Кислов м а переломы длинных трубчатых костей
Одно из ведущих мест при травме тупыми предметами от всех повреждений костей скелета составляют переломы костей конечностей [4, 7], вследствие чего большое количество работ в судебно-медицинской литературе посвящено изучению механизмов возникновения и морфологии переломов костей [2, 3, 5]. Однако в литературных источниках не приводится информация по установлению механизмов травмы в случаях ее фрагментации. До настоящего времени имеются лишь отдельные сведения о решении таких вопросов при сочетании механического и термического воздействия [1, 6].
Доминирующее место, наряду с различными вопросами о направлении, уровне, последовательности внешних воздействий, занимает определение вида внешнего воздействия (удар, давление), что отражает скорость нагружения объекта.
Вследствие малоизученности данной проблемы мы решили остановиться на исследовании морфологии разрушения компактного слоя длинных трубчатых костей в эксперименте при ударной и компрессионной нагрузках.
На поверхности излома можно выделить последовательно сменяющие друг друга три зоны: разрыва (зарождение разрушения), сдвига (распространение разрушения) и долома (завершение разрушения). Характеристики поверхности перелома имеют специфику разрушения соответственно его зональности от зарождения до завершения. Однако в отечественной и зарубежной литературе не имеется сведений, касающихся микрофрактографических признаков повреждений костной ткани, указывающих на особенности ее разрушения при относительно близких силовых воздействиях с учетом возраста индивида. Решение данного вопроса является важным при установлении механизма травмы в случаях мелкой фрагментации кости.
Цель настоящей работы заключается в повышении эффективности диагностики механизмов многооскольчатых переломов костей конечностей на основе изучения морфологии излома методом фрактографии.
Для этого проводили эксперименты (в количестве 50) по разрушению образцов нативных большеберцовых костей трупов мужского пола в возрасте 46– 54 лет.
Костные образцы, размерами 120×5×5 мм, разрушали при ударе настольным копром МК-05 и методом кратковременного давления на учебном прессе с гидравлическим приводом.
При этом изучали общую траекторию перелома, мозаику и распространение микротрещин, виды повреждения гаверсовых систем и межостеонного пространства по ходу разрушения.
Для изучения излома использовали методы остеоскопии, стереомикроскопии, электронной микроскопии.
В результате комплексного исследования повреждений костных образцов установлено, что различные виды внешней нагрузки порождают формирование разной по качеству траектории и текстуры разрушения.
Так, при ударе в зоне разрыва отмечается рубцовая текстура разрушения, общий вид его поверхности шероховатый за счет формирования гребней, образующихся в результате разнонаправленности концентрации напряжений в костной ткани. При этом микротрещины выявляются в стенках остеонов и в межостеонных пространствах.
Зона сдвига характеризуется трещинами, пересекающими ламеллы, в результате чего выявляются сколы гаверсовых пластин остеонов с образованием осколков. Прохождение магистральной трещины через стенки остеонов вызывает их разрушение и формирование оставшихся структур в виде гребней, параллельных друг другу. В стенках остеонов выявляются микротрещины в виде острых углов, вершинами направленные навстречу разрушению.
При переходе зоны сдвига в долом поверхность разрушения представлена мелкоячеистой (сетчатой) текстурой. В месте разъединения кости вклинение отломков выражено слабо, контур разъединения – волнистый.
Принципиально иной характер разрушения определяется при исследовании образцов, поврежденных методом давления.
Такой способ внешнего воздействия порождает более сглаженную текстуру разрушения в зоне разрыва, микротрещины концентрируются преимущественно в межостеонных пространствах.
При давлении в зоне сдвига происходит «подрытие» гаверсовых пластин остеонов с образованием мелких осколков, имеющих преимущественно вид пылеобразных частиц, что связно с более поперечным развитием магистрального разрушения в виде внешнего взаимодействия по сравнению с ударом.
За счет глубокого продольного вклинения сопряженных поверхностей излома, а также за счет удлинения по времени конкурирующего действия таких типов разрушения, как поперечного и продольного сдвигов, контур долома зубчатый. Текстура на участке, прилежащем к долому, представлена мозаикой микротрещин в виде «шевронного узора».
