Судебномедицинская оценка повреждений костей черепа в зависимости от условий падения на плоскости и характера поверхности соударения

ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ им. И. М. СЕЧЕНОВА

На правах рукописи

ДЕРБОГЛАВ Валерий Вячеславович

СУДЕБНОМЕДИЦИНСКАЯ ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЙ КОСТЕЙ ЧЕРЕПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПАДЕНИЯ НА ПЛОСКОСТИ И ХАРАКТЕРА ПОВЕРХНОСТИ СОУДАРЕНИЯ

14.00.24. Судебная медицина

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва — 1975

Работа выполнена на кафедре судебной медицины (заведующий — проф. А.П. Громов) 1-го Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного знамени медицинского института им. И.М. Сеченова. Ректор — лауреат Государственной премии СССР, профессор В.И. Петров.

Научный руководитель — доктор медицинских наук, профессор А.П. Громов.

Официальные оппоненты:

• Доктор медицинских наук, профессор К.И. Хижнякова.
• Член-корреспондент АМН СССР, заслуженный деятель науки РСФСР, профессор А.Н. Шабанов.

Научно-практическое учреждение, дающее внешний отзыв — Бюро судебно-медицинской экспертизы ГУЗМ.

Автореферат разослан « » 1975 г.

Защита диссертации состоится « » 1975 г. в I Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинском институте им. И.М. Сеченова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (Б. Пироговская ул., дом 2/6).

Ученый секретарь Совета — доктор медицинских наук Б.П. Федоров.

Черепно-мозговая травма как причина смерти занимает одно из первых мест среди других видов травмы. Согласно статистическим данным, более 50% черепно-мозговой травмы связано с несчастными случаями, среди которых на падения с высоты собственного роста, по данным различных авторов (С. Tovo, 1908; Э. Гофман, 1912; М. Кермбах, В. Бургивин, 1937; М. Кернбах, Хургесью, 1937; Д.Н. Федоров, 1939; В. А. Яралов, 1949; П. П. Щеголев, 1962; и др.), приходится от 20 до 40% случаев.

Хотя данный вид травмы часто встречается в практике судебномедицинских экспертов и травматологов, установление механизма образования имеющихся повреждений по их характеру в целом ряде случаев вызывает затруднения, поскольку данный вопрос является еще недостаточно изученным. Анализ доступной литературы показывает, что число работ, касающихся особенностей возникновения повреждения костей черепа в случаях падения человека на плоскости, весьма незначительно (С. В. Гольдштейн, 1961; В. А. Наумов, 1963; Н. А. Цветаева, 1967; Е. Я. Соколов, 1967; А. П. Громов, 1972; О. А. Ро-модановский с соавт., 1972; В. В. Дербоглав с соавт., 1972, и др.). Однако я эти работы имеют в основном описательный характер, где не нашли отражения основные вопросы механизма подобной травмы.

Судебномедицинское исследование повреждений, возникающих в результате падения человека с высоты собственного роста (падение на плоскости), должно дать ответ на ряд вопросов, имеющих большое значение для органов следствия. К ним относятся и выяснение механизма возникновения имеющихся повреждений, в частности: наличие или отсутствие предшествующего ускорения (толчок, удар), определение силы удара, характер поверхности соударения и пр. В связи с этим, в практической деятельности перед судебномедицинским экс-

пертом возникает необходимость точно установить физические характеристики травмы. Эксперт, поскольку ему не всегда известны условия возникновения подобной травмы, вынужден в своем заключении основываться лишь на анализе имеющихся повреждений, которые он сравнивает с аналогичными повреждениями, возникшими при известных обстоятельствах.

Вместе с тем, вопрос о механизме возникновения Переломов костей черепа может быть решен только при учете многих факторов, встречающихся в случаях удара головой при падении на плоскости. Основными из них, по нашему мнению, являются: степень жесткости поверхности соударения; локализация места соприкосновения головы с поверхностью соударения; форма головы и затылочной области; толщина костей черепа в области соударения; амортизирующие свойства мягких тканей головы, волосяного покрова и головного убора; наличие или отсутствие предшествующего ускорения (толчок, удар); рост, вес, пол, возраст.

Целью данной работы является определение характера и особенностей повреждений костей черепа, возникающих при падении человека навзничь в зависимости от условий падения.

В связи с этим мы поставили перед собой следующие задачи:

1. Определить, какое влияние на характер травмы оказывает форма головы и, в частности, форма головы в области соударения?
2. Установить, имеются ли какие-либо признаки, позволяющие отдифференцировать самопроизвольное падение на плоскости от падения при наличии предшествующего ускорения «как с головным убором, так и без него?
3. Влияет ли на характер повреждения жесткость и рельеф поверхности соударения?

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выявления характера и особенностей повреждений костей черепа, возникающих в случаях падения человека навзничь при различных условиях (самопроизвольное падение и падение с предшествующим ускорением как в головном уборе, так и без него) нами был проведен 131 эксперимент па биоманекенах (трупах) лиц мужского (112) и женского (19) пола в возрасте от 14 до 88 лет. Эксперименты проводились на трупах, не имевших каких-либо видимых повреждений как на волосистой части головы, так и на лице, что устанавливалось при тщательном исследовании трупа. Исключалось также наличие черепно-мозговой травмы путем выяснения катамнестических данных. Из эксперимента Исключались и случаи, имевшие явные признаки патологии опорно-двигательного аппарата, и заболевания, которые могли оказать влияние на развитие и строение костной ткани. Для обеспечения однородности материала эксперименты проводились преимущественно на трупах с признаками острой смерти (механическая асфиксия, отравление алкоголем, острая сердечно-сосудистая недостаточность и т.п.) в период от 12 до 36 часов после ее наступления, так как в этот период времени в мышцах шеи развивалось трупное окоченение в какой-то мере имитировавшее мышечное напряжение, присущее живому человеку.

