Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 9
1.1. Анатомические особенности строения костей кисти. Биомеханические свойства трубчатых костей 9
1.2. Современные представления о формировании переломов трубчатых костей 20
1.3. Клиническая характеристика переломов костей кистей рук. Рентгендиагностика 34
Глава 2. Материалы и методы исследования 40
Глава 3. Морфологические особенности переломов диафизов пястных костей при ударах твердыми тупыми предметами 50
3.1. Ударное воздействие по ладонной поверхности кисти. 51
3.1.1. Удар по ладонной поверхности фиксированной кисти 51
3.1.2. Удар по ладонной поверхности нефиксированной кисти.56
3.2. Ударное воздействие по тыльной поверхности кисти 56
3.2.1. Удар по тыльной поверхности фиксированной кисти 57
3.2.2. Удар по тыльной поверхности нефиксированной кисти .62
Глава 4. Морфологические особенности переломов коротких трубчатых костей образованных при ударном сдавливании 68
4.1. Ударное сдавливание со стороны ладонной поверхности 68
4.2. Ударное сдавливание со стороны тыльной поверхности . 77
Глава 5. Морфологические особенности переломов пястных костей при их осевом (вертикальном) нагружении 88
Глава 6. Рентгенологическая диагностика механизмов переломов пястных костей при тупой травме кисти 104
Заключение 125
Выводы 139
Практические рекомендации 141
Список литературы 144
Приложения 155
- Современные представления о формировании переломов трубчатых костей
- Удар по ладонной поверхности фиксированной кисти
- Ударное сдавливание со стороны тыльной поверхности
- Рентгенологическая диагностика механизмов переломов пястных костей при тупой травме кисти
Современные представления о формировании переломов трубчатых костей
Механическая травма часто сопровождается нарушениями целостности костей скелета. В экспертной практике исследование морфологических особенностей переломов позволяет судить о механизмах и условиях травмирования.
Существенную часть от всех повреждений костей скелета составляют переломы трубчатых костей. Так, по разным данным (Духанин Ф.В., 1899; Гориневская В.В., 1938,1952; Фрейдлин С.Я., 1971; Gurlt Е., 1862; Brims Р., 1886; Matti Н., 1931 идр.), переломы длинных трубчатых костей составляют от 48 до 80% среди всех повреждений костей скелета. При этом переломы костей нижних конечностей встречаются в 2 раза чаще переломов костей верхних конечностей.
Вопросам, связанным с переломами трубчатых костей и их экспертной оценкой посвящено большое количество работ (Крюков В.Н., 1958, 1966, 1995; Черненко О.Н., 1971; Янковский В.Э., 1968, 1969, 1970, 1971, 1972, 1973, 1974; Саркисян Б.А., 1977; Громов А.П., 1979; Галиев Б.Х., 1986; Имаев А.А., 1986; Хачатрян А.С., 1990; Филиппов М.П., 1991; Бахметьев В.И., 1992; Горяинов О.П., 1992 и др.).
Согласно учению о сопротивлении материалов основными факторами определяющими процесс разрушения и морфологию излома являются свойства и структура деформируемого материала, конструкционные особенности, состояние поверхности и т.п.; а так же условия нагружения - скорость, состояние окружающей среды, запас упругой энергии (Финкель В.М., 1970; Фридман Я.Б., 1974). По характеру своего действия внешние нагрузки делятся на динамические и статические (Костыркин М.И. Величко Л.М., 1977). При динамической нагрузке элементы конструкции испытывают значительные ускорения за сравнительно небольшой период времени. При высоких скоростях удара (в течение миллисекунд) деформация за время воздействия не успевает распространиться на весь объем травмируемого объекта, и в месте удара возникают значительные местные деформации, нередко превосходящие предел текучести материала (Беляев Н.М., 1959), что вызывает локальное разрушение. Силы взаимодействия в данном случае будут кратковременными. Характер и выраженность повреждений зависят от сочетания скорости травмирующего объекта, его массы и площади травмирующей поверхности. Что касается статического нагружения, то оно не меняется с течением времени или меняется незначительно. При этом все части конструкции находятся в равновесии, ускорение элементов конструкции отсутствует, или настолько мало, что им можно пренебречь (Беляев Н.М., 1959).