Таким образом, экспериментальные исследования на нативных образцах большеберцовых костей дали возможность выявить сущность формирования микроскопических свойств на поверхности излома.
В ходе исследований установлено, что в зависимости от вида внешнего воздействия (удар или давление) образуется неодинаковая морфология поверхности разрушения, что позволяет проводить дифференциальную диагностику различных видов нагружения повреждений в случае мелкой фрагментации.
Список литературы
Бахметьев В.И. Множественные переломы длинных трубчатых костей нижних конечностей при травме тупыми предметами: автореф. дис. … д-ра мед. наук / В.И. Бахметьев. – Самара, 1992. – 22 с.
Крюков В.Н., Галлиев Б.Х., Сальников Ю.К. Установление видов деформации и разрушений при исследовании отломков костей/ В.Н. Крюков, Б.Х. Галлиев, Ю.К. Сальников // Судебно-медицинская экспертиза. – 1986. – № 2. – С. 28–31.
Нагорнов М.Н. Морфология излома костей при разрушении деформации растяжения в области фронта трещины / М.Н. Нагорнов // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. – Ижевск, 1991. – С. 97–99.
Кислов М.А. Особенности разрушений костной ткани при различных способах внешнего воздействия / М.А. Кислов, В.И. Бахметьев, Н.А. Степанян // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – Москва, 2006. – Т. 5. – № 1. – С. 192–195.
Кислов М.А. Статистическая оценка диагностической значимости морфологических признаков повреждений длинных трубчатых костей на основе характеристики излома / М.А. Кислов, В.И. Бахметьев, Ю.А. Полянский // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – Москва, 2007. – Т. 6. – № 1. – С. 252–253.
Кислов М.А. Определение вида внешнего воздействия на основе анализа морфологии излома длинных трубчатых костей нижних конечностей / М.А. Кислов, В.И. Бахметьев // Судебно-медицинская экспертиза. – Москва, 2008. – С. 11–13.
Кислов М.А. Судебно-медицинская диагностика вида внешнего воздействия на основе анализа морфологии излома длинных трубчатых костей нижних конечностей. Автореф. дис. … канд. мед наук. – М., 2008. – 16 с.
Источник
Работы, освещающие особенности установления механизма травмы по характеру разрушения кости в случаях ее фрагментации редки.
В данной статье рассматриваются морфологические признаки разрушений трубчатой кости при различных способах внешнего воздействия. Выявлены дифференциально-диагностические признаки повреждений, позволяющие устанавливать механизм перелома по характеру поверхности излома в случаях мелкой фрагментации кости.
Проведено исследование морфологии разрушения компактного слоя длинных трубчатых костей в эксперименте при ударной и компрессионной нагрузках.
МЕТОДЫ
Для этого проводили эксперименты (в количестве 50) по разрушению образцов нативных большеберцовых костей трупов мужского пола в возрасте 46-54 лет.
Костные образцы, размерами 120х5х5мм., разрушали при ударе настольным копром МК-05 и методом кратковременно давления на учебном прессе с гидравлическим приводом ( рис. 1)
 | Рис.1 Схема перелома костного образца. Р-направление нагрузки. Стрелками указаны деформации на поверхности растяжения ( ) и сжатия ( -> |
Изучали общую траекторию перелома, мозаику и распространение микротрещин, виды повреждения гаверсовых систем и межостеонного пространства по ходу разрушения.
Поверхность перелома исследовали с помощью стереомикроскопа МБС — 10, сканирующего электронного микроскопа «Тесла» БС — 300, использовали цифровую камеру «Canon PowerShot Pro 1». Для обработки структурных фотоизображений переломов применяли программу focus fotoeditor (ver.4.0.3), позволяющую проводить исследование элемента поверхности разрушения для выделения морфологических признаков поверхности костной ткани в различных вариантах визуального контраста.
На поверхности излома можно выделить последовательно сменяющие друг друга три зоны:
— разрыва(зарождение разрушения),
— сдвига (распространение разрушения) и
— долома (завершение разрушения).
Именно такую неоднородность строения изломов Гордеева Т.А., Жегина И.П. (1978), связывают с тем, что процесс разрушения носит скачкообразный характер.