Таблица №1

Распределение материала экспериментов по полу, возрасту и причинам смерти

Распределение материала экспериментов по возрасту, полу и причинам смерти представлено в таблице № 1.

Моделирование случаев падения человека на плоскости навзничь осуществлялось при следующих условиях: самопроизвольное падение тела (с нулевой начальной скоростью) и с наличием предшествующего ускорения, (имитация толчка, удара). Каждая из указанных групп включала в себя случаи падения как в головном уборе, так и без него. При выборе поверхности соударения в процессе проведения экспериментов мы исходили из тех условий, при которых чаще всего могут встречаться случаи падения человека с высоты собственного роста на улице. В связи с этим мы остановились на замерзшей земле, асфальте и бордюрном камне.

Tаблица №2

Распределение материала в зависимости от поверхности соударения и условий падения

Распределение материала в зависимости от поверхности соударения и условий падения

Распределение материала в зависимости от условий эксперимента представлено в таблице № 2.

Эксперименты проводились на специальном стенде, изготовленном на кафедре судебной медицины 1 МММ им. И.М. Сеченова, представляющем собой раздвижную металлическую раму, имеющую ось вращения на подшипниках. Трупу, жестко фиксированному в раме, придавалось вертикальное положение, из [которого осуществлялось падение на плоскость вокруг оси вращения рамы. Схема стенда представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема стенда для моделирования случаев падения человека навзничь: 1 — биоманекен, 2 — поверхность соударения, 3 — мессдоза, 4 — опорная плита мессдозы, 5 — раздвижная металлическая рама, 6 — ось вращения рамы, 7— фиксирующие ремни, 8 — станина стенда.

Падение на плоскости с предшествующим ускорением осуществлялось путем толчка биоманекена в грудь на уровне плеч.

Для определения величины ударных нагрузок, времени падения и времени удара под поверхности соударения помещалось специальное регистрирующее устройство типа мессдозы, соединенное в одну цепь с тензоусилителем 8-АНЧ и шлейфовым осциллографом Н-102.

Мессдоза (рис. 2) представляет собой полый цилиндр, на наружную поверхность которого наклеиваются проволочные тензодатчики-сопротивления, соединенные по мостовой схеме (К. Финк, X. Рорбах, 1961) (рис. 3). Корпус мессдозы изготовлен из стали и является упругим телом, а поэтому его деформация находится в линейной зависимости от нагрузок (В.И. Самуль, 1970), соответственно которым рассчитывается его длина и диаметр (К. Финк, X. Рорбах, 1961). На верхней торцовой части корпуса помещается полусфера и крышка, что необходимо для равномерной передачи нагрузок.

Рис. 2. Схематическое изображение мессдозы: 1 — корпус, 2 — тензодатчики, 3 — кожух мессдозы, 4 — полусфера, 5 — крышка.

Рис. 3. Мостовая схема соединения тензодатчиков.

В момент удара под действием силы, приложенной к торцевым поверхностям мессдозы, последняя упруго деформировалась (укорачивалась). Изменение длины мессдозы обусловливало деформацию датчиков, что вызывало изменение величины их сопротивления, которое было пропорционально нагрузке, действовавшей на мессдозу. Изменение сопротивления приводило к изменению величины силы тока, что воспринималось регистрирующей аппаратурой. Импульсы с усилителя передавались на шлейфовый осциллограф и записывались на

фотопленку в виде осциллограммы (рис. 4). Одновременно на осциллограмме с помощью отметчика времени фиксировалось время.

Рис. 4. Схематическое изображение осциллограммы.

Непосредственно перед экспериментом мессдоза тарировалась, для чего мы получали осциллограммы заведомо известной силы, с последующим построением тарировочного графика, т. е. графика зависимости изменения силы тока от приложенной нагрузки. Этот график затем использовался нами для расшифровки осциллограммы, полученной о эксперименте. При расшифровке нами определялось время и сила удара.

Время удара определялось по кривой, записываемой отметчиком времени (см. рис. 4). Для этого подсчитывалось количество пиков на отрезке, находящемся между началом осциллограммы и перпендикуляром, опущенным на изолинию из наивысшей точки осциллограммы (АД), затем количество пиков умножалось на соответствующий коэффициент (0,001 сек.).

Сила удара устанавливалась путем измерения длины перпендикуляра (ВД), опущенного из наивысшей точки осциллограммы на изолинию, с последующим умножением на определенную величину, вычисленную в результате тарировки мессдозы.

По полученным осциллограммам также определялось и время падения биоманекена. Для этого регистрирующая аппаратура включалась синхронно с моментом начала падения биоманекена. Отрезок кривой отметчика времени от момента включения аппаратуры до начала удара (А) соответствовал, времени падения. Время падения биоманекена нам было необходимо для определения скорости движения биоманекена вокруг оси, проходящей в области пяток. С этой целью нами была выведена формула, согласно которой длина траектории находится в прямой линейной зависимости от роста: S = 11/24 πR; где S — длина траектории, R — (рост биоманекена.