Разрушение кости как твердого тела (Крюков В.Н., 1986, 1995) начинается с разрыва молекулярных связей в области концентрации напряжений. После чего, в месте максимальных растягивающих напряжений образуется генеральная трещина. Особое внимание в развитии трещины уделяется энергетическим явлениям на ее концах (пьезоэлектрический эффект).
Кость как материал с хрупнопластическими свойствами может разрушаться как по хрупкому, так и по вязкому типу (Семенников B.C., 1972; Piekarski K.R., 1970, 1973, 1977).Морфология поверхности разрушения изучалась многими исследователями.
В процессе роста трещины изменяются ее морфологические особенности - края, излом, фронт. Зона начала разрушения располагается в месте сосредоточения максимальный растягивающих напряжений (КрюковВ.Н., 1958, 1971; Янковский В.Э., 1974; Галиев Б.Х., 1986; Бахметьев В.И. с соавт., 1991; Нагорнов М.М., 1992; Brims, 1886; Zup-pinger und Christen, 1913). Края излома ровные, траектория прямолинейная, плоскость излома перпендикулярна поверхности кости, поверхность перелома ровная или мелкозернистая (признаки хрупкого разрушения). В процессе роста трещины за счет присоединения касательных напряжений присоединяются сдвиговые деформации, вследствие чего меняется траектория магистральной трещины, от которой по параболе отходят пасынковые веерообразные (Крюков ВІН., 1958) трещины, меняется характер излома, где появляются шевронные рубцы. При дальнейшем изменении геометрии тела касательные напряжения начинают расти в плоскости действующих напряжений, возникает деформация сдвига - продольного (когда рост трещины со смещением материала идет поперек ее фронта) или поперечного (когда рост идет вдоль фронта). При этом края трещины неровные, часто зазубрены, поверхность их скошена, излом неровный с остроугольными гребнямиили ступеньками (вязкий тип. разрушения). В случае полного разъединения кости образуется зона долома, признаки вязкого из-ломасу которой наиболее выражены и которая всегда индивидуальна. Однако, согласно О.П.Горяинову (1992), исходя из преимущественной концентрации микротрещин на этапе пластической деформации, следует, что при медленном изгибе (статическое нагружение) формирование перелома может начаться не со стороны костной ткани, а со стороны ее сжатия, где образуются, косые трещины в компактном веществе, только затем возникает фокус разрыва на стороне растяжения. В зоне долома вершины костных гребней со смятием костной ткани.
Процесс промежуточного воздействия, когда тело человека вначале испытывает удар, а затем уже сдавливание между травмирующим предметом и неподвижной преградой (ударная компрессия) А.Б. Шадымов и В.Э. Янковский (1997) представляют следующим образом. Первоначально часть тела человека испытывает удар твердым тупым предметом, имеющим малую или среднюю скорость, но значительную массу и распространенную поверхность соударения. В дальнейшем образование повреждений будет связано со сдавливанием тела или части тела между твердыми тупыми предметами, один из которых подвижен. Причем, сдавливание травмируемой части (например, диафиза трубчатой кости) происходит со скоростью движения травмирующего предмета. Как и при статическом нагружении, костные комплексы будут деформироваться в полном объеме. Выраженность же локальной деформации, при прочих равных условиях, будет зависеть от площади фактического контакта в момент соударения, что определяется формой повреждаемого участка, либо формой травмирующей поверхности. Чем меньше площадь фактического контакта, тем более выражены локальные разрушения. Особенности таких переломов изучали и А.О. Колесников (2002), Е.А. Аникеева, (2004), A.M. Шемякин (2004).
Как указывалось выше, внешние нагрузки бывают сосредоточенные и рассредоточенные. В первом случае, как правило, разрушение формируется в зоне контакта (локальное) и зависит от характера воздействия, формы конструкции и физических характеристик данного тела. При рассредоточенном воздействии конструкция ломается в слабом месте, которое находится на удалении от места воздействия (конструкционные разрушения), что диктуется в первую очередь формой, конструкцией тела. Переломы диафизов трубчатых костей могут образоваться как локально; так и конструкционно.