В результате исследования установлено, что различные способы внешней нагрузки порождают формирование разной по качеству траектории и текстуры разрушения.
РЕЗУЛЬТАТЫ
УДАРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
Так, при ударе отмечается косопродольное направление разрушения, общий вид его поверхности шероховатый за счет формирования рубцов и осколков, образующихся в результате разнонаправленности концентрации напряжений в костной ткани и скола гаверсовых пластин остеонов (рис.2, рис.3).
Зона разрыва занимает от 1/3 до 1/8 толщины кости, поверхность перелома имеет крупнобугристый характер, что связано с концентрацией микротрещин на этом участке, которые ориентированных под острым углом (около 45 градусов) относительно общего направления разрушения (рис 2). Отмечается четкое разделение границы перехода разрыва в сдвиг.
В зоне сдвига, вследствие стремительности разрушения, выявляются сколы гаверсовых пластин остеонов с образованием осколков (рис.3-1). Текстура здесь представлена гребнями, параллельными друг другу (рис.3-2). По ходу действующей сдвиговой деформации практически полностью разрушаются стенки остеонов, на месте которых выявляются микротрещины в виде острых углов, вершинами направленных навстречу хода разрушению («языки скола») (рис. 3-3).
Концентрация напряжений костной ткани при ударной нагрузке больше происходит в зоне сдвига, где определяются хаотично расположенные микротрещины, как между остеонами (рис.4-1), так и в их стенках (рис.4-2).
 |
| Рис.4 зона сдвига при ударе (увел. Х200) Эффект «негатив». Микротрещины между остеонами (1) и в стенках остеонов (2) |
Определяется четкое разделение границы зон сдвига и долома, поверхность разрушения на этих участках относительно гладкая и представлена мелкоячеистой (сетчатой) текстурой (рис.5-1). В месте разъединения кости вклинение отломков слабо выражено, контур разъединения – мелковолнистый (рис. 5-2).
 |
| Рис 5. зона долома при ударе (увел. Х200) «мелкоячеистый» узор (1) и волнистый контур в месте разъединения кости (2) |
ПОВРЕЖДЕНИЯ, ПРИЧИНЕННЫЕ МЕТОДОМ ДАВЛЕНИЯ
При исследовании образцов, поврежденных методом давления определяется принципиально иной характер разрушения.
Общая траектория разрушения поперечная с формированием сглаженного рельефа поверхности. Текстура излома на всем протяжении мелкобугристая и переход зоны разрыва в сдвиг выражен нечетко.
Распространение зоны разрыва занимает до 1/2 толщины кости. Разрушение принимает хаотичный характер, обходя на своем пути остеоны. Подтверждением этого факта являются микротрещины, которые концентрируются вокруг остеонов (рис.6).
 |
| Рис.6 зона разрыва при давлении (увел. Х200) Концентрация микротрещин вокруг остеонов (указано стрелками) |
В зоне сдвига вследствие скачкообразного характера разрушения образуется «подрытие» гаверсовых пластин остеонов (рис.7-1) с образованием мелких осколков («костная пыль») (рис.7-2). Так же, как и в зоне разрыва, при сдвиговом участии разрушений, концентрация микроразрушений костной ткани более выражена вокруг остеонов гаверсовых каналов (рис.8).
Медленный изгиб формирует слабовыраженный переход разрушения на границе сдвига и долома. За счет глубокого вклинения в зоне долома образуется «подрытие» и козырькоподобный выступ, а также зубчатый контур в месте разъединения кости (рис.9-1). Текстура в зоне долома представлена мозаикой микротрещин в виде «шевронного узора» — «ветви дерева» [4] (рис.9-2).
 |
| Рис 9. зона долома при давлении (увел. Х200) «шевронный» узор на фоне рубца (2) и зубчатый контур в месте разъединения кости (1) |
Таблица 1.
Дифференциально-диагностические признаки повреждений костей при различных способах внешнего воздействия.
