Крюков В.Н. - Механизмы переломов костей

Для изучения характера и величины деформации фи­ зических тел в промышленности и машиностроении полу­ чили распространение в основном 4 метода исследо­ вания.

Рентгенологический метод, заключающийся в опреде­ лении напряжений непосредственным исследованием с помощью рентгеновского аппарата. Оптический метод, состоящий в регистрации напряжений поляризованным светом. Используется при работе с прозрачными моделя­ ми. Электротензометрический метод, представляющий собой измерение напряжений по деформации. Метод ла­ ковых покрытий, когда возникающие в исследуемом объ­ екте напряжения определяются по растрескиванию на­ несенной на объект пленки специального хрупкого лака. Ряд авторов использовали этот метод для изучения нап­ равлений при некоторых видах деформации в костной ткани (В. Е. Беленький, I960, 1961, 1965; Evans и др., 1948; Hirsch, Brdetti, 1956; Pouwels, 1951, и др.).

Главными достоинствами электротензометрического метода являются большая чувствительность, возмож­ ность всестороннего изучения работы самого сложного по своей конструкции объекта, измерение напряжений и деформаций в труднодоступных местах и др. (Б. А. Ав­ деев, 1952; И. А. Попов, 1955, и др.). Имея в своем рас­ поряжении соответствующую аппаратуру, мы могли при

электротензометрии ко­ стной ткани регистри­ ровать не только отно­ сительную деформа­ цию, но и судить о на­ пряжениях, отсчиты­ ваемых в килограммах на квадратный санти­ метр.

Датчики для элек­ тротензометрии накле­ ивали в 10 точках че­ репа (рис. 21), причем в каждом месте укреп­ ляли два взаимно пер­ пендикулярных датчи­ ка: в продольном ма-

Рнс. 21. Схема размещения датчиков правлении и в попсреч- (1—10) в различных точках черепа, ном (метод веерной ро.

42

зетки). Таким образом, все 10 точек (20 датчиков) распо­ лагались на костях черепа симметрично и почти на рав­ ном расстоянии друг от друга.

Датчики подключаются методом пайки к прибору, тензометрическая схема которого обеспечивает непосред­ ственное измерение напряжений при внешнем насилии в плоском напряженном состоянии сразу во всех измеряе­ мых точках. Принцип работы датчика заключается в том, что прочно соединенный с костью он повторяет все самые незначительные деформации, которые возникают в кост­ ной ткани при внешнем воздействии. Датчик состоит из

43

металлической проволоки диаметром около 25—30 мк, которая уложена петлями между двумя полосками бума­ ги. Длина петель определяет базу датчика. Деформация датчика приводит к изменению его омического сопротив­ ления, что служит мерой деформации исследуемого объекта и регистрируется аппаратом.

Схема прибора позволяет при неизвестных направле­ ниях главных напряжений измерить компоненты напря­ жений методом веерной розетки. Череп подвергался ис­ пытанию на машине УГ = 20/2 при нагрузках 15, 30, 45 и 60. кг, а развивающиеся при нагрузках напряжения в костях черепа в местах расположения датчиков регист­ рировались элекгротепзометрическим прибором. На ос­ новании полученных данных были изготовлены графики кривых напряжений в отдельных точках черепа при на­ грузках в различных направлениях (в вертикальном, фронтальном и сагиттальном).

При сдавлении черепа в в е р т и к а л ь н о м направ­ лении были зарегистрированы отрицательные силовые напряжения на некотором расстоянии от точки прило­ жения внешнего насилия (теменные кости). В месте не­ посредственного воздействия твердого тупого предмета наблюдалась концентрация положительных (сжимаю­ щих) напряжений. Участки, где костная ткань подвер­ галась сжатию, были локализованы в области теменных линий свода черепа, тела основной кости и чешуи лобной кости. Отрицательные (растягивающие) усилия наблю­ дались в области чешуи височной кости, чешуи заты­ лочной кости и по сагиттальному шву (рис. 22, а).

Как известно, кость прочнее на сжатие, чем на рас­ тяжение. При нагрузках, выходящих за пределы упругой деформации черепа, разрушения будут возникать в пер­ вую очередь в участках концентрации отрицательных напряжений, в данном случае — в области чешуи височ­ ной кости, по сагиттальному шву и в задней черепной ямке.

При сдавлении черепа в с а г и т т а л ь н о м направ­ лении (чешуя лобной кости — затылочный бугор) участ­ ки концентрации отрицательных напряжений были заре­ гистрированы в области стреловидного шва и ската ос­ новной кости. Такого же характера напряжения наблю­ дались и в чешуе затылочной кости по окружности от места приложения внешнего воздействия. Таким образом, наиболее критическими участками при этом механизме

44

деформации оказываются чешуя затылочнл! кости и ос­ новная кость (см. рис. 22, б).