Таким образом, зная время падения и длину траектории, мы имели возможность судить о скорости падения биоманекена, что в дальнейшем Позволило нам установить зависимость силы удара и времени удара от скорости падения биоманекена.

Моделируя случаи падения человека на плоскости, мы исходили из того, что при движении тела под действием силы тяжести сумма потенциальной и кинетической энергий в каждом положении остается величиной постоянной (С.М. Тарг, 1967; М.М. Гернет, 1970). Поскольку кинетическая энергия, в момент начала падения тела равна нулю, то вся механическая энергия в этот момент может быть приравнена потенциальной и равна произведению веса тела (Р) на расстояние от оси вращения до центра тяжести тела.

О.А. Ромодановским (1972) было установлено, что расстояние от центра тяжести тела до оси вращения зависит от длины тела (L) и может быть принято равным 0,6 длины тела, а, следовательно, кинетическая энергия W=0,6LP. Данная формула позволила нам в последующем определить влияние роста и веса на величину силы удара. В связи с этим, мы в каждом отдельном случае производили определение длины и веса тела биоманекена.

Так как распространенность перелома зависит от толщины кости, мы в каждом эксперименте, помимо определений общей толщины лобной, теменных, височных и затылочной костей, при помощи штанген-циркуля замеряли также и толщину кости в области соударения.

Повреждения костей свода и основания черепа, возникшие в ходе эксперимента заносились на соответствующие схемы. Часть черепов после соответствующей обработки фотографировалась.

В литературе имеются сведения об определенной взаимосвязи между характером повреждений костей изолированного черепа и его формой. Ряд авторов указывает на прямую связь формы черепа с некоторыми его размерами. Исходя из того, что между черепным показателем и строением затылочной области имеется четкая коррелятивная связь, а так же учитывая задачи исследования, мы сочли возможным ограничиться лишь определением черепного показателя (процентное отношение поперечного размера головы к прямому). С этой целью, мы в каждом случае с помощью краниометра определяли прямой и поперечный размеры головы. Помимо измерения прямого и поперечного размеров головы мы определяли и форму затылочной области при посредстве гибких лекал, представляющих собой стержни из мягкого неупругого металла (свинец), помещенных в полихлорвиниловую оболочку. Этими лекалами определялась кривизна черепа в двух взаимноперпендикулярных плоскостях в области соударения.

Учитывая, что между радиусом кривизны затылочной области и площадью соударения имеется определенная связь, мы в каждом конкретном случае определяли площадь поверхности соударения. Для этой цели на поверхность соударения (в подгруппах без головного убора) подкладывалась миллиметровая и копировальная бумага. В тех же случаях, когда эксперименты по моделированию случаев падения человека на плоскости проводились при наличии головного убора, миллиметровая и копировальная бумага помещались на затылочную и теменные области головы под головным убором. Площадь полученных отпечатков определялась планиметром.

Учитывая исследования Л.А. Щербина (1969), согласно которым коэффициент восстановления (величина, характеризующая упругие свойства головы) в известной мере зависит от состояния волосяного покрова головы, толщины мягких тканей головы и толщины кости в области соударения, мы при помощи штанген-циркуля, помимо толщины костей черепа, определяли и толщину мягких тканей головы. Густота волосяного покрова определялась путем подсчета количества волос на площади в 1 см². С этой целью на коже головы в области соударения тушью обводился квадрат с длиной стороны 3 см, который, в свою очередь, при помощи специальной пластинки (Л.А. Щербин, 1969) делился на 9 квадратов, после чего этот участок кожи вырезался. Волосы с данного участка выстригались и производился подсчет волос в каждом квадрате с последующим вычислением среднего количества на 1 см².

Толщина волос измерялась по общепринятой методике при помощи винтового микрометра типа АМ-9-2 (М.А. Бронникова, А.С. Гаркави, 1963). Ввиду того, что поперечное сечение волоса нередко имеет овальную форму, волос в препарате может расположиться как по длинному диаметру овала, так и по короткому. Поэтому для суждения о толщине волоса рекомендуется принимать его максимальную толщину. В каждом случае измерялась толщина 10 волос на трех уровнях: непосредственно у корня, на расстоянии 1,5 см и 4—5 см от него. Затем полученные данные суммировались и вычислялась средняя величина, характеризующая среднюю толщину волоса. Одновременно определялась и средняя длина волоса.

В связи с тем, что до настоящего времени нет единого мнения о сопротивляемости костей черепа к механической травме в зависимости от химического состава их (Э.Г. Гофман, 1891; П.Ф. Лесгафт, 1892; Зебольд, 1943; М.Е. Рошаль, 1950; Д.Н. Матвеев, 1949; Н.Г. Дамье, 1960; А.П. Громов с соавт., 1967—1969, и др.) и, исходя из задач нашего исследования, мы определяли процентное содержание основных компонентов костной ткани. Процентное содержание воды, органических и неорганических соединений в костной ткани определялось путем Обжига костей в муфельной печи. Для этого образцы очищались от мягких тканей и высушивались при комнатной температуре (20—25°) до постоянного веса. Затем образцы высушивались в термостате при температуре 100—105° и по разнице весов до и после высушивания определялось количество воды, входящей в состав кости. После этого образцы сжигались в муфельной печи при температуре 800°, образовавшаяся зола взвешивалась. Таким образом мы получали процентное соотношение органических и неорганических веществ. В каждом случае исследовались четыре образца кости (по два из лобной и затылочной костей из симметричных участков).