№ | признаки | удар | давление |
1 | общее направление разрушения | косопродольное | более поперечное |
2 | общий вид поверхности разрушения | шероховатая | сглаженная |
3 | распространение зоны разрыва | от 1/3 до 1/8 толщины кости | до 12 толщины кости |
4 | текстура в зоне разрыва | крупнобугристая | мелкобугристая |
5 | граница перехода разрыва в сдвиг | четкая | слабовыраженная |
6 | сколы гаверсовых пластин остеонов | в зоне сдвига | отсутствуют |
7 | текстура в зоне сдвига | в виде острых углов, вершинами навстречу разрушению | в виде гребней, параллельных друг другу |
8 | разрушение остеона | через гаверсовы пластины | вокруг гаверсовых пластин |
9 | Выраженность границы сдвига и долома | четкая | слабовыраженная |
10 | Вклинение отломков в месте разъединения | мелкое | глубокое |
11 | контур края зоны долома | волнистый | зубчатый |
12 | Вид текстуры в зоне долома | мелкоячеистый | «шевронный узор» |
Т.о. в зависимости от способа внешнего воздействия (удар или давление) образуется неодинаковая морфология поверхности разрушения, что позволяет проводить дифференциальную диагностику различных способов нагружения повреждений в случае ее мелкой фрагментации.
Список литературы:
• Бахметьев В.И. Множественные переломы длинных трубчатых костей нижних конечностей при травме тупыми предметами: автореф. дис. … д-ра. мед. наук/ В.И.Бахметьев.; Самара, 1992. – 22 с.
• Гордеева Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов./ Т.А.Гордеева, И.П.Жегина – М.: Машиностроение, 1972.- 178 с.
• Крюков В.Н., Галлиев Б.Х., Сальников Ю.К. Установление видов деформации и разрушений при исследовании отломков костей/ В.Н.Крюков, Б.Х.Галиев, Ю.К.Сальников// Судебно-медицинская экспертиза. — 1986. — №2. – С.28-31.
• Нагорнов М.Н. Морфология излома костей при разрушении деформации растяжения в области фронта трещины/ М.Н.Нагорнов// Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. – Ижевск. — 1991. – С.97-99
• Фрейдлин С.Я. Дальнейшие исследования по статистике переломов костей./ С.Я.Фрейдлин// Ортопедия, травматология и протезирование. – 1971. — №7. – С.58-64
• Янковский В.Э. К вопросу об определении механизмов образования переломов./В.Э.Янковский// Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики. – Барнаул. — 1988. – С. 11-17.
Источник
Исследования колото-резаных повреждений плоских костей проводились с различных позиций, при которых исследовали морфологию, биомеханику нанесения повреждений и экспертные критерии, позволяющие проводить идентификацию конкретного следообразующего объекта.
РЕЗУЛЬТАТЫ
С позиций механики выявлено, что при погружении клинка ножа в кость происходит два вида нагружения -плавный переход резания в торец в продольное или поперечное резание. При погружении ножа в кость сила резания возрастает прямо пропорционально перемещению режущей кромки. Далее по мере погружения ножа вглубь, на боковых поверхностях формируются сдвиговые деформации, увеличивается площадь соприкосновения его полей заточки и боковых поверхностей клина с материалом и смятие прекращается; в отогнутых частях материала накапливается потенциальная энергия, которая начинает разрушать материал. То есть накопившаяся потенциальная энергия превышает предел прочности материала и создает трещину распора.
ВЫВОДЫ
Таким образом, переход одного вида нагружения в другой формируют различную морфологическую картину, по которой можно определить зону острия клинка ножа, границей которой является участок, где лезвие к оси клинка проходит под углом 45 градусов.
I Автоматизация процесса определения удара или давления по морфологическим признакам переломов длинных трубчатых костей
• к.м.н. М. А. Кислов1, М. В. Парешин2
1Бюро судебно-медицинской экспертизы Московской области, (нач.— д.м.н., проф. В. А. Клевно),
2Тамбовское областное бюро судебно-медицинской экспертизы, (нач.— к.м.н. Л. М. Курзин) Аннотация: В случаях обнаружения скелети-рованных трупов с повреждениями длинных трубчатых костей, для облегчения установления механизма травмы судебно-медицинским экспертом разработана автоматизированная программа для интеллектуального анализа данных.
