6 курс / Гастроэнтерология / Механика_и_морфология_переломов_В_Н_Крюков

ПОВРЕЖДЕНИЯ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ

Среди повреждений, причиняемых тупыми твердыми предметами, травма грудной клетки составляет, по данным разных авторов, от 14 до 21,4% [Бугуев Г.Т., 1969, и др.].

Грудная клетка – сложной анатомический комплекс костей, неодинаковых как по строению, так и по функциональному назначению и прочностным характеристикам. При воздействии на грудную клетку в процесс травматизации, помимо ребер, вовлекаются лопатки, грудной отдел позвоночника, грудина и ключица [Бачу Г.С., 1970].

Гибкость и эластичность ребер, обусловленные их анатомическим строением в связи с функциональными особенностями, определяют довольно высокую устойчивость к внешним воздействиям, что достигается аркообразной конфигурацией – одной из наиболее прочных конструкционных форм.

Ребра особенно эластичны в молодом возрасте. Известно классическое исследование Мессерера, который в эксперименте на трупе путем постепенного нагружения передней грудной стенки, добился состояния, при котором грудина упиралась в позвоночник, при этом ребра оставались целыми. Этот эксперимент впоследствии неоднократно повторялся многими исследователями.

Переломы ребер при травме груди встречаются неодинаково часто и зависят от анатомических особенностей строения грудной клетки вообще (например, большая защищенность плечевым поясом верхнего отдела, большая подвижность ХI – ХII ребер и др.). Следует указать, что и при однотипных внешних воздействиях переломы одних и тех же ребер возникают неодинаково часто и локализуются по разным линиям. Конфигурация грудной клетки, как показали целенаправленные исследования, оказывает значительное влияние на локализацию переломов ребер при воздействии предметами с широкой давящей поверхностью. При прочих равных условиях форма грудной клетки, как и следовало предполагать, в известной степени определяет и ее прочность. Сопротивляемость грудной клетки внешним воздействиям оказывается неодинаковой в зависимости от пола и возраста.

Прочность грудной клетки и механизмы ее деформации зависят от характера и особенностей силовых напряжений, возникающих в составных структурных элементах – «реберных кольцах», объединенных между собой грудиной и позвоночником, а также мощным мышечным и связочным каркасом. Морфология же повреждений ребер складывается из совокупности особенностей их строения и условий травматизации. Известно, что при сильном сокращении мышц грудная клетка способна выдерживать нагрузки, которые в других условиях вызывают переломы.

Ребро на своем протяжении имеет сечения различного профиля, который меняется от эллипсовидного в передних отделах до многогранного и округлого

– в задних отделах. Балочное строение губчатого вещества на поперечном разрезе образует своеобразную тубулярную сеть в продольном направлении. В совокупности с компактным веществом поверхностных слоев тубулярная сеть образует многоэлементную конструкцию, выполненную в форме арки неравно-

мерного сечения. Прочность ребра на своем протяжении неравномерна, что связано и с их функциональным различием. Значительны и индивидуальные колебания прочности ребер: они составили от 2 до 10 Дж по средней ключичной линии, от 2,4 до 13,7 Дж по средней подмышечной линии и от 2,6 до 17,0 Дж по лопаточной линии.

Весьма велики колебания устойчивости на ударную нагрузку и грудины: от 11,7 до 70 Дж в области рукоятки, от 9,8 до 48,5 Дж в верхней трети, от 8,2 до 24,5 Дж в средней и 7 - 24,5 Дж в нижней трети.

Совокупная прочность ребер и грудины еще не определяют прочности грудной клетки в целом, которая может варьировать в очень широких пределах и выдерживать статическую нагрузку от 700 Н до 7000 Н при сдавлении в переднезаднем направлении.

Другими факторами, определяющими степень устойчивости грудной клетки, являются пол и возраст; скелет грудной клетки женщин противостоит сдавлению (как и грудные клетки лиц пожилого возраста обоего пола) значительно в меньшей степени, чем мужские.

Биомеханика сжатия грудной клетки в переднезаднем направлении сводится к уменьшению переднезаднего и увеличению поперечного размера. Увеличивается естественный изгиб ребер в передних и особенно в средних отделах, что обусловливает на наружной пластинке ребер этих отделов концентрацию растягивающих напряжений. Эти напряжения ориентированы в направлении длинной оси ребер.

