Механизмы переломов шейный позвоночника

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:

Механизмы переломов шейный позвоночника

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.

Читайте также: Внесуставные переломы

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

Перелом позвоночника – одна из наиболее сложных и опасных травм, особенно если она приводит к нарушению целостности позвонков в шейном отделе. Подобное повреждение может привести не только к проблемам со стороны опорно-двигательного аппарата, но и к серьезным расстройствам функций головного и спинного мозга. Избежать осложнений при переломах шейного отдела позвоночника можно только с помощью своевременной диагностики и правильного лечения.

Перелом шейного отдела позвоночника

Механизм и причины

Шейный отдел позвоночного столба состоит из семи позвонков, которые считаются наиболее гибкими и хрупкими во всем позвоночнике. Располагаются они в верхней части спины, соединены между собой межпозвоночными дисками и по внешнему виду напоминают букву С. К нарушению целостности шейных позвонков может привести даже незначительное воздействие, но чаще всего переломы вызывают следующие факторы:

дорожно-транспортные происшествия – риск повредить позвоночник в шейном отделе очень высок при внезапном торможении автомобиля;
ДТП — самая частая причина переломов шейных позвонков
падение на голову (особенно часто подобные несчастные случаи происходят при нырянии на небольшую глубину, поэтому повреждения, полученные в результате, называют травмой ныряльщика);
При нырянии или падении на голову тоже легко можно повредить шею
сильный удар в область шеи, падение тяжелого предмета на голову.

При наличии дегенеративных процессов (остеохондроз, протрузии, остеопороз) в области шейного отдела перелом может вызвать даже неловкое или слишком резкое движение головой, особенно запрокидывание ее назад.

У лиц с остеопорозом перелом шейного отдела может случиться даже из-за резкого движения головой

В группу риска по травматизации шейного отдела входят спортсмены, особенно те, кто занимается экстремальными видами спорта, пожилые люди и больные с ослабленной мышечной массой, переломами других отделов позвоночника, черепно-мозговыми травмами.

Основная группа риска - это спортсмены

Основная группа риска — это спортсмены

Для справки: по статистике, переломы шейного отдела позвоночника составляют 2-3% случаев от всех переломов костей у человека и около 5-16% от травм позвоночного столба.

Клиническая картина

Переломы шейного отдела имеют характерную симптоматику, которая особенно остро проявляется у детей, пожилых людей и беременных. Основным признаком травм выступает боль, имеющая разную интенсивность. Она может проявляться в состоянии покоя, при движениях головой или смене положения тела.

Главным симптомом при переломе является сильная боль в шее

Массажная подушка для шеи и плеч

В число остальных симптомов входят:

головокружения и головные боли;
нарушение чувствительности кожи в области шеи и конечностей – от легкого онемения до полной потери тактильных ощущений;
ограничение подвижности шеи, рук и ног;
напряжение шейных мышц;
дисфункции сердечно-сосудистой и дыхательной системы вплоть до полной остановки дыхания и сердцебиения.

В тяжелых случаях наблюдается дисфункция сердечной и дыхательной систем, вплоть до клинической смерти

Клиническая картина травмы, выраженность симптомов и остальные особенности зависят от локализации перелома, вовлечения в патологический процесс спинного мозга или других структур и остальных особенностей повреждения.

Если вы хотите более подробно узнать, какие симптомы при переломе позвоночника компрессионного у детей, а также рассмотреть методы лечения и реабилитацию, вы можете прочитать статью об этом на нашем портале.

Виды переломов шейного отдела позвоночника

Локализация повреждения	Причины	Симптомы
1-й позвонок (перелом Джефферсона, лопающийся перелом)	Падение на голову, сильный удар по голове сверху.	Боль в темени и шее, усиливающаяся при движениях тела с иррадиацией в затылок, головокружение, потеря чувствительности в области шеи. Повреждение часто затрагивает спинной, иногда продолговатый мозг.
2-й позвонок (перелом палача, осевой перелом, спондилолистез)	Резкое сгибание или разгибание шеи в любую сторону (например, при автомобильной аварии).	Симптомы зависят от степени травмы – при легких повреждениях возможны несильные болевые ощущения, средняя степень вызывает обморок и неврологические нарушения, при тяжелой травме возможен летальный исход.
3-7-й позвонок	Резкое форсированное сгибание шеи, как в случае удара головой о дно при нырянии на небольшой глубине.	Паралич, нарушение чувствительности, болевые ощущения разной интенсивности в зоне перелома.
6-7-й позвонок (перелом остистых отростков, перелом землекопа)	Сильное сгибание головы и верхней части шеи.	Боли в области шеи и затылка, отёчность в месте перелома, ограничение подвижности головы.

