Medico-biological aspects of experimental studies of armored contusion injury

Full Text

Диагностика и лечение тяжелых повреждений груди и живота остаются актуальной проблемой реаниматологии и травматологии. В современных условиях, когда возрастает число огнестрельных ранений, человек стремится защитить свою жизнь и здоровье с помощью систем индивидуальной бронезащиты (СИБ). В России бронежилет стал неотъемлемой частью «гардероба» не только военных и работников милиции, но и многих бизнесменов и ответственных чиновников [1, 2].

Свойства современных СИБ определяются совершенством их характеристик, причем многие из этих характеристик оказываются взаимоисключающими при желании конструктора обеспечить более высокие показатели. Поэтому лучшего бронежилета не существует, но есть наиболее качественно выполненные и наилучшим образом приспособленные к конкретным условиям за счет компромисса между взаимоисключающими характеристиками.

Щиты большинства современных гибких бронежилетов состоят из многослойных пакетов тканей, изготовленных на основе арамидных волокон (кевлар, СВМ, тварон и т.п.), либо из высокомодульного полиэтилена. Пакеты эффективно останавливают пули с круглой головкой, летящие со скоростью менее 400-450 м/с, а пули с заостренной головкой — не более 300 м/с. Для пуль, летящих с большими скоростями, требуется столь непропорциональное увеличение количества слоев, что на практике рациональнее оказывается установка перед пакетами дополнительных твердых пластин из стали, титана или керамики. Наибольшее распространение получили стальные пластины, имеющие толщину 2 мм, для защиты от пистолета ТТ, 4 мм — от автомата АКМ и 5,6~6 мм — от винтовки СВД или автомата АКМ, оснащенного пулями с термоупрочненными сердечниками [10].

Однако появление новых видов боеприпасов (новый высокоимпульсный патрон для пистолета ПМ, замена стальных сердечников на вольфрамовые) заставляет пересмотреть подходы не только к пулестойкости СИБ, но и к их медико-биологической оценке.

Анализ типовых методик оценки динамического контузионного действия поражающих элементов при непробитии СИБ выявил целый ряд существенных недостатков, снижающих их практическую значимость. Типовые методики, нашедшие применение при государственных испытаниях бронежилетов, носят неконкретный характер и в конечном итоге оценивают не функциональное состояние организма пострадавших, а защитные возможности бронежилетов [4].

В методологическую основу наших исследований был положен системный подход как наиболее прогрессивный метод научного познания. Принцип системного подхода определенным образом ориентирует научный поиск, выдвигает ряд положений, а именно:

— экспертиза поражающего действия огнестрельного оружия при использовании СИБ с целью дифференцированной оценки тяжести возникающих в организме повреждений внутренних органов и решения ряда других задач, связанных с анализом подобных наблюдений, должна основываться на знании особенностей проявлений заброневой контузионной травмы как со стороны жизненно важных органов грудной клетки и брюшной полости, так и всего организма в целом;

— разработка системы оценки поражающего действия боеприпасов огнестрельного оружия при использовании СИБ требует исследования зависимости между исходом контузии внутренних органов и параметрами запреградного ударного импульса при действии его в различные анатомические области.

В наших исследованиях были использованы самые различные испытательные модели, в том числе пластилин, желатиновые блоки-мишени, содержащие эритроциты, физические модели человека (манекены), разные виды экспериментальных животных.

Наиболее часто величину ударных нагрузок определяют по глубине вмятины в пластичном блоке, расположенном за щитом. Допустимая глубина вмятины в США — 40 мм, в России — 22 мм. Оценка по глубине вмятины недостаточно полна, так как при этом не учитывается площадь воздействия. Более точной, на наш взгляд, является оценка, основанная на определении энергии, занесенной в тело человека в зоне удара (Езан.), применяемая в ЦИТО. В результате исследований была установлена зависимость между энергией, занесенной в тело человека в зоне удара, и последствиями этого удара (см. таблицу).

Экспериментальное изучение проявлений заброневой контузионной травмы груди и живота проводили с использованием двух видов животных — беспородных собак обоего пола массой от 15 до 25 кг и мини-свиней массой около 60~70 кг. В эксперимент брали здоровых животных, содержавшихся в условиях вивария не менее 10 дней. Заброневую контузионную травму наносили в область проекции сердечного толчка (уровень пятого межреберья слева), область легких (уровень пятого межреберья справа), область печени, селезенки и в центр живота. Подготовка животных к эксперименту заключалась в их обездвиживании, что достигалось внутримышечным введением 1% раствора дитилина. Обездвиженных животных подвешивали на ремнях, закрепляли на них фрагменты испытуемых бронежилетов и в момент выхода животных из состояния адинамии наносили ударное воздействие из различных видов стрелкового оружия боеприпасами с разными энергетическими характеристиками.

Морфологическую оценку степени тяжести заброневой контузионной травмы у животных проводили, основываясь на результатах патологоанатомических исследований.

При оценке параметров воздействия учитывали также судебно-медицинские критерии определения тяжести телесных повреждений, применение кото­рых позволяет экстраполировать результаты экс­периментальных исследований на состояние чело­ века, имеющего такие же виды повреждений. В со­ответствии с судебно-медицинскими критериями все виды повреждений делят на четыре категории: 1) тяжкие — представляющие угрозу для жизни; 2) менее тяжкие, сопряженные с длительным рас­стройством здоровья (срок госпитализации более 21 дня); 3) менее тяжкие, сопряженные с кратко­ временным расстройством здоровья (срок госпита­лизации до 21 дня); 4) легкие — без расстройства здоровья (срок госпитализации не более 6 дней) [3].

