Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Структура и тяжесть огнестрельных ранений груди и живота в аспекте моделирования средств индивидуальной бронезащиты военнослужащих

На протяжении всей истории развития человечества возникали различные конфликты и противоречия, которые в большинстве случаев решались насильственными методами. Оружейники во все времена использовали новейшие достижения науки и техники. С появлением новых образцов оружия возникал вопрос об адекватной защите от них личного состава военных формирований.

Средства защиты так же не отставали от средств поражения. Они возникли и совершенствовались с глубокой древности. Их развитие делится на два этапа, границей которых является изобретение огнестрельного оружия. Древние воины защищали тело «льняными» доспехами и специальной кожаной одеждой, к которой по мере развития холодного оружия добавлялись металлические элементы. Вершиной прогресса, на этом этапе, явились «готические» доспехи. Изготовленные из метала, они весили 27 - 32 килограмма, что значительно снижало подвижность. Реальной опасностью для таких воинов были только тяжёлые стрелы выпущенные из лука или арбалета с расстояния менее 200 метров [14, 65].

Наступивший XIV век характеризовался прорывом в совершенствовании огнестрельного оружия, которое стало всё чаще и чаще применяться при ведении боевых действий, а появление бездымного пороха, нарезного оружия и оболочечных пуль с высокой энергией окончательно вытеснило последние образцы защитной одежды (кирасы, нагрудники) и надолго определило скептическое отношение к средствам защиты тела от ранящих снарядов. Стимулом к возрождению практического интереса к военному защитному снаряжению послужило массовое применение в I Мировую войну артиллерии, что незамедлительно сказалось на соотношении пулевых и осколочных ранений. Частота осколочных ранений возросла в 3 — 5 раз по отношению к предшествующим военным конфликтам и достигла 60 - 80%. При этом выяснилось, что кинетическая энергия осколков значительно меньше, чем у пуль, а это делало вполне реальной защиту тела от них [60, 62, 37].

Возможность противопульной защиты появилась после внедрения новых материалов, таких как сталь, титан, керамика и композиты. Для современных отечественных бронежилетов (БЖ) характерно стремление защитить максимум площади жизненно важных органов (ЖВО). Это, наряду с усилением защитных характеристик БЖ, привело к резкому возрастанию их массы, вплоть до отказа от их ношения [30, 24].

Военно-полевая хирургия, по роду своей деятельности, всегда сталкивается с различного рода боевой хирургической патологией. Вопросы использования БЖ, их защитные характеристики, патогенез процессов, возникающих при попадании ранящего снаряда (РС) в защитные композиции, диагностика и лечение специфической «заброневой» патологии, испытание и оценка существующих и новых образцов бронезащиты вызывают живой интерес у военно-полевых хирургов.

Актуальность темы.

Средства индивидуальной бронезащиты являются неотъемлемой частью современной экипировки военнослужащих. Они призваны защищать части тела, ранения которых наиболее часто приводят к летальному исходу: голова, грудь, живот. Суммарная носимая масса оружия, боеприпасов и другой экипировки, включая бронежилет достигает 40 кг. Это является пределом возможностей человека. Использование БЖ является весьма обременительным, что порой сводит на нет все их положительные качества.

Актуальным является поиск оптимального соотношения массы, формы и степени баллистической защиты, учитывающий достижения военно-полевой хирургии, современные данные раневой баллистики и изменения характера боевых действий.

С началом применения БЖ, появились такие новые виды боевой патологии как закрытая локальная контузионная травма (ЗЛКТ) и огнестрельные ранения через бронежилет (ОР через БЖ). Оценка тяжести ЗЛКТ в настоящее время производится по «Классификации ЗЛКТ», разработанной в 1987 году. Тяжесть ЗЛКТ разделена на четыре степени по наличию повреждений кожи, кровоизлияний и разрывов внутренних органов. Для диагностики степени ЗЛКТ по этой классификации требуется выведение биообъекта из эксперимента. Хронический опыт невозможен. При оценке тяжести не учитывается функциональная реакция биообъекта на травму.

Актуальной является комплексная оценка тяжести травмы в хроническом эксперименте с использованием современных подходов к классификации и объективной оценке боевой хирургической травмы.

При пробитии ранящим снарядом защитной композиции БЖ возникает огнестрельное ранение, которое имеет свои особенности — формируется на фоне ЗЛКТ и ткани поражаются большим количеством вторичных РС. Эти особенности наиболее выражены при пробитии керамических защитных композиций. Керамика дробится на фрагменты размером от 1,5 см до «пыли». Керамическая пыль импрегнирует ткани, плохо отделяется от них и представляет собой значительную проблему при проведении первичной хирургической обработки таких ран.

Актуальным является исследование реакции организма на материал керамических бронепанелей для ответа на вопрос: необходимо ли в полном объёме иссекать ткани импрегнированные керамической пылью при проведении первичной хирургической обработки?

Цель исследования.

На основании изучения структуры и тяжести современной огнестрельной травмы при огнестрельных ранениях через бронежилет оптимизировать конструкцию средств индивидуальной бронезащиты и определить рациональный объём первичной хирургической обработки раны.

Задачи исследования:

1. Выяснить необходимость противопульной защиты в общевойсковом унифицированном бронежилете.

2. Определить границы области жизненно важных органов, подлежащие защите от пуль и наметить перспективы снижения массы БЖ путём изменения площади противопульной защиты.

3. Разработать и апробировать на экспериментальных животных систему объективной оценки тяжести огнестрельных травм.

4. Разработать методику оценки влияния импрегнированных в ткани фрагментов жёсткой брони из керамики на течение раневого процесса и оценить влияние импрегнации тканей фрагментами керамических бронепанелей на объём первичной хирургической обработки огнестрельной раны.