Ключевые слова: Перелом, длинных трубчатые кости, удар, давление, компрессия, излом, поверхность перелома, диафиз
Automation of the process of determining the impact or pressure in morphological features of fractures of long tubular bones
• M. A. Kislov, M. V. Paresin
Abstract: In cases of detection of skeletal corpses with damages of the long bones, in order to facilitate the mechanism of the injury forensic expert has developed an automated program for data mining. Keywords: Fracture of long bones, shock, pressure, compression, fracture, the fracture surface, the diaphysis
ВВЕДЕНИЕ
Судебно-медицинское исследование автотравмы составляет более 20 процентов от всех исследований по поводу насильственной смерти. При этом установление
механизма травмы (удар или переезд) не вызывает особых затруднений при экспертизе тела в морге по совокупности повреждений на теле человека. Однако в случаях эксгумации или нахождении скелетированных останков решение вопроса определения вида внешнего воздействия затруднительно.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Для решения этого вопроса нами была проведена серия экспериментов на трупах мужского и женского пола, умерших в возрасте 20-60 лет, причина смерти которых была не связана с травмой. Материал экспертных наблюдений составляли поврежденные длинные трубчатые кости нижних конечностей трупов лиц, погибших в результате дорожно-транспортных повреждений. Всего при исследовании было изучено 197 экспериментальных переломов длинных трубчатых костей нижних конечностей и 25 экспертных наблюдений. Повреждения костей и костных образцов исследовали методами остеоскопии, стереомикроскопии.
РЕЗУЛЬТАТ
В результате морфологического исследования поврежденных длинных трубчатых костей и статистической обработки результатов исследования, установлено, что из 72 изучаемых признаков разрушений специфичными для определения вида внешнего воздействия оказались 22 признака, из них 10 для удара и 12 для давления.
ВЫВОДЫ
Опираясь на полученные данные в процессе проведения исследований разработана автоматизированная система определения вида внешнего воздействия по морфологии излома, основанная на технологии интеллектуального анализа данных, в частности, метода дерева решений.
О возможности формирования и диагностическом значении пояска размозжения во входной огнестрельной ране
• д.м.н. С. В. Леонов 1 , А. В. Никитаев 2
1 Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз Министерства обороны Российской Федерации (нач.— д.м.н.
П. В. Пинчук)
2 Керченское отделение ГБУЗ Республики Крым «Крымское Республиканское бюро судебно-медицинской экспертизы» (нач.— Е. Д. Иванченко)
Аннотация: Статья посвящена механизмам формирования входной огнестрельной раны. Проведены морфологические исследования позволившие выявить зону размозжения во входной огнестрельной ране. Предложены и обоснованы механизмы ответственные за ее формирование, с учетом основных постулатов физики высокоскоростного удара. Ключевые слова: огнестрельная травма, поясок осаднения, поясок размозжения, поясок отслоения, входная огнестрельная рана, дефект эпидермиса, зона размозжения, ударный кратер, фестончатый рельеф, ударная волна, волна разгрузки, параболические ямки.
журнал СУДЕБНАЯ МЕДИЦИНА наука | практика | образование
www.cудебная-медицина.рф • том 1 №2, апрель 2015
Переломы длинных трубчатых костей
БиблиографияПереломы длинных трубчатых костей. Модуль / М.А. Кислов. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016 —
АвторыМ.А. Кислов
ИздательствоГЭОТАР-Медиа
Год издания2016
АннотацияДанный модуль позволит выявлять морфологические признаки на изломе и применять их в практической работе в случаях компрессионной и ударной нагрузки, а также при ротации кости, находящейся в сложном напряженном состоянии и при нормальном развитии напряжений.
Переломы длинных трубчатых костей
Специальности
- Судебно-медицинская экспертиза
Целевая аудитория:Врачи судебно-медицинские эксперты
Образовательные цели:После изучения модуля вы:
- узнаете морфологические признаки излома длинных трубчатых костей нижней конечности при ударной нагрузке и давлении;
- сможете выявить диагностические критерии судебно-медицинского установления направлений травматизации и видов внешнего воздействия по морфологической характеристике излома;
- научитесь соотносить изменения векторов направлений травматизации и разрушения кости для определения возможных ротационных смещений конечности при внешнем воздействии.
Загружено 2016-03-30 18:19:37
При действии тупых твердых предметов в поперечном направлении эти кости разрушаются с образованием осколков, но могут возникать и безоскольчатые переломы (рис. 19).