 

Последствия удара в зависимости от величины энергии, занесенной в тело человека в зоне удара

Езан., Дж	Последствия удара
Свыше 30	Наиболее вероятен летальный исход
30	Тяжелое ранение с хроническими по­следствиями, вероятен и летальный исход
20	Ранение средней тяжести, требуется лечение
10	Легкое ранение с сохранением под­вижности
1,5-2	Гематомы
Менее 1,5	Без последствий

 

При прогнозировании состояния человека после ударного воздействия исходили из того, что повреждения, обнаруженные у животных и перенесенные на человека, мало отличаются друг от друга. Это позволяло проводить экспертизу тяжести телесных повреждений на основе оценки закономерного исхода такой травмы с учетом современного уровня медицины.

Результаты экспериментальных исследований показали, что одним из важных параметров тяжести травмы любого генеза является объем повреждений.

Было выявлено, что независимо от места нанесения травмы те или иные повреждения возникают в нескольких областях тела — с той разницей, что в одних областях они более выражены, а в других — менее. Это связано с условиями возникновения контузионной травмы (интенсивность, место воздействия, разная устойчивость внутренних органов к ударным нагрузкам).

При действии ударного импульса в область сердца повреждения внутренних органов распределялись следующим образом: правое легкое — 29% от числа наблюдений, правое легкое+печень — 29%, левое легкое+печень — 14%, правое легкое+сердце — 14%, сердце+печень — 14%.

В случае действия ударного импульса в область легких в 54% наблюдений имело место изолированное повреждение печени и в 46% — сочетанные повреждения правого легкого и печени. Обращало на себя внимание отсутствие у многих животных заметных анатомических изменений в легких, куда наносилось воздействие, хотя, по данным разных авторов [5~7], повреждение легких является наиболее частым вариантом эндоторакальных поражений.

При действии ударного импульса в область печени и селезенки во всех случаях выявлены изолированные либо сочетанные повреждения этих органов. Нанесение контузионной травмы в центр живота чаще всего вызывало повреждения печени и селезенки и значительно реже — других органов (мочевой пузырь, матка, кишечник).

При нанесении контузионной травмы в область расположения сердца разрывы этого органа отмечались всего в 32% случаев. Специалисты по судебной медицине усматривают связь между частотой возникновения повреждений сердца и степенью наполнения его кровью: чем больше крови содержится в полостях и чем сильнее удар, тем значительнее повреждается сердце [3].

Сердце и другие внутренние органы могут претерпевать патологические изменения и вследствие развития в организме травматической болезни, для возникновения которой место нанесения контузионной травмы не имеет значения. Изменения, связанные с определенной стадией травматической болезни, могут наблюдаться и в легких. Характер этих изменений обусловлен гипоксическими и метаболическими нарушениями, возникающими в целостном организме после нанесения заброневой контузионной травмы.

Вскрытие животных также показало, что наряду с переломами ребер имелись обширные кровоизлияния в мягких тканях грудной стенки. У большинства собак отмечался гемоторакс, чаще двусторонний, с количеством крови до 400-600 мл, иногда в комбинации с пневмотораксом. Кроме того, в большинстве опытов выявлены множественные кровоизлияния под плеврой и четко ограниченные гематомы. В части наблюдений в разных долях легких обнаруживались очаги ушибов, отличавшиеся безвоздушностью ткани, пестрым видом на разрезах и нечеткими границами.

При макроскопическом исследовании сосудов легких вне участков поражения было отмечено спазмирование сосудов. Микроскопическое исследование позволило выявить четко выраженные признаки спазмирования бронхов и бронхиол. Эти патологические изменения вызывают при травме груди нарушения внешнего дыхания обструктивного и рестриктивного характера, что наряду с участками непосредственного механического повреждения может уменьшать площадь легочной ткани, участвующей в газообмене [9].

Однако более важное значение в формировании посттравматического состояния у животных имела кровопотеря. Она сопровождалась снижением системных гемодинамических показателей (минутного и ударного объемов сердца, артериального давления). Сопоставление результатов функциональных и морфологических исследований позволило предположить, что у данной группы животных вследствие травмы развилась гипоксия, в возникновении которой важнейшая роль принадлежала циркуляторным расстройствам, обусловленным кровопотерей [8].

Заброневая контузионная травма живота, сопровождающаяся повреждением печени и селезенки, может быть разной по тяжести. Исход травмы зависит от вида и степени повреждения этих органов, причем они могут длительное время не давать клиники внутреннего кровотечения. Исследованиями установлено, что уже в первые 6 ч после травмы селезенки количество крови в брюшной полости может составлять от 500 до 1000 мл, а через 12 ч приближаться к 2000 мл. Разрывы и трещины капсулы печени не сопровождаются такой массивной кровопотерей — она редко достигает 500-600 мл даже при обширных повреждениях.

Проведенные исследования  также показали, что области сердца, легких, солнечного сплетения являются рефлекторно чувствительными к запреградному ударному импульсу. Воздействие на эти области, даже при отсутствии повреждений, несовместимых с жизнью, может приводить к летальному исходу.

Таким образом, сегодня уже нельзя говорить только о противопульной или противоосколочной защите определенных анатомических областей тела. Нужно, опираясь на количественные показатели запреградного ударного импульса, точно знать, от действия каких видов стрелкового оружия и на каких дистанциях обстрела те или иные конструкции бронежилетов гарантируют защиту безопасности человека.

При совершенствовании существующих и создании принципиально новых систем индивидуальной бронезащиты необходимо рациональное сочетание защитных характеристик бронежилета, его массы, площади защиты тела и удобства конструкции.

About the authors

A. N. Crazier

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

Yu. F. Kamenev

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files