Какое усилие для перелома

1.4. Устойчивость тканей и органов тела человека к травмированию

Травмоопастность различных мест в кабине автомобиля при столкновении неодинакова. Так А.А. Солохин сообщает, что наиболее часто погибают пассажиры переднего сидения, в «7 раз чаще водителя и в 5,5 раз пассажиров заднего сидения» [144]. По систематическим данным США при столкновениях легковых автомобилей наиболее часто тяжелые повреждения со смертельным исходом возникают у пассажиров, размещавшихся на переднем правом сидении, далее – на заднем сидении в середине, на заднем сидении справа и наименьшее количество таких травм наблюдалось у водителей. В кабине грузовых автомобилей наиболее часто смертельный исход наблюдается у пассажиров, размещавшихся на сидении в середине, далее у водителей и наименьшее количество таких травм было у пассажиров, сидевших у правой дверцы. Приводится также частота «видов травм» (легкие, менее тяжкие, тяжкие) в зависимости расположения пострадавших [48].

Выраженного дифференциально-диагностического значения для установления занимаемого пострадавшим места в кабине автомобиля эти данные не составляют. Прежде всего это связано с тем, что подразделение травм на легкие, менее тяжкие, тяжкие, тяжкие и смертельные не имеет конкретных параметров. Далее, эти данные носят обще характеризующее содержание травмоопасности отдельных мест при всех типах автомобильных происшествий, без учета типов столкновений автомобилей, которые, исходя из содержания ряда сообщений и работ, имеют существенное значение для процесса формирования повреждений у пострадавших при их расположении на различных местах в салоне [107, 131, 144, 170, 205].

Следует отметить, что степень травмирования и распространенность повреждений у пострадавших в зависимости от места их размещения, как дифференциальный признак, при изучении травмы в кабине при различных типах столкновений автомобилей в судебной медицине не разрабатывался. По нашему мнению, степень травмирования человека может быть выражена количественно на основе систематизации многочисленных экспериментальных данных о толерантности организма к механическим нагрузкам и о пределах тканей и органов тела человека, а также результатов исследований, полученных Стешицем В.К., изучавшим зависимость характера и тяжести повреждений у пострадавших при автомобильных происшествиях от величины травмирующих сил [153-157].

Известно, что устойчивость различных тканей и органов тела человека к механическому воздействию неодинакова. Большим запасом прочности обладают кожные покровы. Параметры механической прочности кожи наиболее высоки у детей в возрасти 5-9 лет и у взрослых 20-35 лет, причем, кожа различных областей у человека неодинаково прочна: наименьшей сопротивляемостью к разрыву (от 0,2 до 0,8 кг/мм2) и наименьшей растяжимостью (от 46 до 130%) обладает кожа шеи. В опытах с ориентацией нагрузки на лоскуты кожи из эпигастральной области относительно лангеровых линий, предел прочности кожи при нагрузке вдоль них оказался в 3 раза выше, чем при поперечных нагрузках и составил соответственно 3,0-3,8 кг/мм2 и 1,1 –1,3 кг/мм2 для мужчин и 1,8 – 1,9 кг/мм2 и 0,5 –1,2 кг/мм2 для женщин [79].

На формирование ссадин большое[влияние оказывают условия взаимодействия тупого предмета с кожей, из которых выделяются угол контакта, а также толщина подлежащего слоя подкожно-жировой клетчатки [122].Удары тупым предметом с энергией до 16 кГм вызывают разрывы мелких сосудов и кровоизлияния, более 16 кГм сопровождаются разрывом и размозжением мышечной ткани, а свыше 20 кГм размозжением подкожно-жировой клетчатки и отслоением кожи, при энергии удара свыше 32 кГм – повреждаются магистральные кровеносные сосуды [63].

Повреждения на голове не возникают при скорости соударения 2,5 м/сек и появляются при скорости от 6,5х9,4 м/сек [4]. Закономерное возникновение ушибленных ран наблюдалось в экспериментах при скорости соударения 3,1 – 3,6 м/сек [123].

В условиях дорожно-транспортных происшествий отмечено возникновение кровоизлияния в мягкие ткани головы, ушибленной раны и сотрясения головного мозга 1-й степени при ударе пешехода автомобилем ЛАЗ – 695, двигавшимся со скоростью 10 км/час (2,7 с/м/с), травмирующая сила 7,5 кгс.м [156].Появление небольших повреждений наружной пластинки костей черепа при ударах, наносимых тупыми твердыми предметами с ограниченной поверхностью, отмечены при скорости соударения 3 м/с, удельной работе 5 кГм/с2, вдавленных переломов с радиальными трещинами при скорости соударения 7 м/с, удельной работе 8 кГм/с2 [158]. При скорости соударения более 7 м/с различными частями головы могут наблюдаться хаотические беспорядочные расположения трещин с образованием множественных костных отломков [121]. Приводятся данные о том, что при ударах силой от 50 до 550 кг тупым твердым предметом с площадью соударения в 12 см2 в различные области головы со средней силой удара от 5- до 550 кг наибольшие повреждения (вдавленные и дырчатые переломы, трещины значительной длины) возникают при перпендикулярном направлении ударов [30].