Результаты исследования были подвергнуты статистической обработке. При определении среднего содержания основных компонентов костной ткани черепа (вода, органические и неорганические соединения) мы для каждой возрастной группы составляли вариационный ряд, а затем, способом моментов вычисляли среднюю арифметическую, среднее квадратическое отклонение и среднюю ошибку средней арифметической. Средний результат мы указывали с его средней ошибкой (М±m).

Для учета комбинированного влияния нескольких факторов на величину исследуемого явления (протяженность перелома) мы применили метод множественной корреляции. В качестве факторов, оказывающих существенное влияние на распространенность перелома (трещины) мы остановились на: удельной силе удара (отношение силы удара к площади соударения), толщине кости в области соударения и времени соударения. В (корреляционном анализе наряду с коэффициентом корреляции используются и другие показатели, являющиеся производными коэффициента корреляции: коэффициент определения, коэффициент акорреляции и коэффициент неопределения, Коэффициент определения показывает какой процент изменений в распространении перелома обусловлен изменениями фактора, влияющего на распространенность перелома. Коэффициент акорреляции характеризует лабильность (не наличие, а отсутствие) связи между явлениями, находящимися в причинно-следственных отношениях. Коэффициент неопределения показывает, какой процент изменений величины распространения перелома не приходится на изменение величины фактора, оказывающего влияние на протяженность перелома.

Таблица №3

Методы исследования и количество наблюдений в экспериментах

Использованные нами методики исследования, число наблюдений и измерений представлены в таблице 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучая механизм возникновения повреждений костей черепа в случаях падения человека навзничь, мы не встретили работ травматологов и судебных медиков, показывающих какое влияние на характер повреждений костей черепа оказывает форма головы и затылочной области при данном механизме травмы. Исключение составляют работы, посвященные влиянию формы отдельных костей черепа и изолированного черепа на распространенность повреждений (Б.Г. Герцберг с соавт., 1934; И.В. Кузнецов, 1938).

Сравнение отпечатков площадей соударения с контурами кривизны затылочной области головы и типом черепа показало, что меньший радиус полусферы затылочной области (в связи с большей кривизной чешуи затылочной кости) имеют не только долихократные черепа, но и брахикранные с выпуклой (курвоокципитальной) формой затылочной области. Результаты наших исследований позволили нам отнести затылочные области с площадью соударения менее 10 см² к выпуклым (курвоокципитальным), а свыше 10 см² — к плоским (планоокципитальным) формам.

Анализ нашего материала показал, что в тех случаях, когда площадь соударения превышала 10 см² повреждения костей черепа либо имели ограниченный характер, либо не возникали вообще, несмотря на наличие довольно значительного запаса механической энергии, а следовательно, и значительной силы удара. В случаях же, когда площадь соударения была меньше 10 см², даже при наличии меньшей силы удара, возникали переломы костей черепа, распространявшиеся в некоторых случаях до передней черепной ямы.

Данное явление находится в обратно-пропорциональной зависимости от площади соударения, а именно: чем больше •площадь соударения, тем меньше протяженность перелома. Таким образом, мы видим, что одна сила удара не в состоянии объяснить зависимость характера повреждения от силового воздействия. В связи с этим мы сочли необходимым ввести понятие «удельная сила удара» под которой следует понимать распределение силы удара на единицу поверхности соударения (кг/см²-ньютон/см²). Таким образом, при наличии одинаковых по величине сил, но действовавших на различные площади нагрузка на единицу поверхности соударения (удельная сила удара - ньютон-см²) будет разная. Это, несомненно, отражается на характере повреждений. Подтверждением этого явились результаты наших исследований. При падении на плоскости двух биоманекенов с одинаковым ростом и весом тела возникали равные по величине силы удара. Однако, наличие разных типов черепа или форм затылочной области обусловливало различные по величине площади соударения, а, следовательно, и разницу в величине удельных сил удара, что и сказалось на характере повреждений костей черепа.

В связи с тем, что кости, образующие затылочную область (чешуя затылочной кости и части теменных и височных костей) имеют неравномерную толщину, то, следовательно, различные ее отделы должны обладать и различными прочностными свойствами. Этому же способствует и наличие мощных мышечных пластов, прикрывающих нижнюю часть чешуи затылочной кости. Все это, несомненно, отражается и на закономерностях возникновения и распространения переломов костей, образующих затылочную область. Сопоставление хода трещин с областью соударения показало, что направление и характер перелома зависит от места приложения травмирующей силы. Это позволило нам выделить ряд точек соударения, которые определяют закономерности направления возникших трещин.

