Экспертиза при переломе шейного отдела
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.
Источник
По материалам Киевского областного бюро судебномедицинской экспертизы мы изучили 78 случаев повреждений позвоночника при различных травмах. Общие данные сведены в таблицу. В 51 случае исследовали труп, в 27 — живого человека.
Сводная таблица повреждений позвоночника
| Причина | Обстоятельства | Число обследованных | Пол | Возраст (в годах) | Исследовано | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| М. | Ж. | трупы | живые лица | всего по причине повреждения | ||||
Падение с высоты | Прыжки в воду | 11 | 11 | 15—27 | 11 | |||
Падение: | ||||||||
с незначительной высоты | 9 | 6 | 3 | 30—76 | 8 | 1 | 30 | |
со значительной высоты | 10 | 6 | 4 | 18—78 | 9 | 1 | ||
Автомобильная травма | Падение из кабин, с подножки, из кузова грузовиков | 7 | 6 | 1 | 25—50 | 5 | 2 | |
Удар и наезд автомобиля | 19 | 12 | 7 | 24—70 | 7 | 12 | 32 | |
Травма пассажиров и водителя при столкновении автомобилей | 6 | 4 | 2 | 23—56 | 2 | 4 | ||
Трамвайная травма | 7 | 3 | 4 | 21—64 | 3 | 4 | 7 | |
Травма при ударе тяжелым предметом | Камни, ящики, бревна | 9 | 6 | 3 | 28—39 | 6 | 3 | 9 |
При уточнении механогенеза переломов позвоночника необходимо учитывать некоторые анатомо-физиологические особенности. Его неподвижная часть представлена крестцом, на таз распределяется тяжесть верхней части тела. Система изгибов подвижной части приспособлена к вертикальному положению тела. Поясничная часть, как гибкая дуга, поддерживает грудную клетку, образуя каузально пояснично-крестцовый угол, в среднем равный 130°. Сочленения и межпозвоночные образования обеспечивают необходимое равновесие в различных положениях. Давление тяжести туловища на диски придает позвоночнику гибкую напряженность, благоприятствующую его движениям. Направление и объем движений определяются межпозвонковыми суставами. Форма их в разных областях различна (см. рисунок) 1, и поэтому подвижность каждой области позвоночника имеет свой размах и направление. Кроме того, имеются и индивидуальные различия. Однако наиболее подвижны всегда шейная и поясничная области, наименее — грудная.
Конфигурация суставных отростков в подвижных областях позвоночника.
А — сбоку; Б — сверху; 1 — шейные позвонки; 2 — грудные; 3 — поясничные. Дуги и круги соответствуют наклону поперечных осей суставных отростков.
При сгибании грудной изгиб увеличивается, а поясничный сглаживается. Разгибание увеличивает поясничный и шейный изгибы и сглаживает грудной.
Рентгенологическое изучение позвоночника в движении показывает, что его изгибы не всегда совпадают с формами профилей тела, это в некоторой степени зависит от мягких тканей. При боковых наклонах мягкие ткани в области изгиба вызывают такие изменения формы, которые не соответствуют форме позвоночника на месте максимального его изгиба. Линия изгиба позвоночника при боковом наклоне может образовать либо равномерную дугу, либо изогнутую, ломающуюся в поясничной и грудной областях. Вращение является в действительности винтообразным движением, так как оно сопровождается боковым наклоном в сторону, противоположную направлению кручения.
По данным литературы, наиболее часто встречаются компрессионные переломы. Иногда они не ограничиваются одной компрессией тела, а сочетаются с переломом дужки, отростков либо с разрывом межпозвонкового хряща и последующим смещением (подобие перелома-вывиха).