Разрушения костных пластинок отмечались при нагружении 615-850 кг/см [87]. Возникновение черепно-мозговой травмы с ушибом головного мозга на противоположной стороне наблюдалось при воздействии травмирующей силы 62,5 – 81,1 кгс.м [156].

Скорости соударения свыше 7 м/с и сила удара от 409 кгс.м и выше при наездах грузовыми автомобилями и автобусами со скоростью 35 км/час и более [156] вызывают появление вдавленных или оскольчатых переломов свода черепа с переходом трещин на все три черепные ямки. Мощные травмирующие силы от 809,9 до 1105,5 кгс.м приводили к возникновению крупно оскольчатых переломов свода, трещин основания и переломов лицевого черепа [156]. Различные отделы позвоночника имеют неодинаковые пределы прочности. Среди шейных позвонков наибольшей прочностью обладают 1 и 2, наименьшей – 3 и 4; далее прочность увеличивается по направлению к 5 поясничному; удельная прочность позвонков шейного отдела наиболее высокая – 117 – 156 кг/см2, в грудном и поясничном она составляет от 82 до 100 кг/см2, наибольшей величиной упругой деформации обладают поясничные позвонки – 1,5 – 1,9 мм, наименьшей – 3 – 5 грудные позвонки – 1,1 мм – 24. Работа, затраченная на излом позвоночника, составляет 6,425 кГм [161]. Межпозвонковые диски обладают в 4 – 5 раз меньшей устойчивостью к растяжению в сравнении с нагрузками на сжатие. Для разрушения диска между 12 грудным и 1 поясничным позвонком при сжатии необходима нагрузка 1500-2000 кг, на разрыв – 198-248 кг, и наибольшая прочность межпозвонковых дисков свойственна молодым людям старше 20 лет [119,120].

Пороговые нагрузки, обуславливающие повреждение глубоких мышц, прилегающих к шейному отделу позвоночника, при кивательных движениях головы вперед, возникают при скорости ее движения 4,4 м/с и угле наклона 95 — 100°[27]. При движении головой со скоростью 4,5 м/с наблюдаются разрывы связок, мышц шейного и верхнегрудного отделов позвоночника [58,99]. Появление повреждений костных структур в виде отслоения пограничных пластинок от тел позвонков отмечено при скорости 5,5 м/сек, а при скорости 7 м/сек наблюдаются выраженные компрессионные клиновидные переломы шейного отдела позвоночника [59,99 — 101]. Полный разрыв передней продольной связки в опытах отмечен при энергии удара 6-10,5 кгс.м, а полный разрыв межпозвонкового диска отмечен при энергии удара 13,6 – 14,0 кгс.м [25]. Переломы грудных позвонков с разрывом межпозвонкового диска, переломы ребер возникали при травмирующей силе 57,6 кгс.м [156]. Описаны случаи разрывов связок атланто-окципитального сочленения и между 1 и 2 шейными позвонками у пешехода при ударе в туловище сзади автомобилем, двигавшимся со скоростью более 60 км/час и при травме в кабине автомобиля при столкновении на такой же скорости [194,199]. Такая же травма шейного отдела позвоночника отмечена в аналогичных условиях при движении автомобиля со скоростью 50 км/час, травмирующая сила от 465 до 574,8 кгс.м; переломы остистых отростков 6-7 шейных позвонков с разрывами диска между грудными позвонками в сочетании с разрывом верхней доли легкого были отмечены при действии трамирующей силы 433 кгс.м, травма позвоночника с множественными переломами ребер и надрывами интимы аорты – 465-574,8 кгс.м, разрывы связок, межпозвонковых дисков между 1-2 грудными и 2-3 поясничными позвонками с отрывом почки – 595,7 – 767,7 кгс.м, разрыв связок и межпозвонковых дисков с размозжением спинного мозга на уровне 5-6 и 8-9 грудных позвонков при действии травмирующей силы 863 кгс.м [156]. Для излома ребра необходима работа от 0,605 до 0,965 кгс.м, для излома грудины – 3,425 – 4,220, лопатки – 0,726 – 1,856 кгс.м [161]. Предел прочности костного отдела 6 ребра на излом составляет в возрасте 30-40 лет – 45,8 кг/см2. Прочность реберного хряща к различным видам нагрузки неодинакова и в значительной мере зависит от возраста 91,208. Предел прочности реберного хряща при статической нагрузке составляет 15 кг/см2, при динамической – 1 кг/см2, прочность хряща на деформацию скручивания – 35 кг/см2 [114]. Предел прочности реберного хряща на излом у молодых людей достигал 50 кг/ см2, у людей среднего возраста – 85-110 кг/ см2 [97]. Наиболее высокая сопротивляемость реберного хряща к удару выявлена у детей, подростков и в юношеском возрасте – 12±0,29 кг/см2, в дальнейшем она снижается [90,125]. Возникновение перелома 1-го ребра наблюдалось при действии травмирующей силы 21,3 кгс.м, поперечного перелома грудины – 24,4 кгс.м, перелом ключицы и первых 2-3-х ребер от воздействия травмирующей силы 49,6 – 57,5 кгс.м, оскольчатого перелома лопатки – 89 кгс.м, перелом 6-9 ребер – 107 кгс.м [156].

