Особенности переломов шейного отдела позвоночника в зависимости от его биомеханических свойств при некоторых видах травмы

/ Крюков В.Н. Плаксин В.О.  // Судебно-медицинская экспертиза. — 1977 — №4. — С. 10-12.

Крюков В.Н., Плаксин В.О. Особенности переломов шейного отдела позвоночника в зависимости от его биомеханических свойств при некоторых видах травмы

Кафедра судебной медицины (зав. — проф. В.Н. Крюков) Алтайского медицинского института, Барнаул

УДК 616.711.1-001.5-092

Особенности переломов шейного отдела позвоночника в зависимости от его биомеханических свойств при некоторых видах травмы. Крюков В.Н., Плаксин В.О. Суд.-мед. эксперт., 1977, № 4, с. 10-12.

В эксперименте изучены особенности повреждений шейного отдела позвоночника при падении с высоты на голову в зависимости от расположения точки соударения, формы черепа, длины шейного отдела и его положения в момент травмы. Выяснены морфологические признаки «прямой» и «непрямой» травм позвоночника. Полученные результаты могут быть использованы при проведении экспертиз.

 

CHARACTERISTICS OF THE FRACTURES OF THE CERVICAL SPINE RELATED TO ITS BIOMECHANICAL PROPERTIES IN SOME CASES OF INJURY

V. N. Kryukov, V. 0. Plaksin

Cases of precipitation with head foremost were studied experimentally. Characteristic features depending on the site of impact, form of the scull and length of the neck were observed. The results may be useful in practic casework.

ссылка на эту страницу

В судебно-медицинской и травматологической литературе имеется много работ, посвященных повреждениям позвоночника, в частности его шейного отдела. Переломы шейного отдела позвоночника встречаются при ударах тупыми предметами, при транспортной травме, падениях с высоты и т. д. Однако в большинстве приведенных работ авторы не учитывали биомеханические свойства позвоночника, в связи с чем рекомендации в отношении установления механизма травмы оказались неполными.

Поэтому задачей нашей работы было изучение биомеханических свойств шейного отдела позвоночника, выяснение закономерностей формирования переломов в зависимости от вида внешнего воздействия, положения тела и отдельных его частей в момент травмы, а также установления морфологических признаков переломов, характеризующих конкретный механизм. Для этого использовали комплекс методов: морфологический, электротензометрический, морфометрический, непосредственной микроскопии и эксперименты на биоманекенах.

Исходным положением считали, что позвоночник является кинематической цепью с большим количеством степеней свободы.

Известно, что топография силовых напряжений при внешнем воздействии на анатомические отделы, состоящие из комплекса костей, зависит не только от строения и свойств костной ткани, но и от геометрической формы всего объекта.

При продольном воздействии самыми напряженными участками в шейном отделе, по данным электротензометрии, являются верхние и нижние позвонки. При возрастании нагрузки увеличивается шейный лордоз и наибольшее напряжение перемещается в область тел пятого и шестого позвонков, а также остистых отростков С2,3,5.

Изменение положения шейного отдела приводит к изменению топографии напряжений.

Так, при разгибательном положении наибольшее напряжение приходится на тела позвоночников С4,5,6 и на остистые отростки С3,4.

В тех же условиях, но при сгибательном положении позвоночника напряжения концентрируются преимущественно в его нижнем отделе на передней поверхности тел позвонков.

В момент действия силы по оси позвоночника тела позвонков и отдельные их фрагменты испытывают сложное сочетание различных видов деформации. Позвоночный столб в результате этого воздействия изменяет свое первоначальное положение и теряет динамическую устойчивость. Известно, что потеря устойчивости в большей степени развивается в тех стержневых конструкциях, которые имеют наибольшую длину

Если шейный отдел позвоночника рассматривать с точки зрения учения о сопротивлении материалов как стержень с точкой фиксации в области грудного позвонка, то для определения критической силы, деформирующей исследуемый объект, можно использовать формулу Эйлера:

где Е — модуль упругости, который характеризует свойства материала объекта; I — момент инерции сечения, квалифицирующий прочность стержня как геометрическую характеристику относительно какой-либо оси; l — длина стержня.