Дальнейший анализ показал, что для случаев самопроизвольного падения на плоскости эти точки лoкализуются на чешуе затылочной кости в области наружного бугра. Частота распределения точек соударения была примерно одинаковая (в случаях удара верхними отделами чешуи затылочной кости) нижняя часть чешуи затылочной кости (расположенная ниже уровня наружного затылочного бугра) в этом отношении явилась исключением: точки соударения здесь наблюдались в единичных случаях при падении на асфальт и замерзшую землю. Данное явление мы объясняем особенностями строения затылочной области. Затылочная область, имея сферическую форму, исключает возможность удара о плоскость отделами, расположенными ниже наружного затылочного бугра, даже в случаях падения со склоненной к груди головой. Это обусловлено тем, что первыми, в данном случае, в соприкосновение с плоскостью придут плечи и спина, а уж затем голова. Следовательно, область наружного затылочного бугра, как наиболее выступающая, окажется лежащей в одной плоскости с плечами. Области расположенные ниже затылочного бугра, могут явиться точкой соударения в случае резкого уплощения чешуи затылочной кости, слабо выраженного затылочного бугра и при различного вида асимметриях затылочной области, все эти факторы имели место в наших экспериментах в единичных случаях. Отсюда: типичными местами соударения в случаях самопроизвольного падения навзничь являются области, расположенные на уровне затылочного бугра и выше его. 

При проведении экспериментов пo моделированию случаев падения человека на плоскости с наличием предшествующего ускорения нами было установлено, что все без исключения точки соударения располагались не ниже уровня наружного затылочного бугра и имели четко выраженную тенденцию к смещению в область лямбовидного шва. Сопоставляя локализацию точек соударения с длиной траектории и временем падения биоманекена, мы установили, что чем больше скорость падения биоманекена, тем выше расположена точка соударения.

По нашему мнению, смещение точек соударения вверх при наличии предшествующего ускорений в случаях падения человека на плоскости обусловлено тем, что место приложения толчка или удара (лицо, грудь) располагается значительно выше центра тяжести тела человека (поясничная область). При этом происходит запрокидывание головы назад (даже если голова перед ударом была наклонена кпереди), а нередко и корпуса (из-за сгибания в пояснице и в коленях), в результате чего точка соударения смещается к теменным областям и это смещение будет тем большим, чем больше скорость падения.

Учитывая полученные нами результаты, мы выделили следующие точки соударения, возможные как при самопроизвольном падении на плоскости, так и в случаях падения с наличием предшествующего ускорения (рис.5):

• 1 и 3 — области, расположенные выше затылочного бугра справа и слева от него;
• 2 — область, расположенная выше затылочного бугра по средней линии;
• 4 и 6 — области, расположенные на уровне затылочного бугра слева и справа от него;
• 5 — область наружного затылочного бугра;
• 7 и 9 — области, расположенные ниже затылочного бугра слева и справа от средней линии;
• 8 — область, расположенная ниже затылочного бугра по средней линии;
• 10 — область, расположенная на уровне лямбдовидного шва;
• 11 и 12 — области, расположенные несколько ниже и кзади от теменных бугров;
• 13 и 14 — области, расположенные в средней части затылочно-теменных швов;
• 15 — область, расположенная по средней линии чешуи затылочной кости между наружным затылочным бугром и лямбдовидным швом;
• 16 — область, расположенная на сагиттальном шве выше лямбдовидного шва.

Рис. 5. Возможные точки соударения при падении человека на плоскости как при наличии предшествующего ускорения, так и без него.

Что касается направления хода линий перелома в зависимости от точки соударения, то здесь прослеживается следующая закономерность (рис. 6) :. при ударе областями, расположенными выше уровня затылочного бугра справа и слева от него (точки соударения 1, 3), трещины, как правило, направлялись по чешуе затылочной кости к пирамиде височной кости, пересекали ее, а затем следовали к рваному отверстию. При ударе же областями, расположенными на уровне затылочного бугра справа, и слева от него (точки соударения 4, 6), трещины имели четко выраженную тенденцию к раздвоению, причем основная трещина направлялась параллельно вертикальной ветви крестовидного возвышения либо к большому затылочному отверстию, либо к яремному. Дополнительные трещины отходили на уровне большого затылочного отверстия или несколько позади него, при этом они всегда направлялись на другую половину задней черепной ямы, проходя через большое затылочное отверстие. В случаях соударения областями, расположенными по средней линии чешуи затылочной кости на уровне затылочного бугра и выше (точки соударения 5 и 2), было установлено, что характер и протяженность перелома зависит от толщины костного образования, расположенного между крестовидным возвышением и наружным затылочным бугром. При соударении областью наружного затылочного бугра (точка соударения 5) линия перелома развивалась, трещины симметрично направлялись по левой и правой половине чешуи затылочной кости в расходящемся направлении к яремным отверстиям, причём, если толщина костного образования затылочный бугор-крестовидное возвышение была менее 2,0 см, то перелом локализовался в пределах задней черепной ямы, при большей толщине - перелом распространялся до турецкого седла, где трещины встречались, образуя так называемый «овальный перелом». Раздвоение линии перелома отмечалось также в случаях соударения областью, расположенной по средней линии чешуи затылочной кости выше затылочного бугра (точка соударения 2), причем, чем ближе к наружному затылочному бугру располагалась область соударения, тем обширней был перелом, а по мере удаления - трещина не имела четко выраженной тенденции к раздвоению, то же самое отмечалось и в случаях наличия небольшой площади, занимаемой затылочным бугром.

Рис. 6. Схематическое изображение хода трещин на основании черепа в случаях соударения: --- точками 5 и 2; .... точками 4 и 6; ---- - - точками 1 и 3.

Следовательно, если ход трещин в пределах задней черепной ямы зависит от точки соударения, то по выходе за ее пределы трещины проходят в основном через одни и те же анатомические точки (шли кратчайшим путем от одного естественного отверстия к другому). Это соответствует выводам Н.Г. Кузнецова (1938) о том, что каждый распространенный по двум и трем черепным ямам перелом представляет собой комбинацию типичных переломов и отдельных черепных ям.