Испытание черепа при сдавлении во ф р о н т а л ь н о м направлении показало, что его деформация характеризу­ ется развитием большинства сжимающих усилий. Наи­ более опасные напряжения в виде растягивающих сил концентрируются в месте приложения внешнего воздей­ ствия, но несколько ниже места действия повреждающего предмета. Такое неблагоприятное условие испытывает прежде всего чешуя височной кости (см. рис. 22, в).

Результаты, полученные при тензометрии черепа, поз­ воляют не только предвидеть возможные и наиболее ре­ альные пункты разрушения кости, но и наглядно иллюст­ рируют целесообразность наличия естественных костныч утолщений. Они располагаются в черепе так, что в зна­ чительной степени противодействуют развитию концен­ трации отрицательных (растягивающих) усилий и кач бы «перераспределяют» их.

Анализ данных, полученных при электротензометрии костей черепа, показывает, что череп, как сложный ком­ плекс плоских костей, подвергается деформации при внешней нагрузке в зависимости от его формы и строе­ ния, с одной стороны, и механизма внешнего воздейст­ вия — с другой. Изучение же топографии концентрации отрицательных напряжений позволяет достоверно обосно­ вывать характер и особенности разрушения костей чере­ па при травме твердыми тупыми предметами.

Повреждения черепа при вертикальном направлении внешнего воздействия

При ударе сверху плоским предметом с большой поверх­ ностью (с точкой приложения силы в области теменных бугров) возникает определенное соотношение напряже­ ний в пределах упругой деформации черепа. Нагрузка воспринимается костями свода черепа, как куполом, передается на основание и «замыкается» в области сус­ тавных отростков затылочной кости. Именно в этом пункте, как точке опоры, и возникает равное по силе, но обратно направленное противодействие.

Как нами было уже показано, отрицательное, т. е. разрывное, усилие коегь испытывает несколько нн^е сегмента, на который действует насилие, но выше точки опоры всего купола. При насилии, воздействующем па

45

Рис. 23. Схемы механизмов начальной стадии разрушения черепа при воздействии на его свод (а, б, в, г).

Р — направление внешнего воздействия; О — реакция точки опоры. Стрелка­ ми указаны основные усилия. Объяснение в тексте.

череп сверху, усилия на разрыв (в наибольшем его зна­ чении) будут концентрироваться в кольцевом направле­ нии по горизонтали, проведенной примерно через боль­ шой затылочный бугор. Именно по этой линии и распола­ гается кольцевое утолщение в черепе. Другое кольцевое

46

утолщение располагается вокруг большого затылочного отверстия, т. е. в области суставных отростков затылоч­ ной кости (иными словами, в точке опоры).

При насилиях, находящихся за пределами упругой деформации черепа, разрушение следует ожидать только в сегменте, расположенном между этими двумя «опорны­ ми» кольцами.

области, т. е. в задней черепной ямке, и локализуются ос-

ность — точка приложения силы при этом располагается против точки опоры. Поскольку эта точка оказывается не в проекции центра купола свода, а смещена несколько кзади, усилия со свода на основание передаются неравно­ мерно всеми участками.

Из рис. 23, б видно, что основные сжимающие усилия со свода на оснсвание передаются затылочной частью основного сагиттального утолщения, а наибольшие уси­ лия на разрыв развиваются в чешуе затылочной кости ниже затылочного бугра, т. е. ниже верхнего «опорного кольца. Следовательно, в этой части в первую очередь надо ожидать возникновение трещин, которые, как вид­ но из схемы, должны иметь продольное направление. После возникновения трещины в зависимости от величи­ ны внешнего насилия будут распространяться вниз, к большому затылочному отверстию, и вверх — в направ­ лении к затылочному бугру.

Исходя из степени выраженности утолщений нижнего «опорного» кольца (вокруг большого затылочного отвер­ стия) и верхнего (поперечная борозда затылочной кос­ ти • — пирамиды височных костей — основная кость), можно предположить, что нижнее «опорное» кольцо как более слабое разрушится в первую очередь. Если напря­ жения, развившиеся в чешуе затылочной кости, меньше прочности нижнего «опорного» кольца, тогда следует ожидать, что трещина может распространиться в нап­ равлении участков с меньшей прочностью и «обойти> большое затылочное отверстие.

Следовательно, при ударе в область теменных бугров твердым тупым предметом с широкой плоской поверхно­ стью типичным является возникновение продольной тре­ щины чешуи затылочном кости.

47

Чрезвычайно большая нагрузка может, конечно, вызвать разрушения и в точке приложения силы, однако это мы наблюдали при действии твердых предметов с относительно небольшой ударяющей поверх­ ностью.

