Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Морфофункциональная характеристика повреждений костей при минно-взрывных отрывах голени

На правах рукописи

ии3058150

Леманн Харальд

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ КОСТЕЙ ПРИ МИННО-ВЗРЫВНЫХ ОТРЫВАХ ГОЛЕНИ

14 00 15 - патологическая анатомия 14 00 27 - хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2007

003058150

Работа выполнена в Военно-медицинской академии им С М Кирова

Научные руководители:

доктор медицинских наук профессор ФОМИН Николай Федорович доктор медицинских наук профессор МИННУЛЛИН Ильдар Пулатович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук ЧИРСКИЙ Вадим Семенович доктор медицинских наук профессор МИРОШНИЧЕНКО Андрей Григорьевич

Ведущая организация НИИ скорой помощи им И И Джанелидзе

Защита состоится 14 мая 2007 г в часов на заседании диссертационного совета Д 215 002 02 при Военно-медицинской академии им С М Кирова (194044, Санкт-Петербург, ул Акад Лебедева, д б)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Военно-медицинской академии им С М Кирова

Автореферат разослан « апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного сонета

доктор медицинских наук доцент СИДОРИН В С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В череде глобальных проблем XX века, таких как мировые и гражданские войны, десятилетиями не затухающие межэтнические, межконфессиональные и другие вооруженные конфликты, остро встали проблемы природных, антропогенных и техногенных катастроф на земле и под землей, в воздухе и под водой с гибелью и увечьем десятков миллионов людей (В М Шаповалов и соавт, 2001) В таких ситуациях наиболее частым и решающим поражающим фактором являются взрывы различного происхождения Нестабильность во внутриполитической жизни многих государств, рос г напряженности в обществе и сохранение тенденций решать проблемы различного масштаба силовыми методами, к сожалению, сохраняются и в начале XXI века Все это вместе взятое не добавляет оптимизма относительно ближайшего будущего минно-взрывной травмы (МВТ), которая остается актуальной проблемой, как военно-полевой хирургии, так и травматологии мирного времени

Вместе с тем, несмотря на выход крупных монографий, посвященных этой проблеме (Л Н Бисенков,1993, А А Нечаев и соавт 1994, 2002, Н В Рухляда и соавт 2001, В М Шаповалов и соавт, В М Шаповалов и соавг 2001 и др ), многие стороны механизма МВТ и морфологии взрывных ран остаются неизученными Если общая теория поражения человека факторами взрыва противопехотных мин в целом сформулирована (Н Ф Фомин, 1994), то детали хирургической анатомии местных, сегментарных и тн «дистантных» повреждении органов и тканей, имеющие практическое значение, раскрыты далеко не полностью Так, например, особенности механизмов, патоморфоло-гип и последующих анатомо-физиологических изменении при взрывных переломах костей, при «минных» отрывах конечностей остаются практически неизученными Отдельные экспериментальные исследования, выполненные в Военно-медицинской академии (Н Ф Фомин, 1994, А В Черныш, 1996, А Н Липин, 1997, О ТСохиев, 1998), убедительно показали, что морфология костных повреждений при моделировании МВР имеет существенные отличия ог строения огнестрельных переломов костей, однако механогенез их остается неизученным Все это не позволяет нацеливать хирургов на рациональную технику обработки взрывных ран с переломами костей, которая исходила бы из понимания особенностей первичных и вторичных изменений в костях, появляющихся у пострадавших при подрывах на минах или взрывах других боеприпасов эквивалентной мощности

В последнее время в литературе активно ведется дискуссия о возможностях и преимуществах сберегательной хирургической тактики при тяжелых огнестрельных и взрывных переломах костей в связи с приближением этапа специализированной помощи к очагу санитарных потерь (Е К Гуманенко, 2002, 2006, В М Шаповалов, 2004, ВКНиколенко, 2006, И А Ефименко, 2006) Вместе с тем, внедрение в практику сберегательной

ПХО и экономных первичных ампутаций имеет следствием рост первичных и вторичных дефектов конечностей, сопровождающихся остеомиелитом (Н И Нелин и соавт, 2006) Эго еще раз подчеркивает необходимость ясных представлений о механизме, особенностях морфологии минно-взрывных повреждений костей и суставов, знании закономерностей развития вторичных нарушений в костной ткани, потенциальных возможностях остеорегенера-ции Именно такие данные позволят выполнить раннюю исчерпывающую специализированную травматологическую помощь в сочетании со сбериа-тельной тактикой по отношению к костно-мышечной ране

Все изложенное явилось для нас побудительным мотивом к проведению прикладного клинико-рентгенологического, морфологического и экспериментального исследования, целыо которого явилось изучение пагомор-фологических особенностей переломов костей при минно-взрывных огрывах стопы и голени

Задачи исследования:

1 Изучить основные виды, патоморфологические и ренпеноанаю-мические особенности переломов костей стопы и голени у пострадавших при подрывах на прогивопехотных минах

2 Исследовать закономерности формирования переломов костей голени путем моделирования на биообъектах (трупах) различных вариантов контактного подрыва на противопехотных минах

3 Оценить тяжесть, распространенность, характер, а также степень обратимости первичных и вторичных нарушении в костях при моделировании минно-взрывных ранений на крупных животных (собаках)

Научная новизна исследования В работе впервые описываются специфические микроскопические признаки первичных ударно-волновых повреждений ведущих структурных элементов компактной и губчатой костной ткани, ряд которых носит патогномоничный характер и может быть использован для диагностики, ретроспективного анализа и идентификации воздействия факторов взрыва на кости Предложена новая классификация уровней (зон) минно-взрывного повреждения костей, отражающая особенное ги воздействия факторов контактного минного взрыва на кости и детально показано макро- и микроскопическое строение взрывного перелома диафизарных и ме-таэфизарных отделов костей

С прогностических позиций изучена судьба конгузионных и коммоци-онных повреждений основных структурных элементов кости как органа на разном удалении от места отрыва конечности Впервые описана морфология и гистотопография некробиотических процессов в костях, перенесших взрывную травму, а также закономерности отторжения концевою костною секвестра в культе конечности

Научно-практическая значимость работы Знание закономерностей разрывного, коитузионного и коммоционпого воздействия на кости конечностей при контактных подрывах на противопехотных минах и взрывных устройствах близкой мощности, а также порядка и зональности развития обратимых и необратимых изменений в костях имеют принципиальное значение для обоснования техники обработки костной культи при ампутациях или хирургической обработки взрывных ран конечностей, формировании программы лечебных и реабилитационных мероприятий у пострадавших Показаны высокая диагностическая ценность и возможности прижизненных методов исследования микроциркуляторного русла костей и их связь со структурными изменениями в костях, с одной стороны, и сосудистыми изменениями в окружающих тканях, с другой Оценены возможности стандартных и специальных (с прямым увеличением) рентгенологических исследований культей конечностей при выборе объема их усечения во время ампутации Разработан алгоритм микроскопических исследований костной ткани на предмет выявления ударно-волновых повреждений основных ее элементов

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Тяжесть, характер и морфологические особенности переломов костей голени, возникающих при мипно-взрывных отрывах и размозжениях конечностей, определяются, в первую очередь, отношением центра взрыва к продольной оси голени

2 Все первичные патоморфологические изменения в костях и непосредственно прилегающих к ним параоссальных тканях могут быть сведены к нескольким качественно различающимся между собой зонам (уровням)

1) взрывного распыления костей и полного анатомического дефекта,

2) взрывного раздробления костей с большей или меньшей их фрагментацией и тотальным скелстированием осколков и отломков,

3) ударно-волнового ушиба кости с образованием трещин, редко -крупных осколков с очаговым или сегментарным их скелетированисм,

4) ударно-волнового сотрясения кости и отдаленных ротационных или аб-(ад)дукционных переломов

3 Характерными патоморфологическими проявлениями ударно-волновых поражающих эффектов (расщепляющих, кавитационных, инерци-альных и пр ) являются отслоения надкостницы и эндоста, расщепление наружных и внутренних генеральных пласгин кортикального слоя диафиза, расширение просвета гаверсовых и фолькмановских каналов, нарушение цементации межуточного вещества остеонов, появление пустот в компактной костной ткани