Рис. 19. Механизмы переломов длинных трубчатых костей.
а — распределение силовых напряжений в момент образования перелома;
б — образование безоскольчатого перелома;
в — образование оскольчатого перелома.
Сопротивляемость длинных трубчатых костей по отношению к внешнему воздействию неодинакова и зависит от многих факторов (вида кости, направления удара, пола, возраста и т. д.). Так, например, для диафиза бедренной кости разрушающая энергия при ударе составляет 140—170 Дж, при кручении—150— 180 Дж, разрушающая нагрузка при изгибе — 3000—4000 Н.
Кость прочнее на сжатие, чем на растяжение, поэтому при изгибе кость будет разрушаться в точке наибольшего растяжения, т. е. на выпуклой стороне. Образовавшаяся трещина распространяется к вогнутой стороне, которая в большинстве случаев является местом внешнего воздействия. Таким образом, перелом формируется и распространяется в направлении, обратном направлению внешнего воздействия. В зоне сжатия кости трещина нередко раздваивается, формируя своеобразный треугольный (в профиль) осколок. В начальной части линия перелома по отношению к диафизу располагается в поперечном направлении. На боковых от места удара сторонах от края перелома отходят кортикальные трещины. В зоне сжатия кости поверхность излома всегда крупнозубчатая, в зоне растяжения — мелкозернистая.
Сходные по внешнему виду переломы, но разные по локализации возникают при неодинаковых механизмах травмы (Например, сгибание диафиза длинной трубчатой кости при поперечном давлении, сгибание при одном защемленном конце, сгибание при продольном воздействии). При этом требуется различное внешнее усилие (наименьшее — при сгибании кости с защемленным эпифизом, наибольшее — при продольном воздействии).
Довольно частым видом перелома длинных трубчатых костей является их деформация вследствие ротации тела вокруг фиксированной конечности или конечности относительно фиксированного тела. При кручении формируются винтообразные переломы.
Если (мысленно) восстановить перпендикуляр к винтообразному отрезку линии перелома, то можно определить, в каком направлении происходила ротация (рис. 20).
Рис. 20. Условия возникновения диафизарных переломов длинных трубчатых костей. а — поперечный изгиб (удар тупым предметом в поперечном направлении); б — изгиб от продольного воздействия; в — удар под острым углом; г — изгиб при одном фиксированном эпифизе; д — ротация.
Переломы длинных трубчатых костей в одном и том же месте могут формироваться при разных условиях внешнего воздействия (например, переломы в области хирургической шейки плеча). Анализ особенностей поверхности излома помогает правильно ориентироваться в механизмах травмы (таблица 6).
| Признак | Характеристика признака | ||
| на стороне сжатия | на стороне растяжения | на боковой стороне | |
| Контур края перелома | В виде резко ломаной линии, ориентированной косо-поперечно к продольной оси кости | В виде мелкозубчатой или ровной линии, расположенной в поперечном направлении к продольной оси кости | В виде ломаной линии, косо расположенной к продольной оси кости. Раздваивается в случаях оскольчатых переломов |
| Трещины | Редко продольные кортикальные | Отсутствуют | Дугообразно отходят от края перелома. Могут переходить в продольные трещины кортикального слоя |
| Осколки | Чаще ромбовидные (в профиль треугольные) | Отсутствуют | Иногда мелкие, полулунной формы |
| Поверхность излома | Крупнозубчатая | Мелкозернистая | Зубчатая |
| Плоскость излома | Косая по отношению к поверхности кости | Перпендикулярная по отношению к поверхности кости | Перпендикулярная по отношению к поверхности кости |
| Степень сопоставления отломков | Сопоставление неполное. Дефект края излома (от выкрашивания до формирования осколков) | Сопоставление полное, без дефекта массы костного вещества | Сопоставление полное. Возможно выкрашивание в виде небольших треугольных или полулунных дефектов |
Воздействие значительной силы вдоль кости может вызвать вколоченные переломы (например, при падении с высоты на ноги). При большой эластичности костей (у детей) в этих условиях в метаэпифизарных отделах возникают кортикальные валикообразные вспучивания костного вещества без нарушения целости кости.
Источник