Более типичным для мощного удара твердым тупым предметом с широкой ударяющей поверхностью следует считать возникновение одновременно нескольких корот­ ких (2—5 мм) продольных трещин затылочной кости, ко­ торая при этом как бы распадается на несколько фраг­ ментов. Последние под действием продолжающегося на­ силия ломаются в поперечном направлении. Образова­ ние поперечных переломов этих фрагментов происходит на одном или почти па одном уровне, они как бы соеди­ няются между собой и образуют кольцевидный перелом основания черепа. Кроме этого повреждения, возможно нарушение целости шейного отдела позвоночника в виде компрессионных переломсв. Подобные повреждения были неоднократно описаны в литературе (А. П. Алек­ сеев, 1957; В. И. Воскобойников, 1956; В. М. Зверев, 1929; А. М. Клушина и Н. Г. Кессель, 1935; В. И. Прозо­ ровский, 1961; С. Э. Циммерман, 1946; Helferich, Szabo, Gabor, 1942, и др.).

При смещении точки приложения удара твердым ту­ пым предметом с широкой ударяющей поверхностью кпереди резко меняются условия травмы. Передача уси­ лий со свода черепа на основание в этом случае будет осуществляться в основном передней частью основного сагиттального утолщения. В точке опоры основания — в области суставных отростков — возникает равное по силе и обратно направленное противодействие.

Как следует из схемы (рис. 23, а), наибольшие папряжения возникают в области ската затылочной кости, г. е. кпереди от большого затылочного отверстия. Осо­ бенностью этих напряжений является то, что скат заты­ лочной кости и тело основной кости испытывают де­ формацию на сгибание. Если действующее насилие по величине превышает прочность этого участка основания черепа, то следует ожидать возникновения поперечного перелома и, очевидно, в области соединения заты­ лочной кости с основной, как в менее прочном месте. Анализ практических экспертиз показывает, что такие переломы и встречаются при данных механизмах пов­ реждений.

48

(рис. 24). Распространяясь кзади, эта трещина может достигнуть сагиттального шва и вызвать его расхож­ дение.

Составляющая в вызывает более сложные взаимоот­ ношения напряжений в основании черепа. Ее действие вызывает реакцию опоры, равную по силе и обратную по направлению. Следует заметить, что передача усилии с лобной кости на основание в направлении к суставным отросткам затылочной кости происходит не равнозначно всеми отделами. «Переднее горизонтальное полукольцо», т. е. утолщение костей черепа, составленное малыми крыльями основной кости, турецким седлом и утолщения­ ми теменных костей, представляет собой как бы две ар­ ки, опирающиеся на турецкое седло, а в конечном сче­ те — на скат, с одной стороны, и на теменные кости — с другой. Амортизирующую роль этого образования от­ мечал и А. Н. Зебольд. Усилие, приложенное к лобной кости, будет передаваться в первую очередь через глаз­ ницу на основную кость.

При достаточной силе удара глазница и решетчатая кость, как наименее прочные отделы передней черепной ямки, должны в первую очередь подвергнуться разруше­ нию — образованию в них продольных трещин.

В качестве иллюстрации к изложенному приводим пример из экспертной практики.

Пострадавший Б., 25 лет, 17/П 1962 г. после получен­ ного им удара по голове был доставлен в больницу в бессознательном состоянии. Запаха алкоголя не опреде­ ляется. На лбу справа име­ ется кровоточащая рана длиной 6 см с неровными за­ грязненными краями. Других повреждений на голове не имеется. Из акта судебномедицинского исследования трупа следует: «На лбу спра­ ва имеется линейная рана с ровными краями, скреплен­ ная 7 шелковыми узловаты­ ми швами. Длина раны 6 см. Ниже рапы имеется ссадина,

5Q

тая бурой корочкой. В ок­ ружности век обоих глаз тёмно-синие кровоподтеки. В мягких тканях головы со­ ответственно кожным по­ вреждениям темно-красные кровоизлияния. Кости свода черепа целы. Имеется пере­ лом костей основания чере­ па. Линия перелома идет от лобной кости (справа от пе­ тушиного гребешка па 2 см) и продолжается через глаз­ ничную часть лобной кости до турецкого седла (рис. 25). В теменных областях голов­ ного мозга под мягкой обо­ лочкой обширные участки кровоизлияний темно-крас­ ного цвета. В боковых же­ лудочках сгустки крови и темно-красная жидкость.

существенное влияние на распространение трещин, ко­ торые, как правило, «обходят» его. Только очень резкое внешнее насилие способно вызвать разрушение этой си­ стемы утолщений и тогда трещина может распростра­ няться через него в заднюю черепную ямку. Тогда обыч­ но наблюдается поперечный перелом пирамидок височ­ ных костей.

Смещение точки приложения внешнего насилия впра­ во или влево от средней линии соответственно изменяет не только механизм повреждения, но и сам характер пе­ реломов костей основания черепа. Удар твердым пред­ метом с широкой поверхностью по голове спереди сбоку (в область лобного бурга справа или слева) вызывает преимущественное разрушение костей в передней череп­ ной ямке со стороны воздействия внешнего насилия. При

51