4 Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований и источников регенерации костной ткани при любом уровне отрыва голени имеют проксимальные эпиметафизарпые отделы берцовых костей Разные

потенциальные возможности восстановления трофики и регенерации костной ткани по протяжению разрушенного сегмента конечности должны приниматься во внимание при выборе уровня и способа его ампутации

Личный вклад автора. Диссертантом выполнены архивные статистические исследования 128 историй болезни и рентгеноморфологический анализ результатов рентгенографии культей нижних конечностей у 59 пострадавших при взрывах мин Обобщил итоги экспериментального моделирования минно-взрывных ранении на конечностях трупов (31 эксперимент) и собаках (11 опытов) в направлении оценки патоморфологических изменений в костях (макро-, микроскопическими и рентгенологическими методами) Разработал новую систематику повреждений костей при взрывных травмах Описал патогномоничные морфологические признаки ударно-волновой контузии костных структур и предложил оригинальную трактовку их мечаноге-неза

Апробация и реализация результатов исследования. Результаты исследований доложены на Международной конференции, посвященной 10-летию ассоциации санитарных врачей Европы (г Ульм, Германия, 2002), на международной научной конференции «АРМОР - 2003» (медико-биологические и технические проблемы при проведении боевых, спасательных и антитеррористических операций) (СПб, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию профессора И Д Кирпатовского (Москва, 2002), на 36-м Международном конгрессе по военной медицине (СПб, 2005), на Всероссийской конференции, посвященной 100-летию профессора А Н Максименкова (СПб, 2006), на 12-й, 13-и Всероссийских конференциях молодых ученых-морфологов (СПб, 2004, 2005)

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 - в материалах международных конгресса и симпозиумов

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, состоит из обзора литературы, 6 глав собственных исследований, выводов и практических рекомендации, содержит 7 таблиц и 35 рисунков Список литературы включает 176 отечественных и иностранных источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Комплексное исследование состояло из трех этапов разнохарактерных исследовательских разработок, объединенных общей целью - клинико-рентгенологического, экспериментально-анатомического и экспериментально-патоморфологического

Клинико-рентгенологические исследования проводились путем изучения архивных материалов (историй болезни, диапозитивов и рентгенограмм) пострадавших от минно-взрывных ранении, которые лечились в Центральном военном госпитале РА (г Кабул) на протяжении 1985 - 1986 гг. Архивная база данных была создана советником общего хирурга госпиталя кандидатом медицинских наук И П Миннуллиным в процессе лечения раненых в указанном госпитале Рентгенографические исследования у пострадавших, а также копии рентгенограмм для создания архивной базы данных были выполнены советником главного рентгенолога госпиталя кандидатом медицинских наук Н П Пивнем при участии И П Миннуллина и советника главного травматолога госпиталя МО РА кандидата медицинских наук А И Грицанова

Нами были выполнены статистические исследования и анализ рентгенограмм применительно к задачам исследования - выяснению закономерностей формирования и рентгеноморфологии взрывных переломов у пострадавших при контактных подрывах на противопехотных минах Из 128 историй болезни для ретроспективного анализа была отобрана однородная группа из 59 человек, которые имели отрывы и размозжения сегментов конечностей, полученные в результате контактных или близких взрывов противопехотных мин Из них у 9 было выполнено ангиографическое исследование пункцион-но через бедренную артерию

Основной задачей экспериментально-анатомического исследования явилось изучение закономерностей формирования минно-взрывных переломов костей путем воспроизведения контактного подрыва конечностей трупов на фугасном заряде, мощность которого была эквивалентна мощности наиболее распространенных противопехотных мин Размещая заряды под разными отделами стопы, нам удалось воспроизвести практически все типичные варианты переломов костей стопы и голени, которые были обнаружены клинико-рентгенологическими исследованиями у пострадавших и объяснить механизмы их формирования В общей сложности натурное моделирование МВР в полигонных условиях было выполнено на 31 конечности трупов

Заключительной частью комплексных исследований явились экспериментальные патоморфологические исследования на 11 собаках, которым в условиях глубокого промедол-барбитурового наркоза наносились минно-взрывные травмы с отрывом стопы в нижней трети (редко — нижней половины) голени После эксперимента животным проводилось интенсивное мест-

ное и общее лечение Основной целью этого этапа работы явились патомор-фологические исследования костей голени и бедра в различные сроки после минно-взрывной гравмы Консультативную помощь в анализе микроскопической картины изменений в костях на этом этапе оказывал доцент кафедры патологической анатомии Военно-медицинской академии им С М Кирова кандидат медицинских наук В П Румакин

Экспериментальные модели и методы функционально-морфологических исследований

В работе использовались две принципиально различные модели минно-взрывной травмы - на групах и крупных собаках

В первом варианте моделирование травмы производили на слабофик-сированных конечностях трупов, что позволяло получить реальные объемы крайне тяжелых разрушений сегментов конечностей Однако такая модель не позволяла получить в полном объеме контузионный и коммоционный компоненты травмы и, конечно, не могла воспроизводить ее динамический и функциональный компоненты Поэтому в этом варианте эксперимента нас интересовали лишь те вопросы, которые с известной степенью приближения могли быть разрешены — хирургическая анатомия «ран» в зоне газово-пылевого удара, объемы и архитектоника областей с полным распылением тканей

Во втором варианте эксперимента минно-взрывное ранение моделировалось на крупных собаках, что позволяло, во-первых, уточнить и скорректировать степень и характер повреждений живых тканей в тех же зонах, которые изучались на трупном материале, а во-вторых, изучить функциональные и патоморфологические изменения в культе конечности и организме животных в целом, включая оценку последствий взрывной травмы

Применительно к целям и задачам диссертационного исследования нами была разработана оригинальная методика подрыва нижних конечностей трупов (после вычленения их в тазобедренном суставе или ампутации не ниже средней трети бедра) Прежде всего, путем экспериментального подбора зарядов и пробных подрывов, были определены масса и форма заряда ВВ, область и плотность контакта его со стопой, а также внешние условия сопровождения эксперимента

По результатам пробных экспериментов стало очевидным, что масса ВВ должна быть увеличена до 100,0 г, несмотря на идентичность его состава с типовой начинкой наиболее распространенных ППМ (50,0 - 75,0 г пластичных взрывчатых веществ) Такое несоответствие может быть объяснено, вероятнее всего, неодинаковыми условиями детонации ВВ в серийной боевой и экспериментальной мине В последнем случае мы всегда имеем меньшую плотность заряда ВВ, нерациональную для направленного поражения форму, менее эффективную систему электроде гонации, отсутствие прочной оболочки, которую имеют современные немагнитные мины Факт, однако, остается

фактом, что поражающее действие фугасной противопехотной мины типа ПМН-2 превосходит поражающий эффект сферического экспериментального заряда той же массы, выполненного из идентичного взрывчатого вещества

Для повышения точности вычисления радиуса поражения заряду придавали сферическую форму, электродетонатор (ЭДП-4) устанавливали в его центральной части Взрывное устройство размещали в сухом суглинистом грунте и маскировали слоем грунта толщиной 0,5 см

Важным моментом моделирования МВР во всех экспериментах считали создание естественного давления на конечность, для чего устанавливали на опил бедра мешок с песком массой 30,0 кг в качестве пригруза Ногу и мешок с песком фиксировали в вертикальном положении с помощью специального устройства

После подрыва конечность фотографировали, укладывая ее в точном соответствии с положением, которое она занимала при фотографировании до подрыва, не меняя масштаба съемки Это позволило более точно оценить контурную площадь дефектов тканей и их линейные размеры

Прецизионной препаровкой и послойной рентгенографией поврежденных сегментов оценивались степень механических повреждений и интенсивность загрязнений, а также закономерности их распределения по футлярам конечности Особое внимание уделялось костям, параоссальным пространствам и местам прикрепления мышц, состоянию надкостницы Точные объемы дефектов костей вычислялись путем сопоставления результатов рентгенографии конечности до и после подрыва Разрешающая способность рентгенографических исследований оказывалась всегда выше возможностей макропрепаровки поврежденных сегментов конечностей

В общей сложности анализу подвергнуты результаты экспериментальных подрывов 31 конечности трупов с одинаковой массой заряда ВВ (100,0 г ПВВ-4)

