CC BY
44
Судебная медицина
УДК 611.714
Е.Н. Леонова
СПЕЦИФИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ ДИАФИЗОВ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ОСТРОГО ИНДЕНТОРА1 ПРИ ЧИСТОМ И КОСОМ ИЗГИБЕ
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
Проблема определения условий и механизма травмирования при исследовании повреждений длинных трубчатых костей по-прежнему является одной из главных задач судебно-медицинской экспертизы. В этом аспекте сломанные кости могут быть ценным, а во многих случаях и основным источником информации.
В литературе изучены и освещены причины возникновения переломов, описаны условия зарождения, развития разрушения, что позволило выработать экспертные критерии определения механизма разрушения по морфологии излома [1, 3, 5, 6]. Научные работы в области современной судебно-медицинской травматологии оказались тесно связанными с техническими дисциплинами, в частности, с механикой напряженно-деформированного твердого тела. Современная судебно-медицинская фрак-тология рассматривает лишь простые виды разрушения кости как стержня, опертого по концам, однако в практической деятельности экспертов такие условия травмы наблюдаются далеко не всегда. Чаще имеют место сложные напряженно-деформированные состояния, сочетающие в себе несколько видов деформаций (косой изгиб, изгиб с кручением и др.)
Материалы и методы
В основу работы положено экспериментальное моделирование рубленых повреждений бедренных, боль-шеберцовых, плечевых, локтевых и лучевых костей при
'Рубящий предмет рассматривался нами как острый индентор (Мейег — твердый предмет определенной геометрической формы и размеров, вдавливаемый в поверхность исследуемого материала под действием заданной нагрузки или собственного веса), т. е. как воздействие сосредоточенной силы на конкретном участке разрушения костной ткани [4].
Резюме
В статье с точки зрения механики деформированного твердого тела рассматривается специфика морфологической картины разрушения диафизов длинных трубчатых костей при развитии сложного напряженно-деформированного состояния, обусловленного косым изгибом под воздействием острого индентора. Выделены видоспецифи-ческие признаки, отличающие этот вид нагружения, что позволяет проводить его дифференциальную диагностику с простым чистым изгибом.
Ключевые слова: индентор, чистый изгиб, косой изгиб.
E.N. Leonova
SPECIFICITY OF DAMAGES OF LONG TUBULAR
BONES DIAPHYSIS UNDER THE INFLUENCE OF SHARP INDENTER AT PURE AND SLANTING BEND
Far East state medical university, Khabarovsk Summary
In the article from the perspective of mechanics of the deformed firm body, specificity of a morphological picture of destruction of long tubular bones diaphysis is considered at development of the sever intense and deformed condition caused by a slanting bend under the influence of sharp indenter. Specific signs distinguishing this kind of tension are determined, that allows carrying out its differential diagnostics with a simple pure bend.
Key words: indenter, a pure bend, a slanting bend.
различных видах внешнего воздействия в рамках конкретных уголовных дел по постановлению следственных органов. Эксперименты проводились с учетом данных о
переживаемости тканей, что позволило максимально приблизить их к оригинальным экспертным наблюдениям.
Цель данных экспериментов — определение вида внешнего воздействия, условий нанесения повреждений и выявление морфологических признаков, характерных для каждого вида нагружения. Всего было проанализировано 117 повреждений костных объектов от трупов лиц обоего пола в возрасте от 25 до 73 лет.
Серия 1. опирание кости по концам на упругом основании при чистом изгибе. Удары наносились по наружной поверхности плеча, бедра и голени, передней поверхности предплечья. Фронтальный угол нанесения повреждения составил 90° по отношению к длиннику кости. Уровень нанесения повреждений — диафиз длинной трубчатой кости. Сегмент конечности располагался нами таким образом, чтобы головки костей являлись точками опоры. При этом конечности и ее сегментам обеспечивали стабильность расположения, исключающую вращение кости в суставах. нагружение кости происходило в вертикальной плоскости.
Серия 2. опирание кости по концам на упругом основании при косом изгибе. Удар топором наносился по дуге с протяжкой лезвия. данный способ нанесения удара обеспечивал двойной изгиб кости при нагружении, сначала в вертикальной, затем в горизонтальной плоскости.
конечность перед нанесением повреждений располагалась, так же как и при чистом изгибе, на упругом основании. головки кости обеспечивали точки опоры. области конечностей и уровни нанесения удара по ним были аналогичны серии 1 наших наблюдений.
Поверхность разрушения после очищения и контрастирования исследовалась визуально, с помощью бинокулярной лупы и стереомикроскопа МПСУ, производилось цифровое фотографирование костных отломков. опираясь на данные В.н. крюкова (1995), поверхность разрушения диафизов длинных трубчатых костей была условно разделена на последовательно сменяющиеся зоны: разрыва, развития магистральной трещины, долома [3]. В связи с тем, что в качестве индентора нами использовался топор, помимо перечисленных выше зон была выделена зона разруба.