При поперечной нагрузке на среднюю часть диафиза образуется простой симметричный изгиб с зоной растяжения на стороне противоположной воздействию и зона сжатия на стороне воздействия. Проведенные электротензометрические исследования показали, что сжимающие и растягивающие силы ориентируются вдоль длинной оси диафиза. На боковых поверхностях они составляют с продольной осью угол 45 градусов (Янковский В.Э., 1974; Саркисян Б.А., 1977).
Удар по ладонной поверхности фиксированной кисти
Удар ребром удлиненного предмета в область гребня диафизов пястных костей спереди сопровождается образованием косопопе-речных переломов в месте воздействия. Пястная кость при этом испытывает деформацию поперечного изгиба с развитием сжимающих напряжений в передних отделах боковых поверхностей, растягивающих - на задней поверхности. Края перелома в зоне разрыва ровные, хорошо сопоставимые, отвесные, в зоне долома неровные, истончены, со сколом и выкрашиванием компактного вещества.
От краев перелома на боковых поверхностях ближе к гребню отходят продольной или косо-продольной ориентации трещины преимущественно с характерными для деформации сжатия признаками по краям (Рис.1).
При нанесении удара; удлиненным предметом цилиндрической формы, как правило, возникает фрагментарно-оскольчатый перелом практически? по всей длине диафиза; с образованием, в среднем, 3-5 удлиненной формы осколков: Их формирование можно объяснить следующим образом. Неразвитость, мышечного аппарата тыльной поверхности кисти и его выраженность на ладонной? поверхности; расположение концевых отделов пястных костей по задней поверхности практически- на уровне диафизов; приводит к тому, что кость подвергается сдавливанию- между двумя твердыми; тупыми предметами:
Если; представить форму поперечного сеченияі диафиза пястнош кости в виде кольца то сдавливание: сопровождается уплощением диафиза и кольцо превращается в овал; (эллипс)?с растяжением костной ткани на боковых поверхностях и со стороны костномозгового канала в плоскости воздействия, где и располагается зона разрыва с образованием протяженных продольных трещин. Сжатие костной ткани (зона долома)?отмечается:в передних отделах кости в области; гребня и по задней поверхности также с формированием продольных трещин. Этими: трещинами диафиз в зоне контакта делится на осколки удлиненною формы; концы: их;или заостреньц либо один конец з ао стр ен, другой - неправильною прямоугольною формы. На? боковых поверхностях края осколков ровные, хорошо сопоставимые:
Со стороны удара (гребень и передние отделы боковых поверхностей кости) края перелома? истончены зубчатые, со сколом, выкрашиванием, и смятием компактного вещества. На задней поверхности так же отмечаются признаки сжатия костной ткани, но менее выраженные и со смещением мелких осколков в костномозговой канал (Рис. 2).
При ударе предметом с плоской травмирующей поверхностью возникают такие же переломы, но с еще большей выраженностью разрушения диафизов. Также за счет уплощения диафиза растяжение костной ткани возникает на боковых поверхностях и со стороны костномозгового канала в плоскости воздействия, где и располагается зона разрыва с образованием косо-продольных трещин с ровными, хорошо сопоставимыми краями. Зона долома располагается в передних отделах кости в области гребня и по задней поверхности также с формированием косо-продольных трещин, где края истончены, зубчатые, со сколом, выкрашиванием и смятием компактного вещества. Формируется от 6 до 10, преимущественно полосовидных, осколков и фрагментов с одним заостренным и вторым неправильно-прямоугольным концами. Либо образуются множественные мелкие треугольной и прямоугольной формы осколки. Все осколки и фрагменты трудно сопоставимы между собой. При этом, более мелкие преобладают в проекции краев травмирующего предмета. На боковых поверхностях края осколков ровные, хорошо сопоставимые (Рис. 3).