Важно: самыми опасными и сложными считаются переломы 1-го и 2-го шейного позвонков – в тяжелых случаях они могут привести к летальному исходу.

Клиническая картина у детей

Травмы шейного отдела позвоночного столба у детей наблюдаются достаточно часто. Младенцы, которые уже научились переворачиваться и ползать, а также дети дошкольного возраста часто падают головой вниз, так как способность координировать свои движения и сгруппировываться при падении у них отсутствует. Кроме того, повреждения шейного отдела часто выступают в качестве родовых травм.

Из-за повышенной активности у детей часто возникают травмы позвоночника, в том числе и переломы шейного отдела

Перелом шейного отдела у новорожденного или грудничка диагностировать очень сложно. Чаще всего малыш становится беспокойным и плохо спит, отказывается от еды и плачет при малейшем прикосновении к его головке. Дети и подростки с подобными травмами нередко жалуются на быструю утомляемость, болевой синдром в области головы и воротниковой зоны, часто наблюдаются головокружения. С течением времени боль и другие симптомы становятся интенсивнее.

Сложнее всего определить травму шеи у грудничков, ведь они не могут рассказать о своих ощущениях

Видео – Основные проявления переломов позвоночника

Классификация

Исходя из особенностей травмы, переломы шейного отдела позвоночника делятся на следующие категории:

единичные и множественные;
закрытые и открытые;
оскольчатые и компрессионные.

Виды переломов позвоночника

Самыми сложными считаются множественные переломы позвонков, когда повреждения наблюдаются сразу в нескольких местах – они характеризуются сильным болевым шоком, головокружениями и головными болями, возможны проблемы с дыханием. При изолированных травмах возможен умеренный дискомфорт и отечность тканей в области шеи.

При повреждении одного позвонка симптомы могут проявляться умеренным дискомфортом и отечностью в области травмы

При стабильных переломах нормальное положение позвонка сохраняется, а у человека наблюдается несильная боль и припухлость мягких тканей. Нестабильная разновидность характеризуется деформацией и смещением костей, что вызывает сдавливание спинного мозга, а у больного появляется сильный болевой синдром, головокружение, тошнота и онемение в пораженной области.

Нестабильный перелом со смещением и повреждением спинного мозга

По характеру повреждения переломы шейного отдела позвоночника делятся на компрессионные переломы, когда в результате сдавливания тел позвонков происходит уменьшение их высоты, оскольчатые (нарушение целостности костных тканей) и сочетанные – компрессионно-оскольчатые травмы.

Самый сложный вид перелома - компрессионно-оскольчатый

Самый сложный вид перелома — компрессионно-оскольчатый

Внимание: симптомы переломов шейного отдела позвоночника могут варьироваться от легкого дискомфорта до сильного болевого шока, поэтому самостоятельно определить травму и ее характер невозможно.

Возможные осложнения

К основным и наиболее распространенным осложнениям переломов шейного отдела позвоночника относятся:

частичный или полный паралич;
компрессия, разрывы и кровоизлияния в спинной мозг;
нарушения работы внутренних органов, в первую очередь дыхательной и выделительной системы.

Осложнением перелома в шейном отделе может стать частичный или полный паралич тела

Сложные переломы, которые сопровождаются повреждениями спинного мозга и нарушениями функций сердечно-сосудистой системы, часто приводят к летальному исходу, особенно в тех случаях, если до травмы организм был ослаблен, или во время несчастного случая он получил другие повреждения. Неблагоприятным в прогностическом плане является и наличие у человека хронических заболеваний – остеопороза, сахарного диабета, нарушений работы опорно-двигательного аппарат и т.д.

Корсет гиперэкстензионный

При наличии остеопороза переломы позвоночника в шейном отделе чаще всего имеют неблагоприятный прогноз

Первая помощь

Прогноз лечения и шансы на выздоровление больного во многом зависят от правильно оказанной первой помощи. Предпринимать каких-либо самостоятельных действий нельзя – если человек получил травму шейного отдела позвоночника, следует немедленно вызвать скорую помощь. Ни в коем случае нельзя пытаться поднять больного, поворачивать его голову, вправлять перелом самостоятельно или подкладывать что-нибудь под нее. Подобные действия только усугубят полученное повреждение, приведут к смещению позвонков, сдавливанию спинного мозга и другим неприятным последствиям.