В задних отделах ребра разгибаются, поэтому растягивающие усилия локализуются на внутренней пластинке. Наклонное положение ребер определяет при сдавлении опускание передних отделов, что приводит к своеобразной ротации ребер в заднебоковых отделах. Главные растягивающие напряжения в боковых и задних отделах (особенно по лопаточной линии) отклоняются от продольной оси ребра на 45 - 65°.

Топография максимальных растягивающих напряжений на наружной пластинке ребер в значительной степени зависит от формы грудной клетки.

Как известно, среди грудных клеток по их формам на основании анатомических (конструкционных) признаков можно выделить как минимум три группы.

Форма грудной клетки определяется путем расчета индекса по формуле, предложенной А.М. Кашулиным (1974):

Игк =(L/(а·b))·100%,

где Игк – индекс грудной клетки; l –длина грудной клетки (расстояние между верхним краем 1 ребра и самой выступающей точкой реберной дуги); а – переднезадний размер (измеряется между оститстыми отростками VI-VIII грудного позвонка и нижней трети тела грудины); b – поперечный размер (измеряется на этом же уровне между выступающими точками боковой поверхности грудной клетки).

Крайними формами грудной клетки являются плоская (тип А, индекс: 7,0-6,1) и коническая (тип В, индекс: 5,0-4,0), а промежуточной – цилиндрическая (тип Б, индекс: 6,0-5,1).

оборот, имея сведения о локализации переломов и направлении внешнего воздействия можно устанавливать форму грудной клетки независимо от степени разрушения ребер. Кроме этого, возможен и третий вариант: если известны форма грудной клетки и локализация переломов ребер, то нетрудно установить направление внешнего воздействия. Все эти данные имеют важное судебномедицинское значение.

Например, прогнозирование локализации переломов в определенных условиях компрессии грудной клетки может быть решающим при конструировании различных индивидуальных защитных средств и приспособлений.

Следует заметить, что «сгибательные» переломы ребер следует рассматривать как конструкционные разрушения, в то время как «разгибательные» могут быть как конструкционными, так и локальными.

Сдавление грудной клетки так называемым ограниченным предметом (например коленом) приводит к формированию повреждений как в месте давления, так и на протяжении, а при переднезаднем направлении компрессии – к дополнительным симметричным переломам ребер. Продолжающаяся компрессия обуславливает последующую травматизацию ребер по другим линиям вследствие их разгибания.

Многочисленные исследования грудной клетки показывают, что при ее сдавлении переломы ребер иногда образуются не только на протяжении, но и в месте воздействия. В то же время при ударе тупым предметом нарушение целости ребер возникает преимущественно в месте удара, а не на протяжении.

Помимо локализации переломов ребер, при травме грудной клетки для установления механизмов их происхождения очень важно подвергнуть анализу морфологию переломов. Констатация только локализации переломов не дает веских оснований для окончательного суждения о механизмах их происхождения.

Как было уже указано, при сдавлении в переднезаднем направлении увеличивается естественный изгиб ребра, что приводит к появлению в ребре сжимающих и растягивающих напряжений определенной топографии. Возникающий перелом ребра всегда локализуется на некотором расстоянии от места воздействия. Неравномерный профиль сечения ребра на протяжении, неодинаковая прочность в разных отделах и меняющаяся конфигурация приводит к тому, что расстояние между местом воздействия и наибольшим изгибом ребра всякий раз оказывается неодинаковым. Обычно центр изгиба превышает расстояние одной четвертой длины хорды от центра давления, что обусловливает появление деформации кручения, которая наиболее четко выражена в задних отделах ребер.

Увеличение естественного изгиба ребра в передних отделах формирует разрыв наружной костной пластинки в поперечном (по отношению к длиннику ребра) направлении. Линия перелома ровная или мелкозубчатая из-за неравномерности микроструктуры костного вещества, сориентированного преимущественно в продольном направлении. Края плоскости перелома наружной костной пластинки отвесные с элементами «выдергивания».

Компактное вещество внутренней пластинки ребра за счет развития срезывающих усилий разрушается в стороне от проекции линии перелома наружной пластинки, образуя своеобразный скос по типу черепичного наложения (отщип). Вследствие неравномерности микроструктуры и слоистого строения компакты внутренней пластинки контур линии перелома оказывается в виде ломаной линии с образованием крупных зубцов. Возможно раздвоение линии перелома и образование ромбовидного отломка (по типу повреждения длинной трубчатой кости при сгибе). Отломки ребер по отношению друг к другу располагается под углом, открытым во внутрь, т.е. в сторону грудной полости.