Из формулы следует, что с увеличением длины критическая сила возрастает по квадратичным законам.

Таким образом, следовало ожидать, что с увеличением длины шейного отдела позвоночника критическая сила, необходимая для его разрушения, будет уменьшаться пропорционально квадрату его длины.

Длина шейного отдела позвоночника в наших наблюдениях колебалась от 11 до 17 см. .

Установили, что с возрастанием длины шейного отдела напряженность увеличивается именно в тех участках, в которых и ранее концентрировались напряжения. Наибольшая величина силовых напряжений зарегистрирована в комплексах с длиной более 13 см, т. е. более длинный шейный отдел требует для нарушения его целости меньше энергии, чем короткий.

Для выяснения закономерностей образования переломов шейного отдела, обусловенных падением на голову с высоты, провели эксперименты на биоманекенах. Высота падения была постоянной. Перед соударением голове придавали различные, но строго определенные положения, соответствующие сгибательному, разгибательному и боковому положениям позвоночника. Учитывали также такие индивидуальные особенности: форму черепа и длину шейного отдела позвоночника.

Эксперименты позволили выявить закономерную зависимость повреждений черепа и позвоночника от формы черепа и длины шейного отдела.

Поскольку череп соединен с позвоночником шарнирно, то смещение черепа относительно позвоночника невелико. Это способствует тому, что сила, действующая на стержень с определенным эксцентриситетом, вызывает потерю устойчивости. С другой стороны, оказалось, что при черепах неодинаковой формы возникает различной степени эксцентриситет. Более значительно это выражено при долихоцефалической форме. Если с долихоцефалической формой черепа сочетается большая длина шейного отдела, то изгибающий момент резко возрастает.

Таким образом, в работе удара (при падении с высоты на голову) одномоментно участвуют две деформируемые системы: череп и позвоночник. Разрушение одной из этих систем оказывает определенное амортизирующее влияние на другую систему.

При брахицефалической форме черепа (при любом положении головы) с длиной шейного отдела до 13 см отмечались переломы костей свода и основания черепа, которые всегда были обширны и локализовались на своде в зоне соударения, а на основании распространялись на 2, а иногда и 3 черепно-мозговые ямки.

Аналогичную картину отмечали в экспериментах с долихо- и мезоцефалической формами черепа и длиной шейного отдела до 13 см.

Если длина шейного отдела позвоночника превышала 13 см, то при брахицефалической форме черепа повреждения локализовались именно в шейном отделе, а при долихо- и мезоцефалической формах наряду с повреждениями позвоночника возникали строго локальные переломы костей свода черепа в точках соударения с покрытием, редко переходящие на основание.

Если местом соударения были теменные области, то в момент удара возникало незначительное сгибание головы кпереди и сгибающий момент передавался на верхние шейные позвонки. При большой кинетической энергии происходил отрыв тела второго шейного позвонка от его дуги. Линия перелома располагалась вертикально в поперечном направлении.

В тех случаях, когда местом соударения была лобная или затылочная область, происходило превышение физиологического изгиба в атланто-аксиальном сочленении, в результате чего возникал перелом зубовидного отростка.

При соударении с лобной областью отмечены следующие повреждения: кровоизлияния в мягких тканях головы в области соударения, разрыв передней продольной связки в средней части шейного отдела, разрывы межостистых связок на уровне С4,5. Костные повреждения были локализованы в нижней части шейного отдела позвоночника на уровне С5,6. Переломы были отрывными, располагались в области каудальной пластинки и сопровождались повреждениями в области передненижнего угла С5,6. Отмечались также двусторонние переломы дужек на уровне C4,5,6. Линии переломов были мелкозубчатые и располагались вертикально относительно оси позвоночника. В большинстве случаев отмечена компрессия спинного мозга.