В основу эксперимента на животных была положена общепризнанная модель контактного подрыва на противопехотных минах, разработанная на кафедре оперативной хирургии ВМедА Объектом исследования служили 11 беспородных половозрелых собак, примерно одинаковых размеров тела и массы (22±3 кг) Общие условия содержания экспериментальных животных, подготовка к экспериментам, все виды моделирования травм, оценку результатов исследований и выведение животных из опытов выпопняли в соответствии с требованиями Приказа МЗ СССР № 755 от 12 08 1977 г и «Правил лабораторной практики в РФ» (Приказ МЗ РФ № 267 от 19 06 2003 г)

Подрывы животных проводили в натурных условиях с соблюдением всех требований техники безопасности при проведении подобного рода работ Для подрывов использовали безоболочечные навески взрывчатого вещества (пластит) сферической формы массой 100,0 г Заряд располагали под серединой пяточной кости на линии, являющейся продолжением вертикальной оси голени Защиту конечности не проводили На момент подрыва взрывного

устройства собаке в состоянии глубокого промедолово-барбитуратового наркоза придавали вертикальное положение на специальном щите

После подрыва животным оказывали неотложную помощь внутривенно вводили кристаллоиды и кровезаменяющие растворы до 500 мл, внутримышечно 4 мл кордиамина и 2 мл эфедрина

В операционной выполняли туалет раны и проводили диагностические мероприятия Первичную хирургическую обработку культи голени не проводили Рану культи голени рыхло тампонировали спиртовыми салфетками и накладывали сухую повязку Смену повязки и спиртовых компрессов производили по показаниям вплоть до заживления раны культи голени, которое наступало к исходу первого месяца после подрыва Благодаря такой методике ведения раны у животных происходила постепенная самоампутация поврежденной части конечности в границах жизнеспособных тканей голени, чаще на границе средней и верхней ее третей

На 3, 7, 14-е сутки, а также через месяц после подрыва, животные поэтапно выводились из эксперимента путем внутривенного введения пересыщенного раствора КС1

С целью изучения возможности интраоперационного определения объемов и топографии необратимых изменений в тканях конечностей при минно-взрывных отрывах и разрушениях стопы и голени нами апробирован внутри-артериальный путь введения растворов отечественного препарата димифена голубого Для этого перед выведением животного из опыта пунктировали бедренную артерию на уровне паховой связки на стороне повреждения, далее медленно (в течение 30-40 секунд) вводили 8-10 мл 10% раствора красителя

Окрашивание тканей в пределах территории, снабжаемой бедренной артерией (средняя и нижняя трети бедра, голень, стопа) всегда проходило в три фазы 1) исключительно регионарной окраски (от нескольких сек до 1-5 мин), 2) общей окраски с преобладанием регионарной (от 1-5 мин до 1,5-3 часов), 3) общей окраски без сохранения границ регионарной (от нескольких часов до 1,5 суток)

По выведению животных из опытов, конечность на стороне травмы фотографировали, подвергали обзорной рентгенографии и затем послойно препарировали Для гистологических исследований выпиливали костные блоки длиной 3 см, отмечая характер местных изменений, а также результаты прижизненной окраски тканей раствором димифена голубого В хронических опытах, когда на границе концевого секвестра и живой кости (обычно на уровне проксимального диафизарно-метафизарного перехода болыпеберцо-вой кости) формировалась костная мозоль, для гистотопографических исследований иссекался блок кости, включавший в себя все функционально различные зоны - от явного некроза до жизнеспособной кости Препараты костей фиксировали в нейтральном формалине Декальцинация производилась раствором трилона Б

Забор материала производили не позднее 30 минут после выведения животных из опыта в трех различных зонах по отношению к уровню отрыва конечности I зона - 1 см от края взрывного разрушения костей голени, II зона - 5-7 см от края отрыва костей голени, III зона - нижняя треть диафиза бедренной кости

Для обзорного гистологического исследования срезы толщиной 5-7 мкм окрашивались квасцовым гематоксилином Эрлиха и эозином С целью выявления соотношения соединительнотканного и костного компонентов использовали обзорную окраску по Ван Гизону

При определении линейных показателей не учитывалось сжатие тканей при обезвоживании и заливке материала Так как обработка материала из разных зон и его заливка производились однотипно, то нас, прежде всего, интересовали сравнительные изменения морфометрических показателей в разных областях исследования и в разные сроки, а не их абсолютные величины В исследовании использованы методы морфометрического и статистического анализа (Автандилов ГА , 1980, 1990, Лакин ГФ , 1980, 1990)

Гистологические исследования и микрофотографирование проводили на универсальном фотомикроскопе "ЛЕЫАМЕО-2" (ГДР) Морфометрические исследования проводили с использованием системы анализа изображения на базе ПЭВМ РепНит-П-бОО с применением программы "ВидеоТест-Морфо" версии 3 1 фирмы Иста-ВидеоТест (г Санкт-Петербург, 1997), в том числе, с использованием поляризующих фильтров

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Обобщение результатов клинико-рентгенологических исследований в целом показывает, что соблюдая определенные технические требования при обследовании пострадавших, можно получать достаточно полную информацию, выполняя обычные рентгеновские снимки К таким требованиям относятся высокое качество изображения, обязательный захват всего массива мягких тканей поврежденного сегмента конечности, использование для съемки рентгеновского излучения мягкой и средней жесткости

Среди наиболее важных рентгенологических проявлений контактных минно-взрывных ранений отмечены дефекты мягких тканей (75,1 %), дефекты кости (66,3 %), отек и нарушение морфологической структуры мягких тканей (75,1 %), многооскольчатый характер переломов костей (72,9 %), раздробление кости с большим количеством мелких осколков (57,5 %), расположение костных фрагментов за пределами мягких тканей (57,5 %), наличие обнаженных концов костей (61,9 %), продольные диафизарные и внутрисуставные переломы (22,1 %)

Несмотря на исключительное разнообразие минно-взрывных переломов стопы и голени в изученном массиве наблюдений (59 раненых с минно-взрывными отрывами стопы и голени) можно выделить определенные повто-

ряющиеся клинические варианты костных повреждений Нам представляется, что все открытые переломы костей голени и стопы, во-первых, следует различать по месту основного приложения силы поражающих факторов взрыва на сегменты конечности, а во-вторых, по тяжести повреждений

С точки зрения механогенеза минно-взрывного перелома и его морфологии принципиально важным является соотношение оси основного удара газопылевого и осколочного потока с продольной осью голени Минно-взрывные переломы, возникающие на конечности, которая вошла в непосредственный или близкий контакт с миной, где основной поток продуктов детонации распространялся вдоль продольной оси поражаемой голени имели более или менее четкую зональность Картина такого перелома отображала последовательное нарастание тяжести косгных повреждений конечности по мере приближения к центру взрыва - от полного анатомического дефекта и выраженного размозжения тканей дистальных сегментов до крупных осколков и трещин в проксимальных

Принципиально иная картина взрывного перелома складывается на противоположной конечности - основная тяжесть костных повреждений приходится на нижнюю и среднюю, реже - верхнюю трети голени при сохранении костей стопы и дистальных метаэпифизов голени, что свидетельствовало о боковом приложении силы основного удара на ткани конечности В более редких случаях можно было видеть иную «полярность» повреждений, свидетельствующую о том, что основной удар потока поражающих агентов приходился спереди или сзади Все это могло быть следствием разного взаиморасположения правой и левой конечностей в момент взрыва мины

Оба вида переломов, возникшие как по восходящему (продольному), так и по боковому (поперечному) механизму травмы, различались по степени тяжести Среди переломов первого вида диапазон повреждений варьировал от взрывных отрывов и размозжений передних отделов стопы, до отрыва и разрушений проксимальных отделов голени Различия в степени тяжести переломов, возникшие за счет удара, приближающегося по направлению к поперечному по отношению к оси голени, находились в диапазоне от закрытых изолированных (как правило, косых, винтообразных, или переломов в форме «бабочки») до протяженных многоосколочных или тяжелых открытых переломов с сегментарным выносом тканей