Механизм компрессионных переломов позвоночника объясняется следующим образом. При действии силы по вертикали на голову или плечи позвоночник усиленно сгибается в наиболее подвижных частях, в первую очередь в межпозвонковых суставах. При действии силы не только сверху возникает повреждение сочленений и вывих или перелом суставных отростков. В дальнейшем сплющиваются межпозвонковые хрящи и вслед за этим тела позвонков, находящихся в области вершины согнутого позвоночника. В большинстве случаев место наибольшего сгибания соответствует D10—D12. После этого лежащие выше позвонки соскальзывают вперед, увлекая за собой отломившийся верхнепередний край тела сломанного позвонка. Обращает на себя внимание, что изменяется преимущественно верхняя поверхность позвонка, а нижняя в большинстве случаев остается целой. Это объясняется тем, что на верхнюю поверхность больше влияет сгибаемый кпереди верхний отдел позвоночника и компонент сдвига кпереди, реже в сторону. Это может быть связано с разрывом длинной передней и боковых связок позвоночника, что встречается редко (чаще наблюдаются переломы суставных отростков). При воздействии большей силы могут раздавливаться и. сплющиваться 2 соседних позвонка, образуя одну клиновидную массу. Компрессионные переломы чаще происходят в переходных местах изгибов и там, где относительно гибкая часть связана с негибкой.
После компрессионных переломов наиболее частыми являются переломы-вывихи. Различают компрессионные переломы-вывихи со значительным повреждением тела позвонка и переломы-вывихи со значительным смещением. По мнению Д. К. Приходько (1935), последние чаще встречаются в верхнегрудном отделе.
Некоторые авторы (Я. А. Ротенберг, 1927; В. Москаленко, 1927; Н. В. Попов, 1931, и др. ) считают, что характер и локализация повреждений позвоночника зависят от величины, быстроты, продолжительности и места приложения действующей силы. Так, при падении на седалищную область чаще всего страдает грудино-поясничный отдел, при падении на затылок — шейный и нижнегрудной, при поднятии тяжести — нижнепоясничный.
Учитывая судебномедицинскую важность характера повреждений позвоночника, следует обратить внимание на переломы позвоночника, встречающиеся при действии прямой и непрямой силы. Я. А. Ротенберг считает, что при переломах позвоночника от непосредственного приложения силы поражается главным образом задний отдел его (дуги позвонков, остистые и поперечные отростки).
Повреждения позвоночника при падении с высоты имеют свои особенности. Для подробного изучения механизма возникновения и локализации мы подразделили их на возникающие при прыжках в воду, при падении на землю с незначительной и большой высоты.
В судебномедицинской литературе широко освещен вопрос о повреждениях при падении с высоты (В. П. Кушелев, 1951; М. И. Райский, 1953). Отдельных исследований, посвященных повреждению позвоночника, нет, за исключением работ В. А. Свешникова (1955) и А. Я. Криштула (1964), в которых освещен вопрос о травме позвоночника при прыжках в воду. Между тем характер повреждений позвоночника при падении с высоты нередко позволяет судебномедицинскому эксперту исключить автомобильную травму или уточнить механогенез. Повреждения позвоночника от падения с высоты мы наблюдали в 30 случаях: в 11 при прыжках в воду, в 9 при падении с незначительной высоты и в 10 при падении с большой высоты. Во всех случаях отмечены разрывы спинного мозга. Только 2 потерпевших остались живы.
При прыжках в воду мы наблюдали 11 изолированных повреждений позвоночника у людей в возрасте 15—27 лет. Во всех случаях отмечен разрыв спинного мозга; ранимой была нижнешейная часть позвоночника (С5 — 4 случая, С6 — 4, С5—С6—1, С5—D1 — 1, дужки С2—С5— 1). Все они окончились смертью.
Компрессионные переломы тел позвонков мы встретили в 6 случаях, переломы-вывихи — в 3, перелом тела С5 с переломом остистого отростка — в 1 и перелом дужки С2—С5—в 1. При прыжках в воду и ударе головой о дно водоема чаще происходит резкое сгибание и реже — разгибание, в результате чего образуются компрессионные переломы тел шейных позвонков в нижнем отделе. Если к сгибающей силе присоединяется удар шеей, то происходит еще повреждение остистых отростков и дужек.
