一、高速投射物伤后肝脏早期损伤的观察(论文文献综述)
王之发,孙烁辉,马军利,刘聪贺,丁璐,李浪,程洁,李潇,汪维健[1](2019)在《颌面部枪击伤和爆炸伤模型建立及早期救治的初步研究》文中指出目的①探讨颌面部枪击伤和爆炸伤动物模型的建立;②研究颌面部枪击伤和爆炸伤后的早期救治策略。方法 8只犬(6只中华田园犬和2只比格犬,6月龄,雄性)随机分为两组,枪击伤(A)组和爆炸伤(B)组,致伤前先制作胸腹部和颅脑防护装置,做头颅CT扫描和三维重建。A组:根据有无粉碎性骨折致咬合关系错乱行清创缝合或清创缝合+骨折外固定治疗;B组:爆炸伤致颌面部软组织多发穿通伤并大量异物残留,行清创缝合治疗。枪击伤致伤源为5.8 mm和7.62 mm高精度狙击步枪,致伤距离50 m;爆炸伤致伤源为制式200 g TNT药块,距离分别为3 m和1 m。按照分组情况伤后立即行气管插管和相应的处理,术后给予抗生素预防感染;术后12 h再次行头颅CT扫描和三维重建。结果该模型可稳定地模拟犬颌面部枪击伤和爆炸伤。当枪击伤距离为50 m时,随着致伤源高精度狙击步枪口径的增大(5.8 mm到7.62 mm),颌面部创伤也由咬合关系正常的下颌骨下缘粉碎性骨折变为上下颌骨的粉碎性骨折并伴有咬合关系错乱和严重的软组织撕裂伤。当爆炸伤致伤源固定为含241 g细铁钉的制式200 g TNT药块时,随着致伤距离的缩小,实验动物的颌面部创伤也越来越严重。两组实验动物伤后均采取合适的治疗方法和对症处理,除爆炸伤致伤距离为1 m的犬伤后20 h死亡外,其余均生存状态良好,精神可,行动自如,可少量饮食饮水,存活实验动物均继续饲养四周。结论该实验致伤模型可以实现咬合关系正常和错乱的枪击伤模型和不同程度的爆炸伤模型。伤后立即采取合适的抢救措施,如气管插管、清创缝合、骨折外固定、静脉补液和抗感染后,可维持犬颌面部外形和咀嚼功能的正常;其中早期救治起着至关重要的作用。
吴坡,谭颖徽[2](2017)在《颌面、颈部战伤时效救治研究》文中研究表明通过查阅我军及外军历次常规战争卫勤资料,结合现代创伤学及口腔颌面外科学对颌面颈部战伤的机制、病理时程特点、救治原则进行总结分析,旨在为颌面颈部战伤救治时效标准的研究提供依据,进一步规范颌面颈部战伤救治的措施,为颌面颈部战伤救治技术改进、器材的研发提供理论基础。
赵欣[3](2013)在《猪下肢软组织枪弹伤致肺远达效应的实验研究》文中研究说明研究背景:随着军事科技水平的发展,子弹致伤力的大幅度提升,导致四肢枪弹伤在战伤的比率逐渐增高。枪弹对机体的损伤,除枪弹导致的直接弹道损伤外,与原发伤相隔较远的远隔器官也会发生损伤,即远达效应。研究认为,枪弹伤所引发的远达效应主要是由机体应激反应所致[1]。近年来,虽然国内外学者对远达效应的致伤机制已有部分研究报道,但对远隔脏器出现的损伤及其病情进展变化的特点研究较少,尤其是对枪弹伤所致远隔脏器损伤早期的影像学表现以及影响这些表现的主要因素尚未见系统报道。该实验在本课题组既往研究的基础上为了进一步观察猪下肢软组织枪弹贯通伤诱发的生理生化变化及肺损伤早期病理学的变化特点;观察枪击前给予抗损伤药物防护(静脉滴注0.9%氯化钠注射液100ml,维生素C2.0g、地塞米松2.0mg、安络血10mg)后,对猪下肢软组织枪弹贯通伤所致远隔脏器肺损伤的防护效果,为今后筛选预防和早期诊断肢体枪弹伤对肺远达效应损伤的有效指标。本研究拟采用64排螺旋CT,分析猪下肢软组织枪弹贯通伤致肺远达效应损伤早期影像学的改变及其特点;动态检测枪击前以及枪击后不同时间点血浆内皮素(ET)及皮质醇(COR)水平的变化,明确这些指标变化与枪击损伤之间的关系,以期发现远达损伤的发生机理,为有效监测、预防和减轻下肢软组织枪弹贯通伤致肺远达损伤提供可靠实验依据。目的:明确猪下肢软组织枪弹贯通伤所致肺远达效应的影像学、病理学及生物化学表现特点,探讨肺远达效应的特点及其发生机制;观察抗损伤药物对猪下肢软组织枪弹贯通伤所致肺远达效应的防护效果,为下肢软组织枪弹贯通伤损伤的早期影像学诊断及救治提供理论依据。方法:实验一猪下肢软组织枪弹伤致肺的远达效应研究健康平原猪12只,雌雄不限,9~12月,45~55kg,由第四军医大学实验动物中心提供。自制木质固定架。实验猪仰卧,将其四肢固定在固定架两侧。