Мы считаем, что ход трещин в пределах задней черепной ямы обусловлен в первую очередь тем, что линия перелома распространяется по кратчайшему пути в направлении действия силы удара, чему способствует и сферическая форма затылочной области. Отклонения от прямого направления в ходе трещин следует объяснить наличием ряда костных утолщений (наружного и внутреннего затылочных гребней, выйных линий, утолщения вокруг большого затылочного отверстия), которые, в совокупности с костями, образующими затылочные ямы, следует рассматривать как систему двутавровых балок (плоские участки кости здесь являются нейтральным слоем, не изменяющем своей длины при деформации изгиба) (А.А. Эрдеди, И. В. Аникин и др., 1971). Данная система значительно укрепляет полусферу затылочной области и, в конечном итоге, определяет ход трещин в пределах, задней черепной ямы.

Во всех подгруппах экспериментов была отмечена следующая закономерность: чем тоньше кость в области соударения, тем большая протяженность перелома. Исключение составили соударения областью наружного затылочного бугра, где наблюдалось противоположное явление. Это несоответствие можно объяснить, по нашему мнению, так называемым правилом клина (А.В. Перышкин, 1963). Согласно правилу клина, сила, действующая перпендикулярно обуху (Р), во столько же раз меньше силы, действующей перпендикулярно щеке клина (F), во сколько раз ширина обуха (ВВ') меньше длины щеки клина (АВ), т. е. F/P = AB/BB'. Данное уравнение вытекает из подобия двух равнобедренных треугольников с равными углами при вершине (рис. 7). Отсюда получаем: F=ABP / ВВ' , т.е., сила, действующая перпендикулярно щеке клина (F) прямопропорциональна произведению силы, действующей перпендикулярно обуху (Р), на длину щеки (АВ) и обратнопролорционально ширине обуха (ВВ'). Следовательно, чем больше длина щеки клина, тем больше величина силы F.

Возможность применения правила клина для объяснения протяженности хода трещин в случаях соударения областью наружного затылочного бугра обусловлена тем, что костное образование затылочный бугор — крестовидное возвышение можно рассматривать как своего рода модификацию клина. А, следовательно, чем толще будет это образование, тем больше будет занимаемая им площадь, а, следовательно, и длина «щеки клина» (АВ). Следовательно, сила действующая перпендикулярно данной плоскости («щеке клина»=АВ), будет большей и, как результат этого, будет больший разрушительный эффект.

Рис. 7. Механизм действия клина: ABB' — клин; Р — сила, действующая на обух клина; АВ и АВ' — щеки клина; ВВ' — обух клина; F — силы, составляющие Р.

Анализ повреждений костей черепа, возникающих в случаях падения на плоскости с наличием предшествующего ускорения показал, что и здесь так же отмечается зависимость хода трещин в пределах черепной ямы от точки соударения, а их протяженность обусловлена типом черепа и формой затылочной области.

При ударе областями, расположенными вокруг наружного затылочного бугра (точки соударения 1—6), трещины распространялись через те же анатомические образования, что и в случаях самопроизвольного падения, но в отличие от последних, имели либо большую протяженность, либо пересекали такие костные образования как блюмеибахов скат, возвышение в области большого затылочного отверстия, а так же имели тенденцию к распространению на верхнюю половину чешуи затылочной кости. В тех случаях, когда область соударения располагалась значительно выше затылочного бугра, но ниже лямбдовидного шва (точка соударения 15) (рис. 8), направление и характер линий перелома существенно мало чем отличался от такого в случаях соударения отделами, расположенными выше затылочного бугра справа и слева от него (точки соударения 1, 3). Что же касается случаев соударения областью теменно-затылочных швов (точки 13 или 14), то здесь линия перелома, как правило, направлялась вниз по ходу теменно-затылочного шва, пересекала пирамиды височных костей и следовала в направлении передней черепной ямы через яремное отверстие (рис. 8). Если же местом соударения являлись области, соответствующие точкам: 10 (область лямбдовидного шва), 11 и 12 (области, расположенные несколько ниже и позади теменных бугров) и 16 (область, расположенная на сагиттальном шве, выше лямбдовидного), то возникали очень сходные между собой повреждения костей черепа. В области соударения имелся вдавленный перелом костей свода черепа от которого радиарно отходили трещины, распространяясь на кости свода и основания черепа. Здесь же имело место расхождение сагиттального и затылочно-теменных швов на том или ином протяжении (рис. 8, 9).

В этой же серии экспериментов нам встретились и непрямые переломы костей основания черепа, локализовавшиеся на

горизонтальной пластинке лобной кости или в области блюменбахова ската. Это можно объяснить укорочением диаметра черепа в передне-заднем направлении, которое обуславливается значительной силой удара, действующей в этом же направлении.

