Биомеханические особенности повреждения позвоночника в зависимости от условий травмы

Травма позвоночника относится к числу повреждений, которые дают высокую смертность среди всех пострадавших или приводят к длительной нетрудоспособности. Вопросы механизмов повреждений позвоночника нашли свое отражение как в травматологической, так и судебно-медицинской литературе (П.П. Горобец, 1971, А.П. Громов, 1979, Е.А. Коваленко, 1967, А.И. Коновалов, 1983, В.Н. Крюков, 1995, 1977, В.О. Плаксин, 1976, Н.Н. Приоров, 1939, Я.Л. Цивьян, 1971, и мн. др.). Задачей работы является изучение биомеханических свойств позвоночного столба в целом, выяснение закономерностей формирования переломов в зависимости от вида внешнего воздействия, положения тела человека или его отдельных частей в момент травмы и до неё, а также установление морфологических признаков переломов, характеризующих конкретные механизмы травмы. Анализ экспертного материала при механической травме показывает, что падение с высоты занимает одно из ведущих мест. Были изучены архивные материалы 2-^го судебно-медицинского морга по травме при падениях с высоты за 2001 год. Всего изучено 196 случаев, из них 55 – с повреждением позвоночного столба в различных отделах. Наиболее часто повреждается грудной отдел – 43 случая, далее по частоте встречаемости стоит поясничный отдел – 14 случаев, наиболее редко повреждается шейный отдел – 10 случаев. В каждом отделе позвоночного столба рассматривались повреждения связок, остистых отростков, поперечных отростков, межпозвоночных дисков, спинного мозга, тел и дуг позвонков. В шейном отделе наиболее часто повреждаются тела позвонков –12 случаев, связки – 3 случая, межпозвоночные диски – 3 случая, поперечные отростки – 2 случая, спинной мозг – 1 случай. В грудном отделе наиболее часто встретились повреждения тел позвонков – 26 случая, далее по частоте встречаемости повреждения межпозвоночных дисков – 12 случаев, повреждение спинного мозга – 10 случаев, переломы остистых отростков – 9 случаев, разрывы связок – 8 случаев, переломы поперечных отростков – 3 случая, дуг позвонков – 1 случай.

В поясничном отделе наиболее часто встретились переломы поперечных отростков позвонков – 7 случаев, переломы тел позвонков – 4 случая, разрывы связок – 3 случая, переломы остистых отростков – 2 случая, повреждения межпозвоночных дисков – 2 случая, спинного мозга – 1 случай.

Травмы позвоночника принято разделять на две большие группы: "прямая" и "непрямая". Наиболее частой причиной повреждений является "непрямая" травма, когда сила действует по оси позвоночника с чрезмерным сгибанием или переразгибанием одного из его отделов.

Цивьян Я.Л. [1971] выделяет четыре основных механизма переломов при "непрямой" травме позвоночника: сгибательный, разгибательный, сгибательно-ротационный и компрессионный.

Характер и особенности повреждения тела позвонка и его частей зависят от механизма перелома. Большинство авторов считают, что для сгибательного положения тела характерной является образование перелома, придающего телу позвонка клиновидную форму. В то же время для компрессионного механизма типичными можно считать оскольчатые "взрывные" переломы тел позвонков.

Запредельное вертикальное нагружение, при котором формируются конструкционные (непрямые) повреждения тел позвонков, возникает, как правило, при падениях с высоты и вертикальном варианте «приземления» (на ноги, на голову, на ягодицы). Если в момент травмы позвоночник находится в физиологическом положении, происходит увеличение естественных изгибов. В этих участках формируются фрагментарные переломы (в травматологии их часто обозначают как "взрывные переломы").

Подобные фрагментарные переломы возникают на грудных и поясничных позвонках при падении с высоты на ягодицы в положении сидя или при падениях на плечи.

Как показали экспериментальные исследования и некоторые экспертные наблюдения, в случаях падения с высоты на ноги и ягодицы происходит изгиб туловища кпереди, отмечается выпрямление грудного кифоза и увеличение поясничного лордоза, что вызывает развитие вертикальных растягивающих напряжений на переднебоковой поверхностях тел позвонков. Особенностью неполных переломов тел грудных и поясничных позвонков при их компрессии является образование на боковых поверхностях вертикальных трещин без уменьшения высоты позвонка.

При падении с высоты и ударе о грунт задней поверхностью туловища происходит “прямая” травма позвоночника. В момент удара происходят разгибание и переразгибание грудного кифоза, сопровождающиеся растяжением передней продольной связки и передних отделов тел позвонков. В месте наибольшего растяжения костной ткани, формируется фрагментарно-оскольчатые переломы. С позиции теоретической механики позвоночный столб рассматривается как эластический стержень, абсолютная биологическая упругость которого обусловлена, главным образом, эластическими свойствами пульпозных ядер и межпозвонковых дисков. При этом учитывается, что устойчивость стержневых систем в значительной степени определяется их длинной и соотношением длины к толщине. Прочностная характеристика позвоночного комплекса во многом зависит от его длинны и кривизны, иными словами – устойчивости конструкции. С увеличением длинны, а также кривизны позвоночного столба вероятность потери устойчивости увеличивается, а способность противостоять нагрузке снижается. Для выяснения механизма травмы предлагается производить следующие измерения: длину тела, длину позвоночного столба в целом, длину шейного, грудного, поясничного отделов, грудной кифоз.