Ударное сдавливание со стороны тыльной поверхности
В сагиттальной плоскости кисть представляет собой неправильный конус, основание которого расположено проксимально. Диафизы как пястных костей, так и костей фаланг изогнуты в: направлении от ладонной к тыльной поверхности кисти, причем, со стороны тыльной поверхности наиболее выступающими участками кисти являются третья пястная кость и фаланги третьего пальца. Вследствие этого образуется естественный купол, вершиной обращенный кзади, как в продольном, так и в поперечном длиннику кости направлениях. При-этом выраженность мягких тканей ладонной поверхности способствует распределению усилий возникающих в:результате данного! вида воздействия на всю кисть.
Переломы пястных костей были получены во всех проведенных сериях экспериментов.
Как и при ударном? сдавливании; со стороны ладонной поверхности с высоты; 1м: наибольшие разрушения отмечалисьнашервой и третьей; пястных костях. На первойс пястнош кости, как правило; возникали косые переломы диафизаи проксимального метаэпифиза:
Зона разрыва с передней поверхности диафиза винтообразно переходит на внутреннюю в результате деформации? кручения? вследствие супинационного поворачивания- основания кости за счет реакции опоры; Края перелома на всем протяжении отвесные,; ровные, хорошо
сопоставимые. Зона до лома располагается на проксимальном мета-эпифизе со стороны задней поверхности, где имеются участки скола, выкрашивания компактного и губчатого веществ. Признаки сдавливания представлены продольными трещинами: по наружной и передней поверхностям диафиза с ровными отвесными краями (растягивающие напряжения); по задней - со скошенными, мелкозубчатыми краями, с выкрашиванием компактного вещества в месте отхождения трещин (сжимающие напряжения) (Рис.17).
При увеличении энергии удара, при падении с высоты 2м присоединялось разрушение концевых отделов кости (более выраженное на основании) с образованием осколков несопоставимых между собой.
Разрушение 3-ей пястной кости при падении травмирующего предмета с высоты 1м представлено поперечным, либо косопопереч-ным переломом в средней и нижней5 третях диафиза с переходом на дистальный метаэпифиз. Зона разрыва с ровными хорошо сопоставимыми краями располагается в области гребня и передней трети боковых поверхностей, а зона долома - по задней поверхности кости. Края здесь неровные со сколом и выкрашиванием компактного вещества. В зоне распространения перелома, на наружной и внутренней боковых поверхностях могут возникать 1-3 слабовыраженные веерообразные трещины углом открытые кзади. Во всех случаях присутствуют элементы сдавливания диафиза в виде продольных и косо-продольных трещин с признаками растяжения по боковым поверхностям и признаками сжатия по задней поверхности с образованием на этой поверхности 2-3 фрагментов и осколков удлиненной неправильной треугольной формы. При увеличении энергии удара при падении травмирующего предмета с высоты 2м формируется дополнительный косой перелом верхней трети диафиза с переходом на дистальный метаэпифиз с элементами винтообразности за счет ротации дистального отломка кнаружи со значительным разрушением концевых отделов кости в виде множественных фрагментов и осколков, несопоставимых между собой; с выраженным выкрашиванием компактного и губчатого веществ из-за раздавливания кости.
Реже по сравнению с 1-ой и 3-ей пястными костями повреждается 2-ая пястная кость. Для этой кости при сдавливании падающим предметом с высоты 1м характерно образование косопоперечного перелома диафиза в средней трети в результате деформации поперечного изгиба. Зона разрыва с ровными отвесными хорошо сопоставимыми краями располагается спереди в области гребня и передней трети боковых поверхностей диафиза со смещением на наружную поверхность из-за незначительной ротации. За счет раздваивания магистральной трещины по задне-наружной поверхности диафиза может образоваться осколок неправильной ромбовидной формы, основанием обращенный кзади (зона долома) (Рис. 18).
Как и на первой пястной кости, на границе зон разрыва и распространения перелома на «боковых» поверхностях от краев могут отходить 1-2 дополнительные веерообразные трещины углом открытые кзади.
Повреждение 2-ой пястной кости так же может быть представлен косым переломом дистального метаэпифиза с распространением вплоть до средней трети диафиза. Характер повреждения краев соответствует таковым как у вышеописанного косопоперечного перелома.