Многие трактовки механогенеза, изложенные на основании целенаправленной группировки клинических наблюдений, носили предположительный характер и требовали экспериментальных доказательств, что и было выполнено в модельных экспериментах на конечностях трупов с разным размещением заряда ВВ В этих опытах (31 эксперимент) выяснилось, что различный объем повреждений костей голени, игравший решающую роль при определении уровня ампутации конечности, был связан, в первую очередь, с различиями в размещении «мин» по отношению к продольной оси голени в мо-

мент подрыва Несмотря на то, что мы оперировали одними и темп же зарядами ВВ, «задние» подрывы оказывались тяжелее «передних» Этому мы видим две причины Во-первых, расчеты показали, что поражающие свойства ранящих агентов вдоль вертикального вектора распространения продуктов детонации «мин» (вдоль центра воронки) значительно больше, чем вдоль боковых, а во-вторых, зона наложения проекции очага сверхвысокого давления и температуры взрывных газов на профиль поражаемой конечности при «задних» подрывах была существенно больше

Обобщение результатов клинико-рентгенологических и экспериментально-анатомических исследовании в целом позволяет выделить определенные, качественно различающиеся уровни (зоны) взрывного поражения костей голени, которые были предложены нами в качестве рабочей классификации, позволяющей систематизировать всю совокупность морфофункциональных данных, характеризующих механогенез, тяжесть, протяженность и характер минно-взрывных повреждений костей Сохраняя преемственность с предложенной ранее классификацией топографо-анатомических уровней минно-взрывной деструкции тканей (Э А Нечаев и соавт, 1994) мы выделили следующие уровни (рис)

1 Уровень взрывного распыления костей и полного анатомического дефекта, нередко — с частичным сохранением костей разрушенной зоны в виде фрагментов, фиксированных на концах отсепарированных сухожилий, фасций и апоневрозов

2 Уровень взрывного раздробления костей с большей или меньшей фрагментацией и тотальным скелетированием осколков и отломков

3 Уровень ударно-волнового ушиба кости с образованием трещин, редко - крупных осколков, с очаговым или сегментарным их скелетированием

4 Уровень ударно-волнового сотрясения кости и отдаленных ротационных или аб-(ад)дукционных переломов, топологически не связанных с очагом основных разрушений

По своему происхождению первые два уровня представляют собой разную степень бризантного (дробящего) действия на кость взрывных газов, последующие два - фугасного (ударно-волнового) в сочетании с механизмами запредельного отклонения или ротации разрушаемого сегмента конечности, приводящих в некоторых случаях к появлению косых или винтообразных переломов на большом отдалении от места отрыва конечности

В известной мере предлагаемая систематика уровней взрывного повреждения костей близка к критериям выделения зон огнестрельных переломов костей голени, которые предложил А Е Белоусов (1976) на основании собственных экспериментально-клинических разработок, а также с учетом обобщений опыта Великой Отечественной войны, сделанных А Н Максименковым (1952) и А В Смольянниковым (1952) В частности, А Е Белоусовым были выделены 4 зоны костного дефекта, мелкого раздроб-

ления кости, крупного раздробления кости и зону трещин Однако при оценке протяженности зон огнестрельных повреждений кости счет идет на сантиметры, а при минно-взрывной травме - на десятки сантиметров Следует также согласиться с А Е Белоусовым, что часто между зонами невозможно провести резкую грань, а их разграничение в известной мере условно Если костный дефект, обусловленный выносом осколков, отмечается всегда, то зоны мелкого и крупного раздробления не всегда определимы

В развитие этого замечания можно привести одну закономерность, касающуюся строения линии минно-взрывного перелома костей голени и характера дробления костной ткани (И уровень по нашей классификации) Если область дробления кости взрывными газами приходится на ее диафизарные, трубчатые отделы, то могут наблюдаться различные варианты оскольчатых переломов, но, часто, следы фрагментации диафиза отсутствуют по причине разлета отломков Напротив, если область взрывного дробления приходится на губчатые кости (метаэпифизы костей голени или кости стопы), то в зоне перелома всегда остаются следы разрушительной работы взрывных газов в виде крошковидного разрушения, разрывов и своеобразного взрывного «вспучивания» губчатой кости

Таким образом, существует некоторое общее сходство в морфологии зон огнестрельных и взрывных переломов - по мере убывания силы энергетического воздействия на кости уменьшается и степень их разрушения - от абсолютного дефекта в проекции зоны сверхвысокого давления, мелкой и крупной фрагментации костей по краям отрыва тканей конечности, до трещин на большом отдалении от очага основных повреждений костей

Анализируя с прогностических позиций предложенную четырехуровневую классификацию зон взрывного повреждения костей в плане перспектив сохранения некоторых из них при ампутации конечности или хирургической обработке ран можно высказать предположение, что хирургическая тактика при обработке огнестрельных и взрывных костных повреждений должна быть разной Если зоны мелкого и крупного раздробления длинной кости при огнестрельном переломе (II и III зоны по А Е Белоусову, 1976) весьма перспективны для их сохранения как важных дополнительных источников остео-генеза и для уменьшения степени укорочения конечности (разумеется при создании благоприятных местных и общих условий течения раневого процесса у пострадавших), то при минно-взрывной травме сохранение аналогичных зон (II и III) не представляется возможным из-за весьма вероятных необратимых первичных (во II зоне) и вторичных (в III зоне) нарушений целостности кости Уровень опила кости, на наш взгляд, должен быть ориентирован на границу III и IV уровней

А Уровень удар но-кол нового сотрясения костн и отдаленный ротационных или аб-(ад)дукционных переломов, топологически не связанных с очагом основных разрушений

3. "Уровень ударно-волнового ушиба кости с образованием трещин, редко - крупных осколков, с очаговым или сегментарным их скеле-тировани ем

2 Уровень взрывного раздробления костей с большей или меньшей фрагментацией и тотальным скелетированием осколков и отломков

]. Уровень взрывного распыления костей и полного анатомического дефекта

Схематическое изображение типичных уровней повреждения костей при контактном подрыве фугасной ГШМ под задний отделом стопы

Эти рассуждения, цена которым чаще всего коленный сустав, находят свое подтверждение в клиническом опыте - успешных органосохраняющих ампутациях, которые выполнялись в последние годы войны в Афганистане и Чечне Этот же вывод был сделан нами после обобщения экспериментальных исследований на животных Несмотря на крайне тяжелую минно-взрывную травму у собак - отрыв голени в нижней или дистальных отделах средней трети голени ушибы сердца и легких, развитие у некоторых из них артериальной воздушной эмболии, развивавшаяся у них в течении месяца после травмы самопроизвольная ампутация части голени никогда не происходила выше проксимальных метафизов берцовых костей Коленный сустав всегда сохранялся

В опытах на животных было установлено, что на протяжении зоны ушиба тканей, занимавшей проксимальную половину средней трети голени, редко - с переходом на дистальные отделы верхней ее трети (в общей сложности - от 7-8 до 10-15 см) развиваются стойкие нарушения внутрикостного кровообращения Это происходило за счет поражения нисходящих ветвей единственной диафизарной артерии (a nutricia), причем сама артерия и ее восходящие ветви сохраняли свою целостность и функциональную пригодность Во-вторых, причина наступающего микроциркуляторного блока в сохранившихся отломках костей голени связана с очаговым или сегментарным разрушением вторичных источников кровоснабжения со стороны отслоенной надкостницы и ушибленных прикостных слоев мышц Как отслоение надкостницы, так и ушибы глубоких мышц, получавших наиболее тяжелую степень повреждений со стороны костей, как известно, обусловлены расщепляющими ударно-волновыми повреждающими эффектами, которые наблюдаются на границах раздела (соприкосновения) тканей с разной удельной плотностью

В отличие от указанных выше тяжелых нарушений кровообращения в костях, обнаруженных на протяжении III уровня, в метаэпифизарной зоне костей и проксимальной части диафиза, непосредственно примыкающей к метафизарному отделу костей голени (IV уровень), всегда носили очаговый и полностью обратимый характер Нормализация внутрикостного кровообращения в пределах IV уровня наблюдалась даже в тех случаях, когда здесь же обнаруживались отдаленные диафизарно-метаэпифизарные переломы Полноценность микрогемоциркуляции в отломках по обеим сторонам линии перелома (косого или винтообразного) ни разу не вызывала сомнений Именно в проксимальных отделах диафиза (как правило, ниже места вхождения а nutricia в большеберцовую кость) формировалась костная мозоль и линия демаркации, ниже которой происходило самопроизвольное отторжение концевого секвестра кос гей голени за счет механизмов остеолиза компактной и губчатой костной ткани в поперечном (по отношению к оси диафиза) направлении