Анализ случаев падения на плоскости в головном уборе позволил установить, что снижение тяжести травмы (меньшая протяженность трещин или отсутствие их) обусловлено не столько снижением силы удара, сколько увеличением времени удара. Сравнение времени удара показало, что наличие головного убора (шапка-ушанка) увеличивало время соударения в 5—9 раз по сравнению со случаями падения без головного убора (при прочих равных условиях падения). В качестве примера можно привести следующие данные: если в случаях самопроизвольного падения на асфальт без головного убора время соударения колебалось от 0,0018 до 0,003 сек., а для замерзшей земли — от 0,0018 сек. до 0,0030 сек.; то в случаях падения с головным убором время соударения колебалось соответственно: от 0,0120 сек. до 0,019 сек. и от 0,010 сек. до 0,018 сек.; в случаях падения с предшествующим ускорением: для падения на асфальт без головного убора — 0,001—0,0020 сек., для замерзшей земли — 0,001—0,0014 сек.; а в случаях падения с головным убором: для асфальта — 0,0030—0,005 сек., для замерзшей земли — 0,002—0,0047 сек.

Рис. 8, 9. Схематическое изображение хода трещин на костях свода черепа в случаях соударения: ——— точкой 15; ...точками 13 и 14; — — — точкой 10; —.—.— точками 11, 12; —..—..— точкой 16.

Снижение тяжести (протяженности) повреждений костей черепа при увеличении времени удара соответствует законам теоретической механики, согласно которым при действии двух равных по величине сил на одинаковые объекты, но с различной длительностью, испытуемые образцы оказываются менее стойкими к нагрузкам, действующим меньшее время (А. А. Яблонский, 1971). Кроме этого известно, что для снижения ускорения падающего тела необходимо увеличить путь торможения. Увеличение пути торможения в практике достигается посредством эластичных прокладок, помещаемых в предохранительные шлемы (каски, мотоциклетные шлемы и т.п.). Прокладки, обеспечивая (более длительное торможение, значительно снижают величину травмирующей силы. В наших экспериментах головной убор (шапка-ушанка) явился определенной прокладкой, увеличивающей путь торможения и время удара. Поскольку сила прямо пропорциональна массе, умноженной на ускорение, то наличие головного убора, увеличивающего путь торможения и время удара (что влечет уменьшение величины ускорения), снижает величину силы удара, приложенной непосредственно к голове.

Кроме этого было установлено, что если в случаях самопроизвольного падения в головном уборе ушибленная рана имелась только в одном случае, то при падении с наличием предшествующего ускорения раны были отмечены в 50% экспериментов. Возникновение ран в случаях падения в головном уборе с предшествующим ускорением мы объясняем увеличением силы удара (следствие предшествующего ускорения) и увеличением времени удара за счет наличия головного убора. В случаях же падения с предшествующим ускорением без головного убора ушибленные раны, несмотря на увеличение силы удара, являлись исключением. Из этого следует, что для возникновения ушибленной раны головы в случаях падения человека на плоскости важное значение имеет время соударения, величина которого не должна быть ниже определенного минимума (для наших случаев — 0,0012 + 0,0001 сек.), так как при меньшем времени удара кожные покровы не успевают повредиться.

При проведении серии экспериментов по моделированию случаев падения человека на бордюрный камень (бровку тротуара) были отмечены те же самые закономерности, что и в предыдущих сериях, а так же выявлен ряд признаков, специфичных только для данных условий.

В связи с наличием у бордюрного камня ребра значительно возрастает возможность удара областями, расположенными ниже наружного затылочного бугра (точки соударения 7—9).

Повреждения костей черепа, которые возникают в этих случаях, весьма своеобразны: трещины имеют либо Х-образный вид, либо симметрично расходятся к яремным отверстиям.

Кроме того, здесь возможно возникновение нескольких точек соударения, лежащих на одной плоскости, соответствующей ребру бордюрного камня. Вследствие того, что площадь соударения при падении на ребро бордюрного камня растянута в горизонтальном направлении (в горизонтальной плоскости) тут могут возникать дугообразные трещины, переходящие с чешуи затылочной кости на основание черепа.

Анализ зависимости повреждений костей черепа от длины и веса тела показал, что с увеличением длины и веса тела возрастает кинетическая энергия, а следовательно, и сила удара, что и проявляется на характере повреждений костей черепа, как в случаях самопроизвольного падения, так и с наличием предшествующего ускорения.

Какой-либо разницы в характере повреждений, возникающих при одинаковых условиях падения у лиц мужского и женского пола, нами установлено не было. Однако, наличие у женщин более длинных и более густых волос, в ряде случаев значительно увеличивая время удара, способствовало снижению тяжести травмы. Среди лиц мужского пола нам не удалось установить какой-либо зависимости характера повреждений костей черепа от состояния волосяного покрова, что подтверждает выводы Л.А. Щербина (1969) о том, что особенности волосяного покрова оказывают весьма несущественное значение на величину коэффициента восстановления, определяющего упругие свойства головы.

Что касается влияния толщины мягких тканей головы на характер травмы, то здесь нами так же не было установлено четкой зависимости, хотя толщина мягких тканей колебалась от 0,4 см до 0,6 см. Исключение составил один случай: в области соударения находилась липома толщиной до 2-х см, которая, увеличив путь торможения и время удара (аналогично головному убору), обеспечила целостность костей черепа, несмотря на наличие значительной силы удара. Следовательно, мягкие ткани головы, при отсутствии патологии, не оказывают существенного влияния на характер повреждений костей черепа.

При сравнении характера повреждений костей черепа в зависимости от возраста мы исходили из того, что солевой состав костей с возрастом изменяется и это должно сказаться на прочностных свойствах черепа. Определение основных компонентов костной ткани (вода, органические и неорганические соединения) показало, что их содержание вариабельно не только внутри одной возрастной группы, но и в пределах одной кости. Межгрупповые же различия не превышали 5%. Отсюда, выраженной зависимости характера повреждений костей черепа от изменения минерального состава кости нами не установлено.