До приезда скорой человека с травмами позвоночника нельзя поднимать, переворачивать и самостоятельно перемещать с места на место, чтобы не ухудшить состояние

Если человека нужно транспортировать с места происшествия, необходимо осторожно, не делая резких движений, переложить его на доску или другую твердую поверхность, после чего попытаться зафиксировать шею с помощью специального воротника или подручных средств.

При необходимости транспортировки, человеку следует очень осторожно зафиксировать шею специальным воротником или подручными средствами

Если вы хотите более подробно узнать, какую нужно оказать первую помощь при повреждении позвоночника, а также узнать, что нельзя делать при подозрении травмы позвоночника, вы можете прочитать статью об этом на нашем портале.

Видео – Травма ныряльщика: первая помощь

Диагностика

Диагностика переломов позвоночника, как правило, не составляет для специалиста большого труда, особенно если травме предшествовали определенные события (ДТП, падение и т.д.). Чтобы дифференцировать повреждение шейного отдела от переломов других участков позвоночника, необходимы инструментальные методы диагностики, которые дают возможность поставить точный диагноз.

Компьютерная томография. Метод, позволяющий получить послойное изображение поврежденного участка, оценить состояние твердых тканей и близлежащих структур. С его помощью можно диагностировать даже мелкие трещины и микропереломы, которые не поддаются диагностике другими способами.
С помощью КТ можно выявить самые мелкие повреждения в позвоночном столбе и прилегающих тканях
Рентгеновское исследование. Классический способ, которые подразумевает использование рентгеновского аппарата, в результате чего получаются снимки в нескольких проекциях, отображающие состояние костной ткани, в том числе и различные повреждения.
Традиционный вид исследования при переломах — рентгенография
Магнитно-резонансная томография. Наиболее информативный и современный метод исследования, позволяющий определить все патологии позвоночного столба, в том числе и травмы, трещины и переломы.
МРТ считается наиболее информативным методом диагностики

Важно: сложнее всего поддаются диагностике микропереломы, которые могут не проявлять себя на первых стадиях, вследствие чего больной в течение долгого времени списывает дискомфорт на другие негативные факторы.

Консервативное лечение

В зависимости от степени и сложности травмы, лечение переломов шейного отдела может осуществляться консервативными и оперативными методиками. Без операции можно обойтись только при неосложненных переломах, которые не несут угрозы для жизни больного. Медикаментозная терапия заключается в обезболивании места повреждения, для чего используются инъекционные формы анальгетиков и нестероидных противовоспалительных препаратов («Баралгин», «Новокаин», «Диклофенак» и т.д.), в тяжелых случаях применяются наркотические средства – например, «Трамадол».

Новокаиновая блокада при травмах шейного отдела

Дальнейшая тактика лечения зависит от особенностей травмы и определяется врачом.

Вправление шейных позвонков. Больного укладывают на твердую кушетку, врач фиксирует руками затылок и подбородок и производит манипуляции, которые возвращают смещенные позвонки на место.
Вправлять позвонки должен квалифицированный опытный специалист, в противном случае есть высокий риск получить дополнительные травмы
Воротник Шанца. Медицинские приспособления, которые используются при неосложненных переломах шейного отдела для быстрого срастания костных тканей.
Воротник Шанца используют для фиксации шейного отдела при неосложненных переломах
Вытяжение скелета. Над ушами пациента выполняются небольшие разрезы кожных покровов, высверливаются маленькие отверстия, а за них фиксируется специальная конструкция в виде подковы или дуги с отягощением. Далее на шею накладывается воротник из гипса, и в таком положении больной находится до полного вправления позвонков.
При серьезных травмах позвоночника применяют методику скелетного вытяжения
Петля Глиссона. Накладывается вокруг головы больного вокруг подбородка, а второй конец фиксируется в изголовье кровати. Верхняя часть торса пациента при этом приподнимается, и вытяжение позвоночного столба происходит за счет собственного веса.
Петля Глиссона обеспечивает вытяжение позвоночника за счет собственного веса пациента

Внимание: длительность лечения при переломах шейных позвонков зависит от особенностей травмы, и составляет не менее 2-4-х недель, после чего больному нужно носить фиксирующую повязку или воротник на протяжении нескольких месяцев.

Оперативное лечение

Хирургическое вмешательство необходимо при сложных переломах – осколочных травмах, при вовлечении в процесс спинного мозга и т.д. В зависимости от состояния больного, врач проводит удаление осколков, ушивание сосудов, связок и нервных волокон, замену поврежденного позвонка имплантом и другие виды операций. Одновременно хирург восстанавливает правильное анатомическое положение позвонков. Реабилитационный период после таких вмешательств составляет до нескольких месяцев, ношение воротника или