Исходя из результатов выполненных нами гистологических исследований представления о механогенезе минно-взрывной травмы и ее последствиях для костей конечности, на наш взгляд, должны быть уточнены и существенно дополнены

Как выяснилось по материалам патоморфологических исследований, выполненных на 11 животных, отслоения надкостницы на прилегающих к очагу основных разрушений участках костей сопровождаются расщеплением наружных и внутренних пластин компактной кости кортикального слоя диафиза и расщеплением костных балок губчатого вещества, особенно по наружной границе костно-мозговой полости разрушаемой кости Из этого следует, что поперечный удар из-за «растягивающих» ударно-волновых усилий в момент взрыва получают не только параоссально расположенные мягкие гка-нн и надкостница, что было известно ранее, но и внутренняя поверхность кортикального слоя диафиза по границам костно-мозговой полости По нашим данным, эта же особенность в архитектонике местных костных повреждении прослеживается и в нижней трети бедренной кости, с той лишь разницей (но сравнению с изменениями проксимального метафиза берцовых костей), что контузионные повреждения эндоста, сосудов и нервов выше коленного сустава появляются позже и имеют меньшую степень выраженности

Исходя из патоморфологической картины изменений, происходящих в костно-мозговой полости, ячейки губчатого вещества представляют собой идеальные условия для поглощения ударно-волновой энергии, проходящей по кости из эпицентра взрыва в проксимальном направлении, по причине бесконечного чередования плотностей костных балок и костно-мозговых ячеек губчатой костной ткани Как следствие - возникают отслоения эндоста и продольные трещины в арочно-балочной системе кости

Совершенно неожиданной находкой явилось обнаружение эффекта микродробления компактной костной ткани в кортикальном слое диафиза и ряда костных балок губчатого вещества, которые были видны как по краю взрывного перелома (на расстоянии 1 см), так и на значительном отдалении (5-7 см) На микроуровне происходило разъединение остеонов в местах их естественного склеивания, заметное расширение просвета гаверсовых каналов, возникали «оптические пустоты» в межуточном веществе костной ткани Микроскопически эти изменения были видны уже через 45-60 мин после подрыва и вряд ли могли быть объяснены вторичными изменениями (нарушениями микрогемоциркуляции, проницаемости и тд ) Примечательно, что ни макроскопически, ни рентгенологически, в тч с прямым увеличением изображения, описанные изменения не выявлялись Происхождение выявленных микроповреждений костной ткани, на наш взгляд, также должно быть отнесено к последствиям ударно-волнового воздействия на кости с той лишь разницей, что в этих зонах разрушительная работа вероятнее всего производилась ¡а счет высокочастотного и коротковолнового спектра ударных волн, в

отличие от макроповреждений по границам кортикального слоя, возникавшим, соответственно, за счет длинно-волнового спектра волнового воздействия

Повреждения собственных сосудисто-нервных образований костей оказываются намного распространеннее, чем территория механических повреждений опорных костных структур Циркуляторные нарушения в своей основе имеют не только вторичный генезис, но и первичный, взрывной, так как в некоторых артериях костно-мозговой полости обнаруживались типичные радиальные разрывы сосудистой стенки, идущие от внутренних слоев в сторону наружных, что доказывает их ударно-волновое происхождение

Вторичные сосудистые и нейротрофические нарушения в костях намного превышали территорию распространения первичных механических повреждений костных структур и кровеносных сосудов Понятно, что показанная в настоящей работе проксимальная граница патологических нейро-сосудистых изменений (нижняя треть бедра) является случайной и определяется ограничением запланированных гистологических исследований Нередкое развитие гемартрозов тазобедренного сустава на стороне подрыва мин, которое иногда обнаруживалось нами у подопытных собак определенно свидетельствует о более значительных масштабах минно-взрывных костных повреждений

С практической точки зрения по материалам выполненного исследования архиважным является выяснение ряда вопросов, а именно 1) какова степень обратимости всех выявленных патоморфологических нарушений в костях, 2) существуют ли закономерности развития демаркационных процессов и остеорегенерации в процессе заживления взрывной раны костной культи, 3) каковы возможности раннего прогнозирования границ некробиотических процессов в поврежденных взрывом костях конечности

Результаты экспериментальных исследований дали исчерпывающие ответы на поставленные вопросы

Наиболее тяжелые условия для кровообращения складываются в диа-физе поврежденных костей голени, большая часть которого при любом уровне отрывного перелома погибает Исходя из результатов витального окрашивания тканей раствором димифена голубого, функционирование микрососудистого русла и транскапиллярный обмен в эпифизе, метафизе сохранившейся культи голени ни в одном случае не были нарушены Прижизенное заполнение микрососудов происходило даже несмотря на наличие выраженных повреждений органных микроструктур костей в этих же участках Более того, у части собак слабое окрашивание костей развивалось и в диафизарной части - в зоне, снабжаемой ретроградной ветвью питательной артерии боль-шеберцовой кости Окраска наступала даже в условиях частичного скелети-рования диафиза и гибели вторичных источников кровоснабжения на этом уровне Все это указывало на включение внутрикосгного коллатерального

кровообращения за счет предсуществующих связей метафизарных и диафи-зарных сосудов в области диафизарно-метафизарного перехода большебер-цовой кости Эти факты объясняют отмеченную в дальнейшем более активную роль источников регенерации костной ткани со стороны кос гно-мозговой полости по сравнению с периостальиыми и диафизарными зонами остеоре-генерации

Вполне закономерно, что проксимальная граница некроза берцовых костей приходилась, как правило, на границу верхней и средней трети голени Здесь формировалась костная мозоль, сосудистое русло которой являлось составной частью общей коллатеральной манжеты культи конечности Ниже уровня артериального коллатерального кольца все ткани пот ибали, включая и костную, выше - сохранялись Однако, если мягкие ткани подвергались некрозу и отторгались, то секвестры некротизированного диафиза берцовых костей длительное время удерживались (механически) за счет развитой костной мозоли Проксимальные отделы фиксированного секвестра подвергались резорбции и частично замещались новой костной тканью

Обобщая результаты комплексных исследований в целом и сопоставляя их с данными литературы можно придти, на наш взгляд, к нескольким важным заключениям

Во-первых, предложенная уровневая (зональная) характеристика взрывных повреждений костей по механизму, тяжести и локализации полностью вполне увязывается с опубликованной и утвердившейся в литературе систематикой уровней взрывного поражения тканей

Во-вторых, установленные закономерности разрушения костной ткани поражающими факторами взрыва в зависимости от мощности и характера энергетического воздействия на конечность укладывается в контекст установленных закономерностей формирования огнестрельных переломов при ранениях высокоскоростными ранящими снарядами

И, наконец, в-третьих, качественные различия между разными уровнями (зонами) взрывного повреждения костей существуют, в тч между уровнями обратимых и необратимых изменений Границы этих переходов имеют достаточно четкие патоморфологические, рентгено-ангиологические и физиологические критерии На их основании могут быть выработаны патогенетические обоснованные подходы по выбору уровня усечения конечности в совокупности с прочими условиями, влияющими на хирургическую тактику лечения пострадавших при взрывах мин

ВЫВОДЫ

1 Тяжесть, характер и морфологические особенности переломов костей голени, возникающих при минно-взрывных отрывах и размозжениях конечностей, определяются, в первую очередь, отношением центра взрыва к продольной оси голени При подрывах мин под передними отделами стопы разрушения костей голени ограничиваются, главным образом, областью голеностопного сустава в виде взрывных раздроблений пяточной и таранных костей, отрывных или отклоняющих переломов лодыжек и тяжелых контузионных повреждений дистальных эпиметафизарных зон берцовых костей Подрывы мин под задними отделами стопы сопровождаются значительно более тяжелыми разрушениями костей голени и окружающих тканей - костными дефектами на протяжении средней трети голени, тяжелыми контузионными повреждениями механических костных структур и органных сосудисто-нервных образований вплоть до суставной щели коленного сустава с включением в область поражения дистальной эпиметафизарной зоны бедренной кости

