CC BY
59
УДК 340.624.3:612.766
А.И. Авдеев, В.А. Жуков
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОМЕХАНИКИ ПАДЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА С МАЛОЙ ВЫСОТЫ
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
Изучение биомеханики процесса падения и сопоставление с характером выявляемых при этом на теле человека повреждений в большинстве исследований проводилось с постановкой экспериментального падения биоманекенов и антропометрических манекенов [1-4]. В предлагаемых моделях падения тело человека рассматривается исследователями как однородный стержень, траектория движения и конечное положение (точка приземления) которого зависят от начальных условий падения. Авторы не выделяют биомеханические критерии при оценке повреждений на теле человека после падения с малой высоты на плоскость.
Материалы и методы
В наших экспериментальных исследованиях мы использовали антропометрически сбалансированный манекен конструкции, предложенной А.И. Авдеевым [1], с внесенными изменениями.
В случаях падения с малой высоты (до 10 м), при поступлении в лечебное учреждение потерпевшие, как правило, были доступны контакту и описывали обстоятельства падения, что было отражено в медицинских документах. Кроме того, анализ направительной документации и материалов проверок свидетельствует о том, что вертикальное положения тела перед падением встречается достаточно редко. Чаще самопроизвольное падение с малой высоты является следствием неосторожных действий, когда человек находится в положении сидя. Свидетельские показания в материалах уголовных дел указывают на то, что фактором, инициирующим падение, в ряде случаев являлся удар-толчок, наносившийся в момент, когда потерпевший находился в положении сидя на открытом окне, перилах балкона и т.д.
Согласно типовой застройке крупных населенных пунктов, малая высота, до 10 м, соответствует уровню 1-3 этажей. Все вышеперечисленное определило начальное положение манекена в наших экспериментах некоординированного падения тела человека с различных уровней малой высоты.
Нами было проведено 126 экспериментальных наблюдений с созданием по результатам их математической модели, которую мы сопоставляли с результатами практических исследований 337 трупов и показаний 32 потерпевших.
Результаты и обсуждение
В зависимости от антропометрических данных, высоты и траектории самопроизвольного падения, совокупность точек возможного расположения тела человека на поверхности соударения представляет собой полуокружность с центром, соответствующим
перпендикуляру, опущенному на плоскость падения из точки его начала (зона Б). В случае силового воздействия (толчка) на тело человека начальные параметры его движения будут другими — существенно больше будут начальная угловая скорость и скорость центра массы тела. В результате такого насильственного воздействия тело человека окажется вне зоны Б, размеры которой, на основании разработанной модели, могут быть рассчитаны индивидуально для каждого случая.
Для некоординированного падения с уровня первого этажа из положения сидя, без предварительного ускорения (группа А), в эксперименте характерна следующая биомеханика движений:
1. Падение манекена происходило всегда вниз "головой", поэтому первичный контакт с поверхностью соударения всегда совершался верхней частью "головы", теменной, теменно-затылочной, лобно-теменной, теменно-височяой областями (по аналогии с анатомическими областями черепа человека). Указанные области деформировались по типу "уплощения", на них наблюдалось формирование отпечатка контактной поверхности с "негативным" повторением всех ее деталей. При падении на поверхность, загрязненную бытовым мусором, отмечалось его внедрение в материал головы. При первичном контакте на поверхности соударения формировалась точка первичного контакта в виде округлого углубления в мягком грунте или наложения материала головы на твердой поверхности.
2. В момент первичного соударения с поверхностью контакта происходило кратковременное (около 0,05 с) прекращение движения ("зависание") манекена, после чего отклонение туловища и нижних конечностей обусловливало окончательное его положение, при этом всегда наблюдалось:
а) длинник тела всегда располагался под углом к фасаду здания;
б) нижние конечности были согнуты в тазобедренных и коленных суставах;
в) расстояние от головы манекена до фасада здания составляло 0,35-0,5 м;
г) "теменная" область головы манекена всегда находилась в проекции края первичного контакта.
3. В момент "зависания" происходило симметричное смещение деталей одежды: нижний край брюк смещался до границы нижней и средней трети голеней; нижний край куртки смещался до уровня локализации реберных дуг. На одежде наблюдались две группы наложений, обусловленные последовательным контактном с различными предметами, а именно с деталями поверхности, откуда произошло падение
(опора) и па которую произошло падение (поверхность соударения).
Для некоординированного надения с уровня первого этажа из положения сидя с предварительным ускорением (группа Б) в экспериментальных наблюдениях на антропоманекене имелась следующая биомеханика движений:
1. Падение манекена, как и в группе А, происходило вниз головой с формированием на контактной поверхности головы деформации по типу "уплощения" и негативным повторением деталей поверхности соударения с внедрением инородных объектов (при их наличии). На поверхности соударения также формировалась точка первичного контакта. Дополнительная кинетическая энергия, приобретенная в результате толчка, приводила к повреждению смоделированного шейного отдела манекена в виде незначительного отхождения пластической массы от его основания.
2. В отличие от группы А, в момент первичного соударения (кратковременного прекращения движения) "зависания" манекена не происходило, туловище и нижние конечности двигались по направлению действия предварительного ускорения, в результате чего окончательное положение манекена выглядело следующим образом:
а) длинник тела всегда находился под прямым или близким к таковому углом, т.е. перпендикулярно к фасаду здания;
б) нижние конечности манекена всегда прямые;
в) расстояние от головы манекена до фасада здания - 0,10-0,15 м;
г) "теменная" область головы манекена всегда находилась на удалении от края первичного контакта.
3. Так как момент "зависания" отсутствовал, то симметричного смещения деталей одежды не происходило. После окончательного соударения с поверхностью контакта манекен инерционно двигался по ней, что приводило к одностороннему смещению одежды. Как и в группе А, на одежде наблюдались две группы наложений, обусловленные последовательным контактном с различными предметами, а именно с деталями поверхности, откуда произошло падение
(опора) и на которую произошло падение (поверхность соударения). При осмотре контактной поверхности манекена наблюдалось образование складок одежды, и пылегрязевые наложения были наиболее выражены по их вершинам, а в области их основания отсутствовали.
Выводы
1. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о специфичных биомеханических признаках движения тела в разных предшествующих падению условиях (наличие или отсутствие толчка-уда-ра). Из-за биомеханических различий точка и сила первичного и повторных соударений различны, что приводит к образованию особых сочетаний повреждений на теле потерпевшего.
2. На основании классических принципов создана новая математическая модель, позволяющая рассматривать процесс надения тела человека из положения сидя в виде двух неоднородных стержней, соединенных шарнирным суставом, один из которых занимает вертикальное положение (модель туловища), а второй
горизонтальное (модель нижних конечностей).
3. Одним из важнейших параметров, описывающих падение и позволяющих рассчитать конечное положение тела на поверхности соударения, является среднее время падения, величина которого прямо зависит от совокупности энергии свободного падения и энергии толчка.
Литература
1. Авдеев А.И. Травма на лестничном марше: биомеханика, диагностика, морфология (установление событий и обстоятельств происшествия). Хабаровск: Изд-во краевой клинической б-цы, Хаб. краевой центр психич. здоровья, 2001. 98 с.
2. Громов А.П. Биомеханика травмы. М., 1979.275 с.
3. Лебедев А.Н. // Актуальные вопросы судебно-медицинской травматологии: Сб. тр. Л., 1987. С. 25-30.
4. Ромодановский O.A., Щербин Л.А., Савостин Г. А. и др. Моделирование повреждений головы, грудной клетки и позвоночника: Мат-лы конф. М., 1972. С. 28-36.
□ □□
