трещин в плоских костях свода черепа (при отсутствии переломов) также рекомендуется исследовать, поверхности, образующие трещину. Для этого необходимо выпилить участок кости, содержащий наибольшую часть длины трещины. Края трещины маркируют, и после разъема отломков исследуют поверхность излома.

Как известно, при повторной травматизации нередко отломки кости могут вступать в контакт, а поверхность первично образовавшегося излома получает дополнительные повреждения (очаговое выкрашивание края излома, расщепление компактной пластинки и смятие губчатого вещества и т.д.). Однако и в этих случаях, наряду с признаками «эффекта вклинивания» (Б.А. Саркисян,

В.А. Клевно, Д.Т. Бугуев), хорошо выявляются морфологические признаки деформаций, сформровавших переломов при первоначальном внешнем воздействии.

Втех же случаях, когда противостоящие отломки вступают между собой

вконтакт длительное время и при этом осуществляются постоянные дислокации в том или ином объеме, поверхности изломов как бы «зашлифовываются», становятся гладкими, края излома истончаются, делаются ровными. Все морфологические признаки бывших деформаций уничтожаются. Так бывает при переломах ребер, если пострадавший жил несколько часов после причинения травмы.

Втой или иной степени «зашлифовывание» поверхности изломов ребер происходит и при производстве искусственного дыхания (50-100 смещений и более).

Подобные явления наблюдаются и в случаях переломов отдельных костей таза при ходьбе, ключицы – при движении плеча и т.д.

Таким образом, обнаружение признаков длительного контакта отломков костей с их циклическим смещением в зоне перелома приобретает важное диагностическое значение при оценке событий после причинения травмы (производство искусственного дыхания, продолжительность жизни, перемещение на определенное расстояние и т.д.).

Приведенные в работе механизмы травмы и их морфологическое выражение конечно далеко не охватывает всех случаев переломов от действия тупых твердых предметов. Были изложены в сокращенном виде лишь основные принципы анализа и диагностики механизмов переломов с позиций учения о сопротивлении материалов с элементами фрактологии. Автор надеется, что приведенные данные будут полезны врачу-эксперту на начальном этапе изучения морфологии переломов и помогут приобрести соответствующие навыки.

Таблица 1. Стр. 117.

Разрушающая нагрузка для длинных трубчатых костей

Таблица 2 стр. 143.

Зависимость типов деформаций и разрушений от некоторых свойств предмета (ТП) и видов его воздействия