Из 9 пострадавших среднего и преклонного возраста, упавших с небольшой высоты (от 50 см до 5 м), смерть наступила у 8. Следует отметить характер переломов при падении с кровати (3 случая). У 2 пожилых людей, страдающих туберкулезом легких и упавших в момент легочного кровотечения, отмечены компрессионные переломы тела VI шейного позвонка. При падении с кровати в состоянии опьянения (1 случай) наблюдался поперечный перелом тела D8 со смещением. В 4 случаях изолированные переломы позвонков возникли при падении с высоты 5 м (компрессионный перелом С6 —1 случай), с высоты 3 и 4 м (перелом С6 — 2 случая) и падении на спину (компрессионный перелом D8—1 случай). В 2 случаях отмечены повреждения позвоночника наряду с другими частями тела. В одном из них был перелом дужек D4—D8 тела L5 и ребер. Перелом дужек и ребер произошел под воздействием прямой силы, а последующее сгибание привело к компрессионному перелому L5. В другом случае при акробатическом прыжке (высота 5 м) произошел компрессионный перелом тела L3 и перелом левой пяточной кости. Перелом позвоночника в данном случае возник от действия непрямой силы. Таким образом, при падении с незначительной высоты чаще возникают изолированные повреждения позвоночника (7 случаев). Падение на голову вызывает перелом нижних шейных позвонков. При падении на спину присоединяется перелом остистых отростков и дужек.
Изучено 10 случаев падения со значительной высоты — с балконов» из окон и с крыш. Возраст пострадавших колебался от 18 до 78 лет; 9 случаев окончились смертью.
Переломы в основном локализовались в верхнепоясничном и нижнегрудном отделах позвоночника. При падении с 3-го этажа в одном случае произошел компрессионный перелом L2 при разгибании и падении на ногу (перелом пяточной кости), в другом — компрессионный перелом тела D12 при падении на ягодицы (перелом костей таза). При падении с 4-го этажа (5 случаев) был перелом костей таза, компрессионный перелом С6 и L3 и при падении на спину — множественные переломы ребер с переломами D10 и L1—L2 в сочетании с переломами их дужек и остистых отростков. При падении на голову отмечен перелом свода и основания черепа с компрессионным переломом L3—L4—L5. При падении с 6-го этажа на ягодицы наряду с переломом костей таза был компрессионный перелом тел D9—D10. При падении на ягодицы или ноги главным образом возникали компрессионные переломы нижнегрудных и верхнепоясничных позвонков и как исключение перелом С6. Один пострадавший при падении с высоты 13 м на ногу (перелом правой пятки) остался жив, хотя одновременно у него произошел компрессионный перелом D11.
Подводя итоги изложенному, можно отметить, что при прыжках в воду и падении с небольшой высоты (до 5 м) наблюдались изолированные повреждения позвонков. Часто компрессионные переломы тел позвонков сочетались с повреждением дужек (при действии непрямой силы). Падение на голову было сопряжено с повреждением нижних шейных позвонков, на спину — с переломами остистых отростков дужек и поперечным переломом тела позвонка. Лишь изредка сочетание прямой и непрямой силы вызывало компрессионные переломы тел позвонков вдали от места приложения силы. Иногда наблюдались переломы поперечных и остистых отростков при непосредственном воздействии на них.
Для падения с большой высоты характерны переломы многих костей, в том числе и позвоночника. При падении на голову чаще возникали переломы костей черепа и нижних шейных позвонков. Падение на ягодицы и ноги сопровождалось переломом нижнегрудных и верхнепоясничных позвонков (непрямая сила). Падение на спину (прямая сила) дополнительно нарушало целость поперечных и остистых отростков.
При повреждении позвоночника автотранспортом важно было установить место приложения силы. Однако по этому вопросу мы нашли лишь работу В. К. Стешица (1962), посвященную судебномедицинской оценке автотранспортных повреждений позвоночника.
Разобранный нами материал включает 32 таких повреждения.
1-я группа охватывает 7 случаев падения с подножки кабины, из кузова грузовика и с заднего сиденья мотоцикла. Пострадавшие были в возрасте от 25 до 50 лет. В 5 случаях исследовали трупы, в 2 — живых лиц. При этом отмечены повреждения С6—D1 (у 4), D2, С6 и С7 (по 1 человеку). Переломы нижнешейных позвонков образовались при падении на голову, т. е. под действием непрямой силы. Другие повреждения костей отсутствовали. При падении на спину отмечены компрессионные переломы грудных позвонков в сочетании с повреждением ребер, лопатки.