В процессе исследования рубленых повреждений длинных трубчатых костей были выделены признаки — повреждения, для каждого из которых по группам рассчитаны условная вероятность (вер.) и диагностические коэффициенты [2]. С целью проверки полученных данных предпринят математический анализ характера деформаций методом сечений с построением эпюр сил и моментов и математическое моделирование процесса разрушения длинной трубчатой кости методом конечных элементов в среде ANSYS - 9 education (бесплатная версия пакета «ANSYS» для обучения), при котором исследуемая кость делилась на сегменты, количество которых выбиралось индивидуально для каждой кости. В каждом сегменте выделялся контур и последовательно импортировался в Ansys. на основе всех созданных контуров строилась объемная модель кости, задавались ее прочностные характеристики: модуль Юнга и коэффициент Пуассона, затем созданная модель разбивалась на конечные элементы. При действии индентора и развитии деформации программой производился пересчет координат для каждого элемента и определение его нового мес-
та положения. Полученные результаты математического моделирования верифицировались с результатами фрак-тологического исследования костных объектов.
Результаты и обсуждение
В серии 1 при изучении поверхности разрушения были выделены следующие особенности: диаметральная противоположность зоны разруба и зоны разрыва (вер. 0,95); симметричность развития и веерообразность магистральных трещин на боковых поверхностях кости (вер. 1,0; вер. 1,0); Х-образная линия перелома в зоне разрыва кости (вер. 1,0); округлая форма зоны разрыва (вер. 1,0); наличие «шевронных» и «краевых рубцов» (вер. 1,0), костных гребней поперечного сдвига (вер. 1,0) в зоне развития магистральной трещины на медиальной и латеральной поверхностях; костные ступеньки зоны долома, направленые перпендикулярно плоскости разрушения на обеих поверхностях кости (вер. 1,0).
Анализ морфологии разрушения, соответствующей деформации чистого изгиба, показал симметричность развития перелома кости. Метрические параметры и характер ветвления трещин, элементы рельефа на противоположных боковых поверхностях кости были достаточно схожими.
Во 2 серии, в отличие от серии 1, нами регистрировалась вытянутость, углообразность формы зоны разрыва в сочетании со смещением ее в медиальную или латеральную сторону (вер. 1,0); У-образная линия перелома кости в зоне разрыва (вер. 1,0); наличие «шевронных» и «краевых рубцов» в зоне развития магистральной трещины на одной стороне разрушения и ровной гладкой поверхности на другой (вер. 1,0); наличие гребней поперечного сдвига на одной из поверхностей кости, переходящих в гребни продольного сдвига (вер. 1,0); ямочный вырыв в зоне долома на одной из поверхностей (вер. 1,0); мощное ветвление магистральной трещины на одной и слабое — на другой поверхности (вер. 1,0); пасынковые трещины на медиальной поверхности веерообразной формы, а на латеральной — линейное строение (вер. 1,0).
несхожесть морфологической картины разрушения латеральной и медиальной поверхностей кости при деформации косого изгиба свидетельствует о развитии сложного напряженно-деформированного состояния, сочетающего разные виды деформаций (отрыв, поперечный и продольный сдвиг) в момент развития процесса разрушения.
Выводы
деформация косого изгиба длинной трубчатой кости проявляется в несимметричности и разнорельефности морфологической картины разрушения, что позволяет отличать ее от деформации чистого изгиба кости под действием острого индентора. Совокупный анализ морфологических свойств поверхностей изломов и своеобразие топографии разрушений позволяет не только реконструировать механизмы травмы, но и судить об отдельных деталях событий происшествия. Математическое моделирование сложного напряженно-деформированного состояния длинной трубчатой кости методом конечных элементов является перспективным методом судебно-медицинской фрактологии, позволяющим как моделировать, так и диагностировать разрушение кости в каждом конкретном случае.
Литература
1. Бахметьев В.И. Множественные переломы длинных трубчатых костей при травме тупыми предметами: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - М., 1977. - 15 с.
2. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. - Л.: Медицина, 1973. - 143 с.
3. Крюков В.Н. Основы механо- и морфогенеза переломов. - М.: Фолиум, 1995. - 232 с.
4. Морозов Е.М., Зернин М.В. Контактные задачи механики разрушения. - М.: Машиностроение, 1999. - 544 с.
5. Одинцов Н.В., Эделев Н.С. К вопросу об использовании теории сопротивления материалов в судебно-медицинской практике: Вторая Всерос. науч. -практ. конф. по медицинской кибернетике. - Горький, 1979. - С. 45.
6. Янковский В.Э., Саркисян Б.А. Перелом и его морфологические признаки // Medline.ru. - Т. 4, ст. 73 - (с. 99100). - Февраль. 2003. - Режим доступа: http://www.medline. ru/public/sudm/art2-44.phtml (дата обращения 28.11.2008)
Координаты для связи с автором: Леонова E.H. e-mail: sleonoff@inbox.ru
□□□
