Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Научный и практический интерес к механике и морфологии разрушения костной ткани постоянно возрастает. Это обусловлено тем, что в последнее время как травматология.так и судебно-медицинская наука и практика столкнулись с одной из сложных проблем - анализом пере-ломов одной и той же локализации, но неодинаковым механизмом их происхождения. Это определило различные направления развития собственно травматологии и судебно - медицинской травматологии.
Часть исследований посвящена изучению физического состояния кости как твердого материала. Были исследованы плотность, прочность, упругость, хрупкость, как свойства деформируемого тела; подверглись анализу гистологическое строение, процессы остеогенеза, остеопороза и пр., демонстри-РУЮЩИе особенности кости как композиционного материала (2; 11; 97; 119; 151; 186; 234;).
Значительная часть изысканий проведена в области механики разрушения твердых тел с целью изучения процессов зарождения и формирования переломов. Была установлена связь структуры излома с условиями деформирования и разрушения кости как хрупкого тела конкретной конструкции, а также зависимость траектории изломов от архитектоники кости как композиционного материала.
Так, например, с помощью фрактографического метода можно решить ряд довольно трудных вопросов судебно-медицинской травматологии, таких, как: дифференциальная диагностика "локальных" и "конструкционных" переломов, вид, характер и особенности предшествующих перелому деформаций, место зарождения перелома, направление развития разрушения и его последовательность.
Основными факторами, определяющими процесс разрушения и морфологию излома, являются:
"материал" (свойство структуры вещества деформируемого тела),
"тело" (конструкционные особенности, размеры, форма, состояние поверхности, наличие на ней различных неровностей и т.п.),
- "условия нагружения" (скорость нагружения, скорость де
формации, запас упругой энергии, температура, окружающая
среда и т.п.).
Было подтверждено, что структура кости как материала является главным фактором, определяющим процесс разрушения и формирования его поверхностей.
Исследователи отмечают (3; 23; 77; 117; 196; 217;), что из многочисленных компонентов, определяющих процесс разрушения, в качестве наиболее значимых следует выделить конструкцию (форму) физического тела и способ внешнего меха-
5
нического воздействия (удар или давление)." Таким образом, '
характер силовых напряжений в предразрушйтел'ьном периоде
диктуется формой и строением этих тел в сочетании с нЕправ- "'
ленй'ем приложенных сил. ' ' ' "'"' '" :'::" ' ! '
""'"' ''В работах^! 17; 119; 126; 145;: 168;"и др.) было показа- но, что топография силовых напряжений зависит (применительно к скелету) от особенностей индивидуальной формы кости и нагрузок, воздействующих на нее. Оказалось,' что Даже "простейшие" по своей форме - диафизы длинных''трубчатых костей разных индивидуумов - имеют' неодинаковую топографию силовых напряжений при идентичных условиях нагруже-ния. Выявленные закономерности в разрушениях отдельных, сходных между собой по форме''костей отражают'только степень тождественности их строения. В принципе можно утверждать, что каждый перелом индивидуален и неповторим.
Процесс разрушения кости - перелом является конечной стадией развития в ней силовых напряжений, так называемой предразрушительный период. В ходе формирования перелома (разрушения) всегда присоединяются многочисленные (как бы "дополнительные'*) видь: деформаций, порождаемых самим процессом разрушения/Вч;вязи с этим исходная, первоначальная картина силовых'напряжений, по результатам исследований особенностей изломов, далеко не" всегда может быть восстановлена и проанализирована. Это в значительной степени
отражается на объективности суждений о механизмах травмы.
Одним из наиболее часто встречающихся в травматологической и судебно-медицинской практике является повреждение бедренной кости. Её переломы, особенно в области тазобедренного сустава, сложны как по механизмам своего возникновения, так и по осложнениям и исходам.
ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЙ является решение проблемы демонстрации влияния формы бедренной кости на распределение силовых напряжений в ней, а также поиски метода и способа реконструкции характера и особенностей силовых напряжений, возникающих в бедренной кости в предразруши-тельном периоде.
Для решения исследуемой проблемы были реализованы следующие ЗАДАЧИ:
-
Проанализировать и установить степень влияния индивидуальных особенностей формы бедренной кости и тазобедренного сустава на характер и топографию силовых напряже-ний при аналогичных механизмах травмы.
-
Предложить способ реконструкции напряженно - деформированного состояния бедренной кости с использованием по-ляризационно-оптического метода моделирования.
-
Разработать методику и наглядный способ регистрации топографии силовых напряжений на основе поляризационно -оптического метода.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в том, что в судебно-медицинской теории и практике для анализа силовых напряжений при механической нагрузке в предразрушительном периоде былоприменено моделирование с использованием по-лярюационно-оптического эффекта. Теоретически обоснована и практически показана возможность моделирования не на объемных, а на плоских моделях, изготовленных по проекции контуров рентгеновских изображений кости, полученных в клинике. Предложено устройство для моделирования, .напряженно-деформированного состояния в твердых телах на плоских моделях.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоит в том, что сконструировано и предложено устройство для моделирования напряженно-деформированного состояния костей на плоских моделях, изготовленных из листового органического стекла. Устройство портативно, оно может быть с успехом применено для демонстрации механизмов травмы в судебных заседаниях, а также в педагогическом процессе. .Поскольку модели могут быть получены по шаблону рентгеновских снимков, методика может быть использована с учетом индивидуальных особенностей формы бедренной кости при конструировании протезов, а также при таких оперативных вмешательствах на костях, как реконструктивно-восстановительные операции, при металлоостеосинтезе, при эндопротезировании и т.д. Устрой-
8 ство и методика его использования просты, экономичны, не требуют дорогостоящего оборудования, специального обучения медицинского персонала (патент на изобретение №2080817).
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты диссертационного исследования внедрены в работу медико - криминалистического отделения краевого бюро судебно-медицинской экспертизы и Буденновского судебно-медицинского отделения бюро судебно-медицинской экспертизы края управления здравоохранения администрации Ставропольского края.
Результаты диссертационного исследования нашли применение для обоснования методики оперативного вмешательства на позвоночнике "Боковая напряженная полисегментарная эндокоррекция позвоночника при сколиозе", разработанная ассистентом кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ В.П. Пожарским и внедренная в практику ортопедического отделения Ставропольской детской краевой клинической больницы.
Выводы и результаты диссертационного исследования были использованы в учебном процессе Ставропольской государственной медицинской академии на лечебном, педиатрическом и стоматологическом факультетах при обучении студентов, врачей-интернов, врачей, находящихся на курсах усовершенствования по циклам судебной медицины, а также травматологии, ортопедии и ВПХ.
9, тологии, ортопедии и ВПХ.
На предложенное устройство для моделирования механических напряжений в кости методом фотоупругости получен патент на изобретение №2080817. Оформлено 6 рационализаторских предложений.
АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ И ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертационного исследования доложены на краевом заседании Научного общества судебных медиков, межинститутской конференции кафедры патологической анатомии с курсом судебной медицины Ставропольской государственной медицинской академии, кафедры сопротивления материалов Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии, кафедры общей физики Ставропольского государственного университета.
По результатам диссертационного исследования опубликовано 6 статей, из них 3 в центральной печати.
ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Текст диссертации изложен на 150 страницах. Состоит из введения, 5-ти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы (отечественных и зарубежных авторов) и приложения. В тексте имеется 64 рисунка, 26 таблиц.
Похожие диссертации на Судебно-медицинская оценка силовых напряжений в эксперименте на плоских моделях бедренной кости