При достаточной энергии воздействия (высота падения 2м) за счет раздавливания образуются продольные, косо-продольные трещины с признаками деформации сжатия по задней поверхности и растяжения на боковых поверхностях кости, переходящие на дис-тальный метаэпифиз. Кроме этого, на проксимальном метаэпифизе может образоваться дополнительный изолированный косопопереч-ный перелом, с ровными отвесными краями со стороны передне-наружной поверхности (зона разрыва), неровными, со сколом и выкрашиванием краями со стороны задней поверхности (зона долома) (Рис. 19). Как на головке, так и на основании выявляются участки выкрашивания компактного и губчатого веществ, вплоть до их полного разрушения с образованием множества плохо сопоставимых осколков неопределенной формы.
Рентгенологическая диагностика механизмов переломов пястных костей при тупой травме кисти
Повреждения костей кисти, в экспертной практике, чаще встречаются при освидетельствовании живых лиц, чем при экспертизе трупов. Наиболее часто повреждаются пястные кости. По данным Е.В.Усольцевой и К.И. Машкара (1978) из всех переломов трубчатых костей кисти, внесуставные переломы пястных костей составляют 33,45%, внутрисуставные - 13,35%,. переломы Беннета -8,95%. Наиболее часто переломы костей кисти являются следствием травмы на производстве - 51,7%, далее следует бытовая травма -29,6% и в последнюю очередь спортивная травма -3,35%. В 8,95% случаев обстоятельства остаются невыясненными или из-за искажения, или утаивания освидетельствуемым этих обстоятельств. Поэтому, решение вопроса об условиях травмирования и механизмах образования переломов костей кистей рук при экспертизе этих потерпевших основано только на изучении рентгенограмм.
На практике эксперт руководствуется заключением рентгенолога, содержащим общую характеристику переломов, что позволяет констатировать только вид и локализацию перелома, но не позволяет судить о механизме его происхождения и обосновывать условия травмы.
В судебно-медицинской литературе по рентгендиагностике переломов диафизов длинных трубчатых костей имеются указания на поперечное расположение линии перелома на стороне, противоположной удару, ее косое направление, с параболическими трещинами на «боковых» поверхностях диафиза и наличие костного осколка неправильно-треугольной формы (Буров С.А., Резников Б.Д., 1975).
Изучение рентгенограмм, способствует выявлению ряда морфологических признаков концов отломков, что дает возможность более обосновано определять механизмы образования перелома и условия травмирования (Янковский В.Э , 1968, 1976; Саркисян Б.А., 1992; Саркисян Б.А., Янковский В.Э., 1995).
Использование в судебной медицине фрактологических методов исследования позволяет условно выделить в переломе три зоны, которые отчетливо прослеживаются на переломах диафизов длинных трубчатых костей: Г) первичного разрыва, 2) распространения перелома и 3) его долома. Их расположение по отношению к поверхностям кости дает возможность определять направление изгиба кости, а по нему и направление внешнего воздействия.
Зона разрыва характеризуется прямоугольностью концов отломков, магистральная трещина раскрывается перпендикулярно направлению главных растягивающих напряжений. В зоне распространения отмечается косое- и косопоперечное расположение магистральной трещины, дополнительные веерообразные трещины. В зоне долома видны костные гребни, козрькообразный выступ, скошенность, ос-колкообразование, нечеткость контуров концов отломков, отгибание поверхностных слоев костной ткани. Часто образуется осколок не правильно-треугольной формы, основание которого указывает на место воздействия внешней силы, авершина -на направление;
Для определения направления? вращения концов сломанной кости; в случае винтообразного перелома, на рентгенограмме; нужно? от любойточки винтовой части перелома восстановить перпендикуляры в проксимальном и дистальном направлениях.
Рентгендиагностика поднадкостничных переломов в; детском возрасте по типу «зеленой веточки» имеется свои особенности. При; поперечном, изгибе кости костная ткань детей начинает разрушаться не на; выпуклой поверхности, где концентрируются растягивающие напряжения; а на вогнутой; где костная ткань сжимается в виде вали-кообразного вспучивания; желобовидного углубления или их комбинации; Поэтому на рентгенограммах обнаруживается только зона до-лома в виде указанных изменений компактного вещества и отсутствует зоншразрыва.