Научная новизна исследования.

В работе впервые рассматривается структура огнестрельных ранений в современных вооружённых конфликтах в аспекте обоснования степени и площади защиты бронежилетом жизненно важных органов.

Впервые исследована на биообъектах и предложена к внедрению при испытаниях бронежилетов система объективной оценки тяжести ранений и травм.

Разработана и испытана методика оценки реакции тканей организма на материал керамических бронепластин при пробитии бронежилетов.

Выявлена реакция тканей печени, лёгких и мышц на броневую керамику (оксид алюминия, карбид кремния, карбид бора).

Уточнён объём первичной хирургической обработки ран при пробитии бронежилетов с керамическими бронепанелями.

Практическая значимость.

Структура огнестрельных ранений в современных вооружённых конфликтах объективно отражает особенности боевых действий. Выявленные преобладающие угрозы доказали необходимость противопульной защиты в общевойсковом бронежилете.

Изучение точной локализации смертельных ранений позволило обосновать необходимость не только защиты от пуль, но определить форму и площадь поверхности груди и живота, подлежащие противопульной защите.

Форма и площадь противопульной защиты груди и живота, полученные на основании анализа структуры огнестрельных ранений, могут быть использованы при конструировании новых и модернизации существующих образцов средств индивидуальной бронезащиты (СИБ).

Обоснована целесообразность применения системы объективной оценки тяжести травм при проведении опытов на биообъектах с целью выбора наиболее подходящего имитатора биологических тканей и при проведении различных видов испытаний СИБ.

Созданная и апробированная модель пробития БЖ (инъекционный способ введения взвеси вещества) предоставляет возможность исследовать влияние на биологические ткани новых видов бронематериалов.

Установленная экспериментальным путём инертность современных керамических защитных композиций к биологическим тканям позволила оптимизировать объём первичной хирургической обработки огнестрельных ран при пробитии БЖ (импрегнированные керамикой ткани не требуют полного иссечения).

Реализация результатов исследования.

Результаты изучения тяжести боевой хирургической травмы при использовании БЖ в рамках НИР «Полевица» используются для корректировки и дополнения существующих методик испытаний СИБ и соответствуют тематике НИР ВМедА № 2.05.265.п 5, шифр «Бронежилет».

Результаты исследования влияния материала керамических бронепластин на течение раневого процесса и объём первичной хирургической обработки ран использованы для создания способа моделирования пробития БЖ. Получена приоритетная справка № 205124493 от 18.10.2005 г.

Апробация. Материалы научного исследования доложены на юбилейной научной конференции молодых учёных Северо-Западного региона (Санкт-Петербург, 2004), VII научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2005), VIII международной конференции «Новейшие тенденции в области конструирования и применения баллистических материалов и средств защиты» (г. Хотьково, 2005), 36-м Всемирном конгрессе по военной медицине (Санкт-Петербург, 2005), IX Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности» (Санкт-Петербург, 2006).

Основной материал диссертационного исследования опубликован в 13-и работах в виде научных статей, тезисов докладов и главы монографии.

Структура и объём диссертационного исследования. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций и приложений. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 32 рисунка. Список использованной литературы включает 78 источников (58 отечественных и 20 иностранных).

выводы

1. Анализ структуры огнестрельных ранений в современных вооружённых конфликтах свидетельствует о целесообразности оснащения военнослужащих общевойсковыми бронежилетами с противопульной защитой.

2. При конструировании общевойскового БЖ в первую очередь необходимо уделять внимание противопульной защите области груди. Это обусловлено преобладанием в структуре безвозвратных потерь ранений груди (69%) в сравнении с остальными областями тела.

3. Для объективной оценки степени тяжести ЗЛКТ оптимальной является адаптированная к биообъектам методика объективной оценки степени тяжести травм системы ВПХ: ВПХ-П (МТ), ВПХ-СП (био), а в случаях сквозного пробития - ВПХ-П (ОР).

4. Разработанная модель огнестрельного ранения через бронежилет (инъекционный способ введения взвеси бронематериала) позволяет в полной мере оценивать реакцию тканей организма на вещество керамических бронепанелей.

5. Броневая керамика является инертной по отношению к мышечной, печёночной и лёгочной тканям и поэтому импрегнированные осколками керамики ткани не требуют дополнительного иссечения во время выполнения первичной хирургической обработки огнестрельной раны, полученной при ранениях через бронежилет.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Границы противопульной защиты должны закрывать проекцию тех органов, ранения которых наиболее часто вызывают смертельный исход: сердце 53%, корни лёгких 26%, печень 33%, селезёнка 13%. В связи с этим, необходимо защищать голотопическую проекцию данных органов в порядке возрастания частоты их поражения.

2. В современных бронежилетах в зависимости от предполагаемых условий применения целесообразно варьировать степенью и площадью защиты. При необходимости его облегчения, целесообразно последовательно сокращать площадь защиты в порядке возрастания частоты смертельного поражения органов груди и живота.

3. Для определения степени тяжести ЗЛКТ необходим динамический функциональный мониторинг состояния биообъекта в течение не менее 3 суток, так как в этот период происходит наиболее полное формирование как морфологических, так и функциональных изменений, определяющих патогенез закрытой локальной контузионной травмы.

4. При появлении новых видов бронематериалов необходимо исследовать их влияние на ткани организма. Для этой цели целесообразно использовать' модель с применением инъекционного способа введения дисперсной взвеси бронематериала.

5. В случаях огнестрельных ранений через бронежилет с керамическими бронепанелями, изготовленными из карбида бора, карбида кремния или оксида алюминия во время первичной хирургической обработки не требуется дополнительного иссечения тканей, импрегнированных частицами керамики, так как они не оказывают существенного влияния на течение раневого процесса.