Сопоставление отломков по плоскости перелома обнаруживает еще одно свойство своеобразного «замка». Отломки легко, без всяких усилий смещаются относительно друг друга в сторону внутренней пластинки, повторяя траекторию дислокации в момент перелома. Смещение отломков в сторону наружной пластинки встречает сопротивление за счет сцепления зубцов плоскости перелома в области губчатого вещества и внутренней пластинки. Этот феномен проявляется при анализе переломов от изгиба и на других костях [Бугуев Г.Т., 1969].

Такие переломы ребер получили наименование в судебно-медицинской литературе «непрямых» или отдаленных, поскольку они возникают не в месте воздействия механической силы, а на протяжении ребра.

При ударе тупым предметом (это можно наблюдать и в случаях давления ограниченным предметом) возникает локальная деформация ребра, связанная с его разгибанием. Внешнее воздействие, превышающее пределы упругой де-

формации ребра, формирует локальный перелом. Ровная поперечно ориентированная линия перелома в этих случаях наблюдается на внутренней пластинке, а крупная зубчатость, включая и выкрашивание края излом или образование осколка, - на наружной пластинке. Отломки образуют между собою угол, открытый наружу. Признак «замка» – обратный вышеописанному. Названные переломы в судебно-медицинской литературе обозначаются как прямые разгибательные или местные.

В случаях массивного сдавления, помимо первично возникших сгибательных переломов, могут возникать и вторичные разгибательные переломы вследствие продолжающегося переразгибания ранее образовавшихся отломков ребер. Эти переломы имеют все признаки прямых разгибательных переломов, хотя в литературе обозначаются как непрямые разгибательные. Дифференцирующих надежных отличий их друг от друга не имеется.

Во избежание возможных неточностей в диагностике и путанице в терминологии при описании переломов мы предлагаем характеризовать переломы ребер в соответствии с механизмами их происхождения, исключив такие термины как «прямой» и «непрямой», а обозначать переломы просто как «сгибательный» или «разгибательный», т.е. применительно к форме (кривизне) ребра и направлению внешних усилий.

Были проверены на большом экспертном материале и в настоящее время получили применение в практике признаки переломов ребер, описанные В.Н. Крюковым и М.М. Кузьминым (1965) и Г.Т. Бугуевым (1969).

Как было указано выше, при сдавлении в переднезаднем направлении ребра испытывают не только деформацию сгибания, но и кручения, что обусловливает возникновение винтообразных переломов по лопаточной или околопозвоночной линиям. Изучение винтообразной части линии перелома, как и в случаях переломов длинных трубчатых костей*, позволяет устанавливать направление ротации ребра. Иными словами, общие закономерности деформации костей приложимы ко всему скелету.

*См. 4-ю главу.

В переднебоковых отделах грудной клетки при травме тупыми предметами встречаются неполные переломы ребер, т.е. разрушение (перелом) одной пластинки при видимой целости противоположной. Явления подобной деформации характерны для тонкостенных цилиндров (трубок) в связи с потерей устойчивости и переходом от упругого равновесия при критических нагрузках к упругой неустойчивости. При уплощенной форме поперечного сечения ребра возникает деформация в форме желобоватого углубления, а при относительно выпуклой – в виде валикообразного вспучивания. И та, и другая деформация формируется на пластинке ребра, которая испытывает сжатие. Пластинка, подвергающаяся растяжению, макроскопически оказывается неповрежденной. За счет своеобразия сечения ребра (плоскоцилиндрическая форма) во всех случаях можно выявлять продольные трещины (иногда микроскопические) по верхнему и нижнему краям ребер вследствие деформации среза (скольжения одного слоя компактной пластинки по отношению к другому). Продольные трещины могут

сгибательных – II-IX по околопозвоночной или III-IX ребра по лопаточной линиям.

На грудной клетке цилиндрической формы (тип Б) возникают сгибательные переломы I-IX ребра по околопозвоночной или VI-X – по лопаточной линиям, а так же разгибательные переломы II-VIII ребра по средней или III-VII по задней подмышечной линиям.

Сдавление грудной клетки конической формы (тип В) образует в основном сгибательные переломы III-Х ребра по околопозвоночной или II-VIII по лопаточной линиям, а так же разгибательные переломы II-VIII ребра по средней подмышечной или III-VII по передней подмышечной линиям.

Таким образом, компрессия грудной клетки в боковом направлении вызывает одновременное формирование отдаленных (преимущественно) и локальных (реже) переломов.