2 Все первичные патоморфологические изменения в костях и непосредственно прилегающих к ним параоссальных тканях могут быть сведены к нескольким качественно различающимся между собой зонам (уровням)

1) взрывного распыления костей и полного анатомического дефекта, нередко - с частичным сохранением костей разрушенной зоны в виде фрагментов, фиксированных на концах отсепарованных сухожилий, фасции и апоневрозов,

2) взрывного раздробления костей с большей или меньшей их фрагментацией и тотальным скелетированием осколков и отломков,

3) ударно-волнового ушиба кости с образованием трещин, редко -крупных осколков с очаговым или сегментарным их скелетированием,

4) ударно-волнового сотрясения кости и отдаленных ротационных или аб-(ад)дукционных переломов, топологически не связанных с очагом основных разрушений

3 По своему происхождению механические повреждения опорных костных структур, костного мозга и органных сосудисто-нервных образований в первой и второй зонах представляют собой разную степень бризантного (дробящего) действия на органы и ткани взрывных газов сверхвысокого давления, в третьей и четвертой - ударно-волнового, с последующей деформацией и ускорением сегментов Характерными патоморфологическими проявлениями ударно-волновых поражающих эффектов (расщепляющих, кавитационных, инерци-алъных и пр ) являются отслоения надкостницы и эндоста, расщепление наружных и внутренних пластин кортикального слоя диафиза, расширение просвета гаверсовых и фолькмановских каналов, нарушение цементации межуточного вещества остеонов, появление пустот в компактной костной ткани

4 Травматические последствия взрывного воздействия на кости опре-

деляются, в основном, в течение ближаиших суток после подрыва Все костные структуры в пределах зон мелких и крупных осколков, а также часть диафизов костей сохранившейся культи голени, в первую очередь, в зоне циркулярного отслоения надкостницы и тяжелой контузии прикостных мышц, подвергаются некрозу (вся 2-я зона и часть 3-й) Протяженность формирования концевого секвестра в поврежденном диафизе и уровень его демаркации определяются возможностями восстановления внутрикостно1 о коллатерального кровообращения, которые напрямую зависят от объема первичных разрушений голени

5 Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований и источников регенерации костной ткани независимо от уровня отрыва голени имеют проксимальные эпиметафизарные отделы берцовых костей При дистальных отрывах голени полностью обратимыми оказываются также нарушения макро- и микрогемоциркуляции в проксимальной части диафиза большеберцовой и малоберцовои костей Неодинаковые возможности восстановления трофики и регенерации костной ткани по протяжению разрушенного сегмента конечности должны приниматься во внимание при выборе уровня и способа его усечения

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Среди пострадавших от контактных минных подрывов следует выделять относительно более тяжелую группу, у которых центр взрывного устройства оказался под задними отделами стопы и относительно менее тяжелую - при подрывах под передним отделом стопы

2 Целенаправленная ревизия повреждений тканей конечности должна исходить из особенностей механизма контузионной травмы, а именно - основная степень ударно-волновых повреждении приходится на параоссальные и паравазальные структуры Напротив, покровные ткани и поверхностные слои разрушаемого сегмента конечности получают сравнительно меньшую степень повреждений В костях голени и бедра максимальные повреждения концентрируются по наружной и внутренней поверхностям кортикального слоя

3 Ряд выявленных макро- и микроскопических признаков нарушения целостности костей могут быть маркерами высокоэнергетического ударно-волнового воздействия на ткани, главным образом, по принципу «расщепляющего» эффекта, что может быть использовано для идентификации взрывного механизма повреждений костей, а именно

1) полуциркулярные или тотальные отслоения надкостницы, в тч с мышцами, имевшими фиксацию к костям в поврежденной зоне,

2) видимые только микроскопически продольные расщепления наруж-

ных и внутренних пластин кортикального слоя диафиза и костных балок,

3) отслоения эндоста, выстилающего костные балки и кортикальный слой диафиза со стороны костномозговой полости,

4) микродробление компактной костной ткани (кортикального слоя диафиза и костных балок) с нарушением цементации межуточного вещества между остеонами и появлением оптических пустот, которые не определяются при внешнем осмотре кости и при рентгенографии,

5) расширение просвета гаверсовых каналов, внутренние радиальные разрывы некоторых артерий костно-мозговой полости с нарушением целостности внутренних слоев сосудистой стенки при сохранении адвентициальной оболочки и наружной эластической мембраны

4 Наибольшую диагностическую ценность в определении объема необратимых повреждений тканей, в тч в планировании уровня опила кости при ампутации конечности, представляют ангиографические исследования и внутриартериальное окрашивание тканей поврежденной конечности красителями типа димифена голубого Существует возможность одномоментного производства этих исследований, что существенно повышает точность оценки степени жизнеспособности тканей Диагностическая ценность стандартных рентгенологических исследований, а также рентгенографии с прямым увеличением изображения сохраняется только в тех случаях, когда зона кон-тузионных повреждений костей представлена областью мелких и крупных осколков, а также трещин, что встречается не часто

5 При выполнении ампутации конечности или хирургической обработке взрывных ран следует учитывать разные потенциальные возможности обратного развития первичных (взрывных) и вторичных (циркуляторных) нарушений в костях на разных уровнях от места отрыва Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований имеют проксимальные эпи-метафизарные отделы костей культи голени при любом уровне ее отрыва Наряду с этим при дистальных отрывах и размозжениях голени на уровне голеностопного сустава или нижней ее трети полностью обратимыми оказываются также повреждения диафиза большеберцовой кости, снабжаемые восходящей (ретроградной) ветвью а пиЬтст, благодаря развитию внутрикостного коллатерального кровообращения в ее бассейне

6 При разработке средств индивидуальной противоминной защиты ног, наряду с другими техническими возможностями уменьшения тяжести травмы (увеличение расстояния, установка экранов, поглощающих след и др), перспективным направлением может стать создание устройств с вынесением точек опоры тела за пределы продольных осей голени, что может существенно уменьшить тяжесть травмы в случаях непрогнозируемого минного подрыва

СПИСОК

НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Леманн X О некоторых закономерностях нарушений внутрикостного кровообращения при моделировании минно-взрывных отрывов голени/ H Ф Фомин, X Леманн// Материалы ежегодной научно-практической конференции ассоциации хирургов Санкт-Петербурга СПб , 2002 - С 158-159

2 Lehmann H Erfahrungen mit Minenverletzungen aus dem Afganistankonflikt 1980 - 1985/ Fomm N F , Lehmann H// «Operativ Einsatz medizin internationalen Umfeld» Arbetskreis chirurgisch tatiger Samtats — Offiziere der Deutschen Jesellschaft fur Wenzmedizi und Venzpharmazie e V 4 - 6 Dezember, 2002, Ulm - S 33

3 Леманн X Возможности определения уровня ампутации конечности путем прижизненной окраски тканей раствором димифена голубого/ H Ф Фомин, И П Миннуллин, X Леманн// Сборник трудов юбилейной конференции, посвященной 160-летию Александровской больницы Часть I Санкт-Петербург, 2002 г-СПб, 2002-С 103-104

4 Леманн X Рентгенологические критерии выбора оптимального уровня ампутации при минно-взрывных ранениях конечностей/ H Ф Фомин, И П Миннуллин, X Леманн// Материалы Невского радиологическго форума (из будущего в настоящее) Санкт-Петербург, 9-12 апреля, 2003 г,-СПб , 2003 -С 101

5 Леманн X О некоторых параметрах деформационных процессов в cei-ментах конечностей при моделировании минно-взрывных отрывов голени/ H Ф Фомин, А H Линин, X Леманн// Материалы международной научной конференции «АРМОР - 2003» (медико-биологические и технические проблемы при проведении боевых, спасательных и антитеррористических операций) - СПб Издательство ООО «Антер», 2003 - С 7

6 Леманн X Внутрикостное кровообращение при моделировании минно-взрывных отрывов голени/ H Ф Фомин, X Леманн// Актуальные вопросы прикладной анатомии и оперативной хирургии Материалы XII Всероссийской конференции СНО и молодых ученых с международным участием, СПб Издательство СПбГМУ, 2004 -С 101-103