Во 2-ю группу вошло 19 пострадавших от удара и наезда автомобилей. Сюда входят люди в возрасте от 24 до 70 лет. В 12 случаях проводили экспертизу живого человека, в 7 — трупов. В 4 случаях отмечено повреждение шейного отдела позвоночника с разрывом -межпозвонкового диска между VI и VII позвонком, возникшим вследствие удара в спину в область грудного отдела, в 2 — оскольчатый: перелом тел с повреждением атлантозатылочного сочленения в результате удара выступающей частью автомобиля. В 7 случаях мы встретили переломы-вывихи грудного отдела позвоночника. При этом у 2 человек наряду с повреждением II грудного позвонка отмечены переломы ребер по околопозвоночной линии, у 1 — перелом V грудного позвонка с повреждением лопатки. В этих случаях имел место удар кузовом грузовика. В остальных 5 случаях повреждения локализовались в. нижнегрудном отделе (D10—D12). Здесь наблюдался перелом тел остистых и поперечных отростков, ребер и костей таза соответственно месту приложения силы.
В поясничном отделе мы наблюдали переломы тел позвонков и отдельно остистых и поперечных отростков. В 5 случаях были компрессионные переломы верхних поясничных позвонков с переломами ребер. Это обстоятельство указывало на резкое сгибание при ударе в область спины. В остальных 3 случаях переломы остистых и поперечных отростков возникли под действием прямой травмы.
В 6 случаях повреждения были причинены пассажирам при столкновении автомобилей. При этом у 2 человек отмечен компрессионный перелом нижнешейных позвонков (С5—С6), у 2 — перелом D11, у 2 — перелом D11 и D12 с переломами поперечных отростков поясничных позвонков.
Таким образом, при автомобильных травмах (удар с последующим наездом) повреждения позвоночника чаще всего локализуются в грудном и поясничном отделах. При ударе кузовом грузовых автомобилей возникали повреждения в верхнегрудном отделе, а в шейном, нижнегрудном и поясничном отделах — при действии как прямой, так и непрямой силы.
Повреждения позвоночника и других частей тела в этих случаях имеют значение не только для установления их механизма повреждений, но и для определения типа автотранспортного средства (грузовой, легковой автомобиль, мотороллер и др.). Чрезвычайно важны обстоятельства случая.
Повреждения позвоночника трамваем отмечены в 7 случаях у лиц в возрасте от 21 года до 64 лет; 4 потерпевших остались живы. В большинстве случаев это были компрессионные переломы тел позвонков в верхнепоясничном отделе (L1—L2). В одном случае был комбинированный перелом шейного и грудного отделов позвоночника в результате непосредственного удара в спину на уровне D8 с повреждением ребер и атлантозатылочного сочленения. При непосредственно действующей силе возник перелом D2 с переломом ребер.
Переломы при действии отдельных тупых предметов мы наблюдали в 9 случаях, из которых 6 окончились смертью. Среди предметов, которыми наносились повреждения, были камни, ящики, бревно и др. При падении на голову камня с высоты 2, 5 м возник компрессионный перелом D12—L1. Удар бревном по шее вызвал поперечный перелом С3, а после ударов ногами в область поясницы обнаружен перелом поперечных отростков I и II поясничных позвонков. В приведенных случаях отмечены повреждения в месте приложения силы, которые характеризовались соответствующими переломами позвонков.
Выводы
- Повреждения позвоночника в судебномедицинской практике встречаются наиболее часто при автомобильных травмах и падении с высоты.
- Характер и локализация повреждений позвоночника и других костей при автомобильных травмах дают возможность не только установить механогенез повреждений, но и уточнить тип автотранспортного средства (грузовой, легковой автомобиль, мотороллер и др. ).
- При падении с высоты по месту приложения силы, характеру и локализации повреждений позвоночника можно установить их механогенез. При прыжках в воду образуются компрессионные переломы нижнешейных позвонков. При падении с небольшой высоты чаще возникают изолированные повреждения позвонков. Для падения со значительной высоты характерны переломы различных костей, в том числе и позвонков.
1 Г. Гицеску. Пластическая анатомия. Бухарест, 1963.
Источник