Апр 27

Повреждения позвоночника при воздействии ударных перегрузок на человека

В. А. Корженьянц, Н. И. Фролов

Действие ударных перегрузок во время аварийного покидания самолетов методом катапультирования нередко сопровождается повреждением позвоночника и другими травмами, что в значительной мере снижает безопасность применения средств спасения. По различным иностранным источникам, компрессионные повреждения позвоночника наблюдаются у 9–27% катапультировавшихся летчиков. При анализе вынужденных покиданий самолета не всегда удается выяснить все условия катапультирования и характер сил, действовавших на человека, а тем самым выявить и устранить причины травм. Поэтому анализ случаев повреждения позвоночника при экспериментальных исследованиях, когда известны параметры ударных перегрузок, имеет большое практическое значение для понимания механизма травм и изыскания средств их профилактики.

В доступной литературе нам удалось найти описание 30 случаев повреждений позвоночника, из них 22 перелома и 8 ушибов. Чаще травмы возникали при действии перегрузок в продольном направлении, реже – при поперечном без каких-либо морфологических изменений со стороны внутренних органов.

Характеристика условий, при которых возникали повреждения позвоночника при ударных перегрузках катапультирования и приземления, приведена в табл. 13 и 14.

Из табл. 13 видно, что катапультирование с перегрузками 18–26 ед приводило к компрессионным переломам позвонков в области Т8–L1. Кроме того, поперечно-направленные к продольной оси тела перегрузки величиной 25–60 ед вызывали повреждения не только позвоночника, но и других частей скелета.

Векторный анализ сил, действовавших на позвоночник, показал, что травмы осевого скелета наступали при катапультировании с перегрузками в направлении голова–таз величиной 18–20 ед, а в случаях приземления – при 20–30 ед.

Таблица 13

Травмы позвоночника при катапультировании

Направление перегрузки Параметры перегрузки Характер повреждения
величина, ед время действия, сек скорость нарастания, ед/сек
Голова-таз 26 0,15 300–400 * Перелом L1
Голова-таз 26 0,15 300–400 * Перелом L1
Голова-таз 26 0,15 300–400 * Перелом T8
Голова-таз 23 0,1 500–550 * Ушиб нижней части грудного отдела позвоночника
Голова-таз 20,3 0,18 197 Перелом Т11–Т12 в результате нарушения позы
Голова-таз 20 0,1 450–500 * Повреждение позвоночника, локализация не указана
Голова-таз 18–21 0,08–0,12 Ушибы копчика
Голова-таз 18–21 0,08–0,12 Перелом в области грудного отдела позвоночника
Голова-таз 12–15 120–150 Два случая ушиба и перелома позвоночника
Голова-таз 9 0,1 100 Шесть случаев перелома копчика на тренировочной катапульте
Голова-таз 18,2 0,19 200 Перелом T8 в результате просадки тела на опоре
Грудь-спина 55 0,1 500–600 * Переломы позвоночника
Грудь-спина 35 0,12 300–350 * Повреждение позвоночника
Грудь-спина 25 0,1 960 Перелом Т6–Т7
Грудь-спина 38 0,12 400–500 * Перелом позвоночника
Грудь-спина 60 0,1 1200 * Перелом позвоночника

Примечание*. Скорость нарастания перегрузки расчетная.

Таблица 14

Травмы позвоночника при приземлении

Угол наклона спинки кресла от вертикали Параметры перегрузки Скорость приземления, м/сек Характер повреждения
величина, ед время действия, сек скорость нарастания, ед/сек
23° 33 0,04 2500 8,0 Перелом Т4 и T5
30° 28 0,03 3600 4,8 Ушиб грудного отдела позвоночника
36° 26 0,04 2000 4,5 Ушиб грудного отдела позвоночника
36° 30 0,04 2600 4,5 Перелом Т4 и Т5
52° 33 0,03 4000 4,0 Ушиб грудной клетки
52° 33 0,03 2200 4,5 Ушиб грудного отдела позвоночника
52° 36 0,04 2500 4,5 Ушиб крестца
70° 37,4 0,05 1200 8,0 Перелом Т3

Все без исключения переломы и ушибы позвоночника имели сходную клиническую картину. Основные симптомы – резкая боль в грудном или поясничном отделах позвоночника, нарушение сердечного ритма и затруднение дыхания, бледность, холодный пот и испуг. Степень выраженности этих признаков зависела от тяжести травмы. При ушибах позвоночника острая боль через 1–1,5 мин переходила в тупую, ноющую; сердечный ритм и дыхание восстанавливались через 20–60 сек. Изредка болевые ощущения в области спины или грудной клетки появлялись к вечеру и исчезали утром следующего дня.

