Биомеханика на черепно-мозъчната травма
Основните видове излагане на механична енергия
Според законите на физиката количеството механична енергия е пропорционално на масата на обекта и скоростта на неговото движение или ускорение. В зависимост от времето на експозиция има два основни типа - динамичен и статичен (фиг. 4-1).
Динамичният ефект на механичната енергия се характеризира с краткотраен ефект на травмираща сила (по-малко от 200 ms) и може да бъде два вида - удар и импулс.
При шокова форма се наблюдава краткосрочен (до 50 ms) ефект на травмиращ агент върху главата или удар на движеща се глава върху травмиращ обект. Шоковото въздействие включва две основни вредни явления - контактно и инерционно.
Явлението на контакта се характеризира със сблъсък между травмиращия агент и главата, което води до локализирано увреждане на скалпа, черепа и мозъка. В този случай могат да се наблюдават и отдалечени наранявания под въздействието на ударна вълна, деформация или фрактури на черепните кости. Естеството на увреждане на скалпа, черепа и мозъка по време на контактно явление зависи от силата, размера на травмиращия агент, зоната на контакта му с главата, телесното тегло на жертвата и др. При малки размери на травматичен агент, но се наблюдава значителна сила, депресирани фрактури, с големи размери, по-често се наблюдават линейни фрактури на черепа. В случай на контактно нараняване, мозъчното увреждане може да бъде локализирано както на мястото на удара, така и на разстояние, включително на мястото на контраудара (анти-удар ефект).
Инерционното явление се състои в придаване на ускорение или забавяне на главата. В този случай точката на прилагане на ударния удар може да бъде не само главата, но и всяка друга част на тялото или цялото тяло.
По принцип ударният механизъм, като правило, причинява различни степени на фокално мозъчно увреждане както на мястото на удара, така и на разстояние, включително на принципа на контраудар. Фокалните наранявания могат да се комбинират със субарахноидални, интравентрикуларни, интрацеребрални, епи- и субдурални кръвоизливи. В зависимост от обема на последния възниква допълнителен механизъм на мозъчно увреждане в резултат на неговото компресиране и разместване.
Вторият тип динамично въздействие е импулсен, при който главата получава ускорение или забавяне (с продължителност на излагане от 50 до 200 msec.). При този тип удар няма контакт с травмиращия агент и основното увреждащо явление е инерционно под формата на линейно, ъглово или въртеливо ускорение - забавяне.
Статичният ефект на механичната енергия се характеризира с по-голяма продължителност (над 200 ms) и по-голяма маса на травмиращия агент. Този тип удар се наблюдава, когато главата е притисната с тежки предмети или някакви механизми.
Характеристики на TBI в зависимост от неговата биомеханика
В зависимост от вида на действието на механичната енергия меките обвивки на главата, костите на черепа, мозъчната тъкан и кръвоносните съдове, които имат различни еластично-еластични свойства, ще претърпят различна степен на компресия, разтягане, смачкване или разкъсване.
В реални условия често се наблюдава комбинация от различни видове динамично действие - удар и импулс. Така че, в случай на нараняване на автомобил, главата на жертвата може да получи внезапно ускорение или забавяне (импулсен удар), последван от удар срещу вътрешните части на автомобила (ударно въздействие).
Последователността на събитията също може да бъде обърната - ударно действие, последвано от импулсно действие. В този случай действителната мозъчна травма може да се характеризира както с фокусно, така и с дифузно увреждане.
Клиничните проучвания показват, че дифузните форми на мозъчно увреждане преобладават при наранявания по пътищата.
В чистата си форма се наблюдава шоков ефект с контактно явление, когато обект е ударен върху неподвижна глава. При тези условия няма инерционен момент и увреждането на скалпа, костите на черепа и мозъка се локализира главно на мястото на удара. Ако площта на нараняващия обект е достатъчно голяма, ще преобладават линейни фрактури на костите на свода и основата на черепа. С малка площ от травматичния обект и достатъчна сила, като правило се появяват депресивни фрактури на черепните кости.