Определенное влияние на характер повреждений костей черепа в случаях падения на плоскости оказывает состояние поверхности соударения (ее жесткость). Сравнение результатов экспериментов показало, что между случаями падения на мерзлую землю и на асфальт какого-либо различия в характере повреждений не имеется, но обе эти группы отличались от случаев падения на бордюрный камень. В случаях падения на бордюрный камень повреждения костей, как правило, имели несколько более распространенный характер, что можно объяснить большей жесткостью его, обусловившей уменьшение времени удара. Во всех подгруппах время удара при падении на бордюрный камень было меньше, чем в случаях падения на асфальт и замерзшую землю в 1,5—3 раза.

Достоверность полученных нами результатов подтверждается проведенным нами корреляционным анализом. Коэффициент определения в отношении выбранных нами факторов (удельная сила удара, толщина кости в области соударения и время удара) колебался от 85% до 95%. Влияние всех остальных, учитываемых нами, факторов ограничивалось 5-15%.

Все выше изложенное позволяет считать, что результаты данной работы помогут судебномедицинским экспертам и травматологам по характеру имеющихся повреждений устанавливать механизм возникновения повреждений костей черепа в случаях падения человека на плоскости при различных условиях (самопроизвольное падение или с наличием предшествующего ускорения, в головном уборе или без него).

Выводы

1. В случаях падения человека навзничь форма головы и затылочной области, в частности, оказывают существенное влияние на особенности перелома костей черепа. Характер повреждений в конечном итоге зависит от величины удельной силы и, следовательно, у долихоцефалов по сравнению с брахицефалами, на единицу поверхности соударения будет приходиться большая сила, что сопровождается и более обширными повреждениями костей черепа.
2. Для случаев самопроизвольного падения на плоскости типична локализация точек соударения в пределах чешуи затылочной кости. При падении на плоскости, лишенные выступающих частей, точки соударения локализуются, как правило. не ниже уровня наружного затылочного бугра, что обусловлено сферической формой затылочной области.
3. В случаях падения с наличием предшествующего ускорения точки соударения смещаются к теменной области, что обусловлено запрокидыванием головы. При данных условиях падения возможно возникновение непрямых переломов, особенно у долихоцефалов. Кроме этого, характерным для этих случаев является расхождение сагиттального и теменно-затылочных швов.
4. Наличие головного убора, увеличивая путь торможения и время удара, снижает тяжесть травмы. Однако в связи с увеличением времени удара в случаях падения с предшествующим ускорением в области соударения возникают ушибленные раны, что не типично для случаев падения с предшествующим ускорением без головного убора.
5. Степень жесткости поверхности соударения, обусловливая время удара, оказывает существенное влияние на характер и протяженность повреждений костей черепа.
6. При падении навзничь на поверхности с выступающими частями (ребро бордюрного камня) возникает возможность соударения областью, расположенной ниже уровня наружного затылочного бугра, следствием чего могут явиться своеобразные переломы костей задней черепной ямы (Х-образные и дугообразные трещины).

Список работ, опубликованных по диссертации

1. Характер повреждений головы, возникающих при падении на бетонную поверхность в эксперименте (в соавт., с О. А. Ромодановским и Л. А. Щербиным) в сб.: Вопросы судебной медицины и экспертной практики, Чита, 1971, стр. 16—18.
2. К вопросу о математическом моделировании самопроизвольного падения человека на плоскости (в соавт., с О. А. Ромодановским и др.) в сб.: Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника, М., 1972, стр. 28—36.
3. Установление силы и времени удара затылочной областью головы человека при самопроизвольном падении на плоскости (в соавт., с О. А. Ромодановским и Л. А. Щербиным) в сб.: Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника, М., 1972, стр. 36—39.
4. Значение определения упругих свойств головы при моделировании черепно-мозговой травмы (в соавт., с Л. А. Щербиным и др.), в сб.: Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника, М., 1972, стр. 55—60.
5. Экспериментальное установление характера перломов костей черепа в зависимости от локализации удара и поверхности соударения (в соавт., с Н. Н. Живодеровым и др.), в сб.: Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника, М., 1972, стр. 71—74.
6. К вопросу экспериментального определения прочности костей черепа (в соавт., с О. Ф. Салтыковой и др.), в сб.: Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника, М., 1972, стр. 74—79.
7. Судебно-медицинская оценка повреждений костей черепа, возникающих при падении человека на плоскости в зависимости от условий падения. В материалах Всероссийской научно-практической конференции в г. Калинине. Сдано в печать в 1974 г.

Материалы диссертации доложены:

1. На заседании Московского общества судебных медиков 20 мая 1971 года.
2. На заседании Московского общества судебных медиков 16 ноября 1971 года.
3. На объединенной конференции сотрудников кафедры судебной медицины 1 ММИ им. И. М. Сеченова и судебномедицинских экспертов Тульской области. (Москва, 1 февраля 1974 года).
4. На Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы судебно-медицинской травматологии» (Калинин, 27 июня 1974 года).
5. На конференции по вопросам оценки черепно-мозговой травмы в судебно-медицинских заключениях. (Владимир, 17 сентября 1974 года).