При переломах позвонков боли носили более постоянный характер, затрудненность дыхания сохранялась в течение 2–3 минут. Как правило, имели место резко выраженные коллаптоидные симптомы. Однако иногда даже при переломах позвонков общее состояние испытуемого изменялось мало, хотя пострадавший не мог самостоятельно ходить из-за сильных болей в области спины.

Рентгенодиагностика переломов позвонков часто очень сложна. Визегофер (1941), Кипнис (1947), Холкомб (1962) и другие отмечали, что компрессионные переломы позвонков после экспериментальных катапультирований иногда обнаруживались лишь после повторной рентгенографии.

Основными причинами повреждений при катапультировании являлись нарушения изготовочной позы и конструктивные недостатки кресла. В ряде случаев авторы не указывали конкретные причины травмы, однако считали, что в этих экспериментах были достигнуты пределы переносимости ударных перегрузок.

Локализация переломов на уровне нижних грудных и верхних поясничных позвонков указывает на необходимость их разгрузки путем создания специальных систем фиксации. Осуществление частичной разгрузки позвоночника может существенно повысить переносимость ударных перегрузок, действующих в направлении голова–таз (Поппен, 1958). Об этом свидетельствует также описанный Снайдером (1960) случай падения молодого мужчины с высоты 76 м. У пострадавшего, который в момент соприкосновения с землей оказался в положении сидя с опорой на руки, переломов позвоночника не обнаружено, хотя кратковременная перегрузка, по ориентировочным данным, достигала 4128 ед.

Из 200 тренировочных катапультирований с перегрузкой 9 ед в 6 случаях имели место переломы копчика (Купер, 1963). Причина травм – жесткое сиденье тренажера. Приземление кабин с испытуемыми в положении сидя с перегрузками 26–28 ед в ряде случаев сопровождалось ушибами грудного отдела позвоночника. Ударные перегрузки в направлении голова–таз величиной 30–37 ед вызывали компрессионные переломы в области третьего–пятого грудных позвонков.

Различие в локализации повреждений при катапультировании и приземлении можно, вероятно, объяснить биомеханическими особенностями рассматриваемых анатомических областей, а также отличием динамических характеристик ударных перегрузок, возникающих при катапультировании и приземлении.

Характерной локализацией переломов позвонков при катапультировании с перегрузкой в направлении голова–таз можно считать нижнюю часть грудного и верхнюю часть поясничного отделов позвоночника. Основными признаками повреждения позвоночника, особенно грудного отдела, являются: резкая боль в спине или за грудиной, затруднение дыхания, бледность, холодный пот. Со стороны сердечнососудистой системы имели место брадикардия и экстрасистолия.

Наиболее частыми причинами травмы были нарушения изготовочной позы (срыв рук с поручней), значительная просадка прокладки сиденья с отклонением туловища вперед или в сторону, слабая фиксация корпуса привязными ремнями, конструктивные недостатки кресла (большой угол между заголовником и спинкой кресла), а также чрезмерная перегрузка при катапультировании. Однако и при сравнительно небольших перегрузках повреждения позвоночника могли возникнуть в результате неправильного положения туловища. Они могли быть вызваны также наклоном спинки кресла вперед на 5–7°, применяемым снаряжением, недостаточной фиксацией тела, неправильным размещением аварийных приводов и др.

В условиях эксперимента описанные травмы обычно не угрожают жизни человека. При вынужденных покиданиях самолета, особенно в боевой обстановке, даже небольшое повреждение позвоночника в момент катапультирования способно привести к более тяжелым исходам вследствие последующего воздействия ударных перегрузок торможения, парашютирования и приземления. Кроме того, в условиях аварийной обстановки не всегда имеется возможность принять изготовочную позу для катапультирования из-за недостатка времени, ранения или резких эволюций самолета.

В этой связи особую важность приобретают снижение ударного воздействия при отделении летчика от летательного аппарата и усовершенствование привязных систем, которые бы автоматически фиксировали его в оптимальной позе. Указанные мероприятия позволят повысить эффективность средств спасения и снизить травматизм при катапультировании и приземлении.

Похожие статьи:

  1. Сравнительная оценка прочности позвонков при статических и ударных нагрузках В. А. Корженьянц Действие ударной нагрузки на организм человека сопровождается...
  2. Устойчивость шейного и верхней части грудного отделов позвоночника к ударным перегрузкам торможения В. А. Корженьянц, И. И. Антуфьев, Ф. Ф. Кротков, Н....
  3. Направление перегрузки, вектор перегрузки, терминалогия перегрузок А. В. Иванов, И. А. Цветков Практика авиации, поставив человека...

автор admin \\ теги: ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.