Предел прочности различных отделов таза неодинаков. Работа, затраченная на излом подвздошной кости, равна 0,726 – 1,561 кгм, а крестца – 3,596-5,059 кгм [161]. Неполный разрыв связок крестцово-подвздошного сочленения отмечен при действии травмирующей силы 21,1 кгс.м, их полный разрыв при действии травмирующей силы от 95,2 до 117,3 кгс.м, перелом одной из ветвей переднего отдела тазового кольца – 31,9 кгс.м, перелом подвздошной кости – 55,7 кгс.м, поперечный перелом крестца – 121,1 кгс.м, при действии более значительных травмирующих сил свыше 200-300 кгс.м возникали разрывы обоих костей переднего отдела с переломами крыла подвздошной кости. Еще более мощные травмирующие силы (963,7 кгс.м) вызвали оскольчатый перелом крыла подвздошной кости в сочетании с переломами лонной и бедренной костей на стороне удара [156].

Среди костей конечностей наибольшей прочностью обладает бедренная кость, а также большеберцовая и плечевая [204, 208]. Энергия, необходимая для разрушения верхнего, нижнего эпифизов и диафиза бедренной кости для возрастной группы людей от 20 до 30 лет исчисляется соответственно – 4,220 кгм, 7,597 кгм, для большеберцовой – 4,101 кгм, 2,598 кгм и 3,738 кгм, плечевой – 4,187 кгм, 2,675 кгм и 3,333 кгм, для переломов диафиза локтевой кости – 1,075 кгм, малоберцовой 0,846 кгм, ключицы – 1,383 кгм, фаланг пальцев стопы – 1,363 кгм, фаланг пальцев кисти – 1,358 кгм [161].

Предел прочности и коэффициент упругости длинных трубчатых костей значительно выше при пробах, ориентированных по их продольной оси [185]. Бедренная кость при сжатии способна выдерживать нагрузку от 702 до 903 кг, а при кручении всего лишь от 5,2 до 15,5 кг, [204]. Проведенными исследованиями по определению прочностных характеристик бедренных костей в зависимости от возраста установлено, что травмирующая сила для 25-30 летнего возраста составляет 58-65 кгс.м, для 60 лет 48-52 кгс.м [60,62]. Прочность бедренной кости при деформации изгиба и кручения повышается до 35 лет, а затем уменьшается [57]. При изучении травмы в условиях ДТП отмечено возникновение поперечных и косопоперечных переломов плечевой кости в месте действия травмирующей силы в пределах 62,2 кгс.м, плечевой кости в сочетании с переломом шейки бедра и крыла подвздошной кости – 316,7 – 472,4 кгс.м, размозжение мышц и поперечный перелом бедренной кости при действии травмирующей силы в пределах 341,4 – 533,4 [156]. Параметры прочности различных связок неодинаковы. Так для разрыва боковой локтевой связки у мужчин потребовалось от 1 до 8 кг, у женщин – от 0,5 до 2,5 кг, для разрыва связки надколенника у мужчин от 52 до 239 кг, у женщин от 42 до 142 кг, боковой большеберцовой связки от 33 до 76 кг [91].

По мере нарастания силы механического воздействия последовательно возникают функциональные сдвиги и нарушения, микротравмы тканей и органов, компрессионные повреждения внутренних органов и общая контузия тела [23]. Первые проявления травмы внутренних органов при ДТП отмечены при ударе автомобиля с силой травматического воздействия 5,9 кгс.м, при этом у пострадавших возникло сотрясение мозга 1-ой степени, ограниченный подкапсульный разрыв селезенки при травмирующей силе 6,3 кгс.м, ограниченное кровоизлияние в брыжейку тонких кишок имелось при ударе силой 11,3 кгс.м, ограниченный надрыв печени между долями – 22,8 кгс.м. При воздействии более значительных травмирующих сил массивные повреждения внутренних органов сочетались с травмой костного остова [155,156]. Для оценки морфологического объема травмы внутренних органов необходимо учитывать их функциональное состояние, наличие патологических процессов, а также локализацию повреждений. Так, например, установлено, что восходящий отдел аорты в сравнении с нисходящим более устойчив к нагрузкам на разрыв [89]. В экспериментах с нагнетанием воздуха и воды в аорту обнаружено наиболее податливое место для разрыва – устье аорты [207]. Минимальный предел прочности аорты у лиц, страдающих атеросклерозом, заметно снижен [89]. Наибольшей прочностью и деформативной способностью обладают сосуды возрастной группы от 15 до 29 лет, наименьшей – от 50 до 70 лет, т.е. прочностные свойства сосудов с возрастом понижаются [37].

Приведенные литературные данные о прочностных свойствах различных тканей и органов тела человека к механическим нагрузкам с ориентацией на величины травмирующих сил использовались для систематизации повреждений, встретившихся у водителей и пассажиров при травме в кабине автомобиля (таблица 2.3).

Читать далее раздел «Глава 2. Материал и методика исследования»⇒