При падении с высоты на затылочную область наиболее часто формировались компрессионные переломы передней поверхности тел нижних шейных позвонков. В первую очередь травмировались верхние замыкательные пластинки. Характерно возникновение вертикальных переломов С3,4, которые могут являться дифференциальным признаком.

При боковом положении головы (место соударения — теменно-височная область) возникали разрывы суставных капсул на стороне соударения. Переломы позвоночника отмечались на уровне позвонков С3,4. Повреждения локализовались в месте соединения тела позвонка с дужкой и были односторонними. Механизм этих повреждений можно представить следующим образом: при боковом положении позвоночника вышележащий позвонок как бы вклинивается в нижележащий, вследствие чего на нижней поверхности дужки возникают силы сжатия, а на верхней — растяжение. Эти виды переломов всегда сопровождаются повреждением вещества спинного мозга.

Эксперименты на биоманекенах для выяснения морфологических признаков «прямой» травмы показали, что при ударах сзади повреждались остистые отростки и дужки, сбоку — остистые и поперечные отростки.

Повреждения остистых отростков чаще отмечались в области С5,6,7, а поперечных отростков — в позвонках С4,5. Переломы остистых отростков имели признаки, характеризующие их происхождение от прямого сгибания: линия перелома была мелкозубчатой, а на нижней пластинке образовывалась зона выкрашивания.

Полученные данные подтвердились при проведении практических экспертиз и в клинических наблюдениях.

Таким образом, на основании анализа характера повреждений, локализации и вида переломов с учетом особенностей анатомического строения черепа и шейного отдела позвоночника можно не только устанавливать вид травмы, но и детализировать положение тела при падении с высоты.

похожие статьи

Судебно-медицинская диагностика механизмов диафизарных переломов длинных трубчатых костей при падении с высоты / Бежкинева А.Р., Бахметьев В.И., Кирилов В.А. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №1. — С. 23-26.

Случай падения с высоты при выполнении прыжка с парашютом / Десятников К.А., Евдокимов П.В. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2017. — №16. — С. 24-27.

Морфологические особенности и механизм формирования повреждений при падении с высотного здания / Кулинкович К.Ю., Куценко К.И. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2017. — №1. — С. 36-38.

Случай “нетравматической” смерти при падении с большой высоты на голову / Шадымов А.Б., Фоминых С.А. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2016. — №2. — С. 49-51.

Судебно-медицинские аспекты травмы от падения с высоты / Солохин А.А., Солохин Ю.А. — 1993.

Травматический разрыв интимы сонной артерии / Ермаков Е.А., Гудкова Т.В., Фролов В.В. // Судебная медицина. — 2017. — №1. — С. 44-47.

Случай травматического базального субарахноидального кровоизлияния при травме шеи / Руднева Н.С., Литвинович В.Г. // Судебная медицина. — 2017. — №2. — С. 37-40.

Судебно-медицинская оценка повреждений шейного отдела позвоночника у водителя и пассажира переднего сиденья современного легкового автомобиля при фронтальном столкновении / Пиголкин Ю.И., Дубровин И.А., Седых Е.П., Мосоян А.С. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2015. — №6. — С. 24-27.

Судебно-медицинская характеристика и оценка повреждений шеи при интубации / Корякина В.А., Мишин Е.С. // Судебно-медицинская экспертиза. — 2015. — №2. — С. 22-26.

Исследование устойчивости шейного отдела позвоночника к динамическим нагрузкам растяжения по оси / Громов А.П., Пырлина Н.П., Живодеров Н.Н., Проценков М.Г., Салтыкова О.Ф., Корженьянц В.А., Козловский А.П., Лебедев В.Н., Петренко С.А., Богуславская Т.Б., Щербин Л.А., Ступаков Г.П. // Судебно-медицинская экспертиза. — 1976. — №3. — С. 7-11.