Є целью выявления; диагностических критериев механизмов т условий; образования; переломов пястных; костей;по рентгенограммам; нами былю изучены все случаи обращений за медицинской помощью" в стационар?городской больницы; №1 г.; Риддер (Лениногорск) пошо-воду поврежденийкостейкиетейрук за; 1999-2005 годы;
Из; 278; обратившихся; переломы пястных костей выявлены, в; 65 случаях, т.е; 23,4%. Из них - 62 мужчины и 3 женщины в возрасте от 14 до 70 лет.
Єо слов освидетельствуемых повреждения причинялись: при падении и ударе; о твердый тупой предмет - 29 наблюдений (45%) в результате ударов сжатой в кулак кистью руки в ходе драки — 21 наблюдение (32,3%), при занятиях спортом -8 наблюдений (12%); у 7 (10,7%) пострадавших - при невыясненных обстоятельствах.
Наиболее часто -43% (28 случаев) отмечены изолированные переломы 5-ой пястной кости; из них 24 - правой кисти, 4- левой.
Из общего количества переломов 5-ой пястной кости в 23-х случаях (82%) он формировался в результате продольного изгиба кости при ударе областью пястно-фаланговых суставов сжатой в кулак кисти, когда вектор внешней нагрузки примерно совпадает с анатомической или механической осью кости. Как и при экспериментальном моделировании, чаще повреждался дистальный метаэпифиз (19 наблюдений), реже - проксимальный (4).
В 4-х наблюдениях выявлены переломы диафиза 5-ой пястной кости образованные в результате поперечного изгиба диафиза. В одном случае сформировался перелом от деформации изгиба и кручения диафиза кости.
Затем, в 21,5% случаев (14) выявлен изолированный перелом 2 пястной кости (правой кисти -10, левой - 4). В 13 наблюдениях переломы метаэпифизарные; из них - в 12 наблюдениях повреждался дистальный метаэпифиз, в одном - проксимальный.
За исключением одного случая (ударное сдавливание) переломы возникали от продольного изгиба в результате удара областью пяст-но-фалангового сочленения сжатой в кулак кисти (12 наблюдений), или при падении с высоты собственного роста на сжатую в кулак кисть руки (1 наблюдение).
Переломы 1-ой пястной кости (правой кисти - 6, левой - 3) возникали реже, чем 2-ой и 5-ой; отмечены в 13,9% наблюдений (9 случаев). Во всех наблюдениях переломы возникли при падении с высоты собственного роста на кисть руки с упором на приведенный 1-ый палец. Из них в 8-ми наблюдениях отмечен перелом проксимального метаэпифиза (перелом Беннета); в 1-м случае выявлен перелом головки.
Реже всего выявлены переломы 3-ей и 4-ой пястных костей - по 6 случаев (по 9,3%).
Переломы 3-ей пястной кости располагались в дистальном мета-эпифизе; из них, правой кисти - 5 наблюдений, левой - 1 наблюдение. Все возникли в результате удара областью пястно-фалангового сочленения сжатой в кулак кисти.
Все переломы 4-ой пястной кости расположены на правой кисти. В 4-х наблюдениях выявлены метаэпифизарные (по 2 в дистальном и проксимальном отделах) переломы, которые, как и на других пястных костях возникли от продольного изгиба.
В одном наблюдении поперечный перелом 4-ой пястной кости образовался от удара по лежащей на подожке кисти ребром удлиненного предмета. В одном наблюдении выявлен косой перелом верхней трети диафиза, который характерен для ударного сдавливания твердым тупым предметом по тыльной поверхности кисти, лежащей на жесткой подложке.
![Новый комплекс лечения больных с несращенными переломами ладьевидной кости кисти [Электронный ресурс]](/i/i/4484/208261.png "Новый комплекс лечения больных с несращенными переломами ладьевидной кости кисти [Электронный ресурс] Сизоненко Ярослав Владимирович")