Повторное сдавление грудной клетки в переднезаднем направлении изменяет взаимное расположение отломков и вызывает их дополнительную травму в области первичных разгибательных переломов на внутренней пластинке, а в зоне сгибательных – на наружной. В результате повторного сдавления происходит формирование сгибательных (первично не сломанных ребер) и разгибательных переломов (преимущественно по лопаточной – заднеподмышечной линиям).

При повторном сдавлении грудной клетки плоской формы возникают переломы уцелевших от первичного воздействия ребер: II-IX ребра по средней подмышечной или II-VI – по передней подмышечной линии, а также разгибательные переломы V-VI ребер по околопозвоночной линии.

Вторичное сдавление грудной клетки цилиндрической формы вызывает образование главным образом сгибательных переломов II-VII ребер средней подмышечной или I-V – по передней подмышечной линиям, а также разгибательных переломов III-VII ребра по околопозвоночной линии.

Повторное сдавление грудной клетки конической формы в переднезаднем направлении характеризуется формированием преимущественно сгибательных переломов II-VII ребра по средней подмышечной или II-VII по передней подмышечной или VII-IX – по срединноключичной линиям.

Несколько иная закономерность в локализации переломов ребер наблюдается при комбинированной травме грудной клетки (удар с последующим сдавлением в перпендикулярном направлении).

Первичный удар тупым предметом в область боковой поверхности грудной клетки формирует, как правило, разгибательные переломы одного или двух

– трех рядом расположенных ребер. Последующее сдавление в переднезаднем направлении ведет к разгибанию отломков первичного перелома и дополнительной травме их краев в зоне внутренней пластинки. Наряду с этим продолжающееся увеличение нагрузки приводит к дополнительному разрушению костей ткани в области первичных переломов, а вслед за ним возникают переломы с противоположной стороны по одноименной линии.

При нанесении ударов по передней или задней поверхности груди возникают разгибательные (локальные) переломы в зоне приложения силы. Вторич-

ное сдавление грудной клетки в боковом направлении вызывает разгибание ребер, в результате чего происходит вклинивание образовавшихся при первичном воздействии отломков друг в друга и повторную травму их концов, особенно внутренней пластинки. Дальнейшее разгибание реберных арок приводит к разгибательным переломам в боковых отделах, а также сгибательным конструкционным переломам, преимущественно в задних отделах первично неповрежденных ребер.

Втех случаях, когда последующее сдавление грудной клетки направлено со стороны первично поврежденной половины грудной клетки, вторичные сгибательные переломы (по лопаточной и околопозвоночной линиям) в ⅔ всех случаев возникают на неповрежденной стороне грудной клетки.

По средней подмышечной линии повторные переломы локализуются преимущественно на ранее поврежденной стороне и только в 20% случаев на неповрежденной стороне.

Таким образом, локализация перелома ребер при двукратном сдавлении зависит от сочетания направлений внешних воздействий и формы грудной клетки.

Комбинированная травма не выявляет существенного влияния формы грудной клетки на локализацию переломов.

При анализе множественных двусторонних переломов необходимо учитывать не только локализацию переломов, но и расположение признаков сжатия и растяжения, а также признаков повторной травмы.

Сопоставление характера переломов (сгибательный, разгибательный), расположение признаков повторной травмы с локализацией первичных и повторных переломов позволяют определять последовательность их образования

иустанавливать направление сдавлений в случаях двукратного сжатия и комбинации удара и сдавления.

Повторное воздействие в поперечном направлении по отношению к первоначальному всегда вызывает смещение ранее образовавшихся отломков ребер. Прежде всего изменяется противостояние отломков: углы отломков, открытие внутрь, становятся открытыми наружу. Процесс перемещения отломков по плоскости перелома вызывает явления дополнительного разрушения, которое значительно, а иногда даже полностью видоизменяет морфологию первоначального перелома. Вклинивание отломков в области первично возникшей плоскости перелома дополнительно разрушают наружную и внутреннюю пластинки ребер; при их сопоставлении плоскости переломов не совмещаются.

Вслучаях комбинации удара с последующим сдавлением (или наоборот) оказывается возможным выявить признаки дополнительного разрушения в концах отломков тех переломов, которые возникли при первичном воздействии. Более того, явления дополнительного повреждения на плоскости излома первичных переломов появляются и в тех случаях, когда повторная нагрузка вызвала деформацию грудной клетки без переломов ребер (удар или сдавление). В этом случае удается констатировать сам факт повторного воздействия на грудную клетку [Бугуев Д.Т., 1980; Клевно В.А., 1980], что очень важно для решения вопроса о кратности насильственного (механического) воздействия.