7 Леманн X Материалы к зональной характеристике минно-взрывных переломов костей голени/ H Ф Фомин, X Леманн// Актуальные вопросы военной травматологии и ортопедии Материалы Всеармейской конференции, посвященной 105-летию кафедры и клиники военной травматологии и ортопедии 22 апреля 2005 г- СПб Издательство ВмедА, 2005 - С 23 -24

8 Леманн X Закономерности формирования взрывных переломов костей

голени/ X Леманн, H Ф Фомин// Актуальные вопросы прикладной анатомии и оперативной хирургии Материалы XIII Всероссийской конференции СНО и молодых ученых 26 апреля 2005 г- СПб Издательство СПбГМУ, 2005 - С 77-79

9 Lehmann H Mechanogenesis, pathomorfology and classification of demages bones in mine-explosive losses of extremities/ NFFomin, IPMinnullin, H Lehmann// Scientific abstracts XXXVI World Congress of military medicine, 5-11 June 2005, St Petersburg, - P 85

10 Леманн X Роль микроскопических исследований в познании механизмов минно-взрывных повреждений костей/ H Ф Фомин, X Леманн, В П Румакин// Анатомо-физиологические аспекты современных хирургических технологий Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной столетию со дня рождения А H Максименкова - СПб Воен -мед акад , 2006 - С 17 - 20

Формат 60x84 Заказ № 281'

Подписано в печать! 0,04 А7.

Объем 1 П-л_Тираж юр экз

Типография ВМедА, 194044 СПб , ул Академика Лебедева, 6

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. В череде глобальных проблем XX века, таких как мировые и гражданские войны, десятилетиями не затухающие межэтнические, межконфессиональные и другие вооруженные конфликты, остро встали проблемы природных, антропогенных и техногенных катастроф на земле и под землей, в воздухе и под водой с гибелью и увечьем десятков миллионов людей (В.М.Шаповалов и соавт., 2001). В таких ситуациях наиболее частым и решающим поражающим фактором являются взрывы различного происхождения. Нестабильность во внутриполитической жизни многих государств, рост напряженности в обществе и сохранение тенденций решать проблемы различного масштаба силовыми методами, к сожалению, сохраняются и в начале XXI века. Все это вместе взятое не добавляет оптимизма относительно ближайшего будущего минно-взрывной травмы, которая остается актуальной проблемой, как военно-полевой хирургии, так и травматологии мирного времени.

Вместе с тем, несмотря на выход крупных монографий, посвященных этой проблеме (Л.Н.Бисенков,1993; А.А.Нечаев и соавт. 1994; 2002; Н.В.Рухляда и соавт. 2001; В.М.Шаповалов и соавт. 2001 и др.), многие стороны механизма МВТ и морфологии взрывных ран остаются неизученными. Если общая теория поражения человека факторами взрыва противопехотных мин в целом сформулирована (Н.Ф.Фомин, 1994), то детали хирургической анатомии местных, сочетанных и т. н. «дистантных» повреждений органов и тканей, имеющие практическое значение, раскрыты далеко не полностью. Так, например, особенности механизмов, патоморфологии и последующих анатомо-физиологических изменений при взрывных переломах костей, при «минных» отрывах конечностей остаются вовсе неизученными. Все это не позволяет нацеливать хирургов на рациональную технику обработки взрывных ран с переломами костей, которая исходила бы из понимания особенностей первичных и вторичных изменений в костях, появляющихся у пострадавших при подрывах на минах или взрывах других боеприпасов эквивалентной мощности.

В последнее время в литературе активно ведется дискуссия о возможностях и преимуществах сберегательной хирургической тактики при тяжелых огнестрельных и взрывных переломах костей в связи с приближением этапа специализированной помощи к очагу санитарных потерь (Е.К.Гуманенко, 2002,2006; В.М.Шаповалов, 2004; В.К.Николенко, 2006; Н.А.Ефименко, 2006). Вместе с тем, внедрение в практику сберегательной ПХО и экономных первичных ампутаций имеет следствием рост первичных и вторичных дефектов конечностей, сопровождающихся остеомиелитом (Н.И.Нелин и соавт., 2006). Все это выдвигает необходимость ясных представлений о механизме, особенностях морфологии минно-взрывных повреждений костей и суставов, знании закономерностей развития вторичных нарушений в костной ткани, потенциальных возможностях остеорегенера-ции. Именно такие данные позволят выполнить раннюю исчерпывающую специализированную травматологическую помощь в сочетании со сберегательной тактикой по отношению к костно-мышечной ране.

Все изложенное явилось для нас побудительным мотивом к проведению прикладного клинико-рентгенологического, морфологического и экспериментального исследования, ЦЕЛЬЮ которого явилось изучение пато-морфологических особенностей переломов костей при минно-взрывных отрывах стопы и голени.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1.Изучить основные виды, патоморфологические и рентгеноанатоми-ческие особенности переломов костей стопы и голени у пострадавших при подрывах на противопехотных минах.

2.Исследовать закономерности формирования переломов костей голени путем моделирования на биообъектах (трупах) различных вариантов контактного подрыва на противопехотных минах.

3.Оценить тяжесть, распространенность, характер, а также степень обратимости первичных и вторичных нарушений в костях при моделировании минно-взрывных ранений на крупных животных (собаках).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе впервые описываются специфические микроскопические признаки первичных ударно-волновых повреждений ведущих структурных элементов компактной и губчатой костной ткани,, ряд которых носит патог-номоничный характер и может быть использован для диагностики, ретроспективного анализа и идентификации воздействия> факторов взрыва на кости. Предложена новая классификация уровней (зон) минно-взрывного повреждения костей, отражающая особенности воздействия факторов контактного минного взрыва на кости и детально показано> макро- и; микроскопическое строение взрывного перелома диафизарных и метаэпифизарных отделов костей.

С прогностических позиций изучена судьба контузионных и коммоци-онных повреждений основных структурных элементов кости как органа на разном удалении от места отрыва конечности. Впервые описана морфология и гистотопография некробиотических процессов в костях, перенесших взрывную травму, а также закономерности отторжения концевого костного секвестра в культе конечности.

НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ;

Знание закономерностей разрывного, контузионного и коммоционно-го воздействия на кости конечностей при контактных подрывах на противопехотных минах и взрывных устройствах близкой мощности, а также порядка и зональности развития обратимых и необратимых изменений в костях имеют принципиальное значение для обоснования техники обработки костной культи при ампутациях или хирургической обработки взрывных ран конечностей, формирования программы лечебных и реабилитационных мероприятий у пострадавших. Показаны высокая диагностическая ценность и возможности прижизненных методов исследования микроциркуляторного русла костей и их связь со структурными изменениями в костях, с одной стороны, и сосудистыми изменениями в окружающих тканях, с другой. Оценены возможности стандартных и специальных (с прямым увеличением) рентгенологических исследований культей конечностей при выборе объема их усечения во время ампутации. Разработан алгоритм микроскопических исследований костной ткани на предмет выявления ударно-волновых повреждений основных ее элементов.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Тяжесть, характер и морфологические особенности переломов костей \ голени, возникающих при минно-взрывных отрывах и размозжениях конечностей, определяются, в первую очередь, отношением центра взрыва к продольной оси голени о

Все первичные патоморфологические изменения в костях и непосредственно прилегающих к ним параоссальных тканях могут быть сведены к нескольким качественно различающимся между собой зонам (уровням):

1) взрывного распыления костей и полного анатомического дефекта;

2) взрывного раздробления костей с большей или меньшей их фрагментацией и тотальным скелетированием осколков и отломков;

3) ударно-волнового ушиба кости с образованием трещин, редко -крупных осколков с очаговым или сегментарным их скелетированием;

4) ударно-волнового сотрясения кости и отдаленных ротационных или аб-(ад)дукционных переломов.

3. Характерными патоморфологическими проявлениями ударно-волновых поражающих эффектов (расщепляющих, кавитационных, инерци-альных и пр.) являются отслоения надкостницы и эндоста, расщепление наружных и внутренних генеральных пластин кортикального слоя диафиза, расширение просвета гаверсовых и фолькмановских каналов, нарушение цементации межуточного вещества остеонов, появление пустот в компактной костной ткани.

4. Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований и источников регенерации костной ткани при любом уровне отрыва голени имеют проксимальные эпиметафизарные отделы берцовых костей. Разные потенциальные возможности восстановления трофики и регенерации костной ткани по протяжению разрушенного сегмента конечности должны приниматься во внимание при выборе уровня и способа его ампутации.

АПРОБАЦИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследований доложены на Международной конференции, посвященной 10-летию. ассоциации санитарных врачей Европы (г. Ульм, ФРГ, 2002), на международной научной конференции «АРМОР -2003» (медико-биологические и технические проблемы при проведении боевых, спасательных и антитеррористических операций) (СПб, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию профессора И.Д.Кирпатовского (Москва, 2002), на 36-м Международном конгрессе по военной медицине (СПб, 2005), на Всероссийской конференции, посвященной 100-летию профессора А.Н.Максименкова (СПб, 2006), на 12-й, 13-й Всероссийских конференциях молодых ученых-морфологов (СПб, 2004, 2005). По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, состоит из обзора литературы, 6 глав собственных исследований, выводов и практических рекомендаций, содержит 7 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 176 отечественных и иностранных источников.

ВЫВОДЫ

Тяжесть, характер и морфологические особенности переломов костей голени, возникающих при минно-взрывных отрывах и размозжениях конечностей, определяются, в первую очередь, отношением центра взрыва к продольной оси голени. При подрывах мин под передними отделами стопы разрушения костей голени ограничиваются, главным образом, областью голеностопного сустава в виде взрывных раздроблений пяточной и таранных костей, отрывных или отклоняющих переломов лодыжек и тяжелых контузион-ных повреждений дистальных эпиметафизарных зон берцовых костей. Подрывы мин под задними отделами стопы сопровождаются значительно более тяжелыми разрушениями костей голени и окружающих тканей - костными дефектами на протяжении средней трети голени, тяжелыми контузионными повреждениями механических костных структур и органных сосудисто-нервных образований вплоть до суставной щели коленного сустава с включением в область поражения дистальной эпиметафизарной зоны бедренной кости.

Все первичные патоморфологические изменения в костях и непосредственно прилегающих к ним параоссальных тканях могут быть сведены к нескольким качественно различающимся между собой зонам (уровням):

1) ВЗРЫВНОГО РАСПЫЛЕНИЯ КОСТЕЙ и полного анатомического дефекта, нередко — с частичным сохранением костей разрушенной зоны в виде фрагментов, фиксированных на концах отсепарованных сухожилий, фасций и апоневрозов;

2) ВЗРЫВНОГО РАЗДРОБЛЕНИЯ КОСТЕЙ с большей или меньшей их фрагментацией и тотальным скелетированием осколков и отломков;

3) УДАРНО-ВОЛНОВОГО УШИБА КОСТИ с образованием трещин, редко - крупных осколков с очаговым или сегментарным их скелетированием;

4) УДАРНО-ВОЛНОВОГО СОТРЯСЕНИЯ КОСТИ и отдаленных ротационных или аб-(ад)дукционных переломов, топологически не связанных с очагом основных разрушений.

По своему происхождению механические повреждения опорных костных структур, костного мозга и органных сосудисто-нервных образований в первой и второй зонах представляют собой разную степень бризантного (дробящего) действия на органы и ткани взрывных газов сверхвысокого давления, в третьей и четвертой - ударно-волнового, с последующей деформацией и ускорением сегментов. Характерными патоморфологическими проявлениями ударно-волновых поражающих эффектов (расщепляющих, кавита-ционных, инерциальных и пр.) являются отслоения надкостницы и эндоста, расщепление наружных и внутренних пластин кортикального слоя диафиза, расширение просвета гаверсовых и фолькмановских каналов, нарушение цементации межуточного вещества остеонов, появление пустот в компактной костной ткани.

Травматические последствия взрывного воздействия на кости определяются, в основном, в течение ближайших суток после подрыва. Все костные структуры в пределах зон мелких и крупных осколков, а также, часть диафизов костей сохранившейся культи голени, в первую очередь, в зоне циркулярного отслоения надкостницы и тяжелой контузии прикостных мышц, подвергаются некрозу (вся 2-я зона и часть 3-й). Протяженность формирования концевого секвестра в поврежденном диафизе и уровень его демаркации определяются возможностями восстановления внутрикостного коллатерального кровообращения, которые напрямую зависят от объема первичных разрушений голени.

Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований и источников регенерации костной ткани независимо от уровня отрыва голени имеют проксимальные эпиметафизарные отделы берцовых костей. При дистальных отрывах голени полностью обратимыми оказываются также нарушения макро- и микрогемоциркуляции в проксимальной части диафиза большеберцовой и малоберцовой костей. Неодинаковые возможности восстановления трофики и регенерации костной ткани по протяжению разрушенного сегмента конечности должны приниматься во внимание при выборе уровня и способа его усечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Среди пострадавших от контактных минных подрывов следует выделять относительно более тяжелую группу, у которых центр взрывного устройства оказался под задними отделами стопы и относительно менее тяжелую - при подрывах передним отделом стопы.

2. Целенаправленная ревизия повреждений тканей конечности должна исходить из особенностей механизма контузионной травмы, а именно - основная. степень ударно-волновых повреждений приходится на параоссаль-ные и паравазальные структуры. Напротив, покровные ткани и поверхностные слои разрушаемого сегмента конечности получают сравнительно меньшую степень повреждений. В костях голени и бедра максимальные повреждения концентрируются по наружной и внутренней поверхностям кортикального слоя.

3. Ряд выявленных макро- и микроскопических признаков нарушения целостности костей могут быть маркерами высокоэнергетического ударно-волнового воздействия на ткани, главным образом, по принципу «расщепляющего» эффекта, что может быть использовано для идентификации взрывного механизма повреждений костей, а именно:

1) полуциркулярные или тотальные отслоения надкостницы, в т.ч. с мышцами, имевшими фиксацию к костям в поврежденной зоне;

2) видимые только микроскопически продольные расщепления наружных и внутренних пластин кортикального слоя диафиза и костных балок;

3) отслоения эндоста, выстилающего костные балки и кортикальный слой диафиза со стороны костномозговой полости;

4) микродробление компактной костной ткани (кортикального слоя диафиза и костных балок) с нарушением цементации межуточного вещества между остеонами и появлением оптических пустот, которые не определяются при внешнем осмотре кости и при рентгенографии;

5) расширение просвета гаверсовых каналов, внутренние радиальные разрывы некоторых артерий костно-мозговой полости с нарушением целостности внутренних слоев сосудистой стенки при сохранении адвентициаль-ной оболочки и наружной эластической мембраны.

4. Наибольшую диагностическую ценность в определении объема необратимых повреждений тканей, в т.ч. в планировании уровня опила кости при ампутации конечности, представляют ангиографические исследования и внутриартериальное окрашивание тканей поврежденной конечности красителями типа димифена голубого. Существует возможность одномоментного производства этих исследований, что существенно повышает точность оценки степени жизнеспособности тканей. Диагностическая ценность стандартных рентгенологических исследований, а также рентгенографии с прямым увеличением изображения сохраняется только в тех случаях, когда зона кон-тузионных повреждений костей представлена областью мелких и крупных осколков, а также трещин, что встречается не часто.

5. При выполнении ампутации конечности или хирургической обработке взрывных ран следует учитывать разные потенциальные возможности обратного развития первичных (взрывных) и вторичных (циркуляторных) нарушений в костях на разных уровнях от места отрыва. Наибольшую устойчивость органных сосудисто-нервных образований имеют проксимальные эпиметафизарные отделы костей культи голени при любом уровне ее отрыва. Наряду с этим при дистальных отрывах и размозжениях голени на уровне голеностопного сустава или нижней ее трети полностью обратимыми оказываются также повреждения диафиза болыпеберцовой кости, снабжаемые восходящей (ретроградной) ветвью a. nutricia, благодаря развитию внут-рикостного коллатерального кровообращения в ее бассейне.

6. При разработке средств индивидуальной противоминной защиты ног, наряду с другими техническими возможностями уменьшения тяжести травмы (увеличение расстояния, установка экранов, поглощающих след и др.), перспективным направлением может стать создание устройств с вынесением точек опоры тела за пределы продольных осей голени, что может существенно уменьшить тяжесть травмы в случаях непрогнозируемого минного подрыва.