复制下肢软组织枪弹贯通伤动物模型,采用国产81-1式半自动步枪,子弹直径为7.62mm,采用美国GE LightSpeed VCT(64排螺旋VCT),动物麻醉成功后,在致伤前,先行胸部VCT扫描及耳缘静脉抽取静脉血,作为自身对照用的伤前影像及生化资料。从一侧下肢上段(股动脉前方1.0cm处)肌肉组织丰富处,避开骨骼和大血管,由内向外50cm近距离射击致软组织贯通伤,保证子弹着点准确,对侧衬以自制子弹阻尼装置。致伤后不清创,立即包扎止血,分别于枪击后5min、10min及25min各时间点行胸部VCT扫描及耳缘静脉血采集,进行血浆ET及COR检测。上述操作结束后,用10%氯化钾10mg心内注射处死动物,即刻开胸,剪断大血管放血,完整取出全肺,一部分肺标本在中性福尔马林中固定,一部分肺标本参照影像学显示的病变区取材,进行病理检查。实验二猪下肢软组织枪弹伤致肺远达效应的防护研究健康平原猪24只,雌雄不限,8~12月,40~55kg。动物来源、致伤武器、麻醉及致伤方法均同实验一。实验的动物随机分为药物防护组与实验组,每组12只。药物防护组枪击前3天给予抗损伤药物(每天静脉0.9%氯化钠注射液100ml,维生素C2.0g、地塞米松2.0mg、安络血10mg)。实验组给予等量0.9%氯化钠注射液100ml静脉滴注。致伤前,所有动物先行胸部VCT扫描及抽取耳缘静脉血,作为自身对照用的伤前影像及生化资料。分别于致伤后5min,10min,25min及60min行胸部VCT扫描及耳缘静脉血采集,进行血浆ET及COR检测。上述操作结束后,方法同实验一,处死动物并进行相关病理检查。结果:1.猪下肢软组织枪弹伤可致肺脏远达效应损伤,在VCT图像上表现为双肺出现不同程度的条索状、斑片状及大片状高密度影,边缘模糊,密度欠均匀,周边肺野显示透光度减低,部分肺段出现实变改变。肺间质可见渗出,肺实质亦见炎性渗出,细支气管炎症改变。所有动物均无血气胸表现。2.枪击后猪肺脏大体标本肉眼均可见肺表面大小程度不同的斑片状出血,边界清晰,呈暗红色或鲜红色,未见明显脏层胸膜和肺实质破裂。给予抗损伤药物的防护组猪肺脏大体标本肉眼仅见少量散在红色出血点。光镜下可见猪肺组织弥漫性出血,肺泡腔扩张、肺泡腔内充满红细胞,肺泡间隔增厚,呈蜂窝状改变,血管明显扩张、充血,肺间质出血、水肿,小叶出血、实变,支气管粘膜组织内可见炎细胞浸润。药物防护组镜下可见猪肺组织内少量出血,仅在少量肺泡腔内查见散在红细胞,肺泡间隔稍增厚,其内伴有少量炎性渗出及少量炎细胞浸润,血管轻度扩张。3.血浆ET及COR水平在枪击后呈明显上升趋势,枪击后各时间点均较枪击前升高,以枪击后10min最为显着(P<0.05)。而药物防护组枪击后血浆ET及COR水平较枪击前均有所增高,但ET无统计学差异(P>0.05),COR在枪击后10min较枪击前增高,有显着统计学差异(P<0.05),但与未防护组(实验组)相比较,增高的程度不显着。结论:1.猪下肢软组织枪弹伤可致肺远达效应损伤,早期即可通过胸部VCT发现其影像学改变,病理组织学观察也证实肺部间接损伤的存在,而且影像学的表现与病理改变伤情一致。2.病理学观察及生化研究提示应激反应参与了远达效应致肺损伤的形成过程。3.枪击前给予抗损伤药物可在一定程度上减轻猪下肢软组织枪弹贯通伤致肺远达效应的损伤。
金中[4](2013)在《人脐带间充质干细胞治疗肢体火器伤的动物实验研究》文中研究表明目的:1.探讨人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymalstem cells,hUCMSCs)体外分离、纯化和培养方法,并鉴定其生物学特性,为后续研究奠定基础。2.采用不同投射物对猪后肢肌肉软组织进行致伤,评估、建立一种局部伤情稳定性高、可重复性好、实战模拟性强的火器伤动物模型,为后续研究奠定基础。3.提出一种新的火器伤治疗方法:局部清创引流+局部注射hUCMSCs,并在猪后肢火器伤模型中评价其疗效。方法:1.采用组织块贴壁法从健康产妇脐带中分离hUCMSCs,传代培养后光镜下进行细胞形态学观察,通过流式细胞仪检测细胞表面抗原,并检测hUCMSCs成脂、成骨、成软骨诱导分化的潜能。2.分别采用“五六”式弹道枪发射7.62mm制式弹及“五三”式滑膛枪发射钢制球形破片射击8只随机分配的长白猪双侧后肢,通过观察伤情、伤道入出口面积、伤道最大横截面积、伤道组织病理学分区,计算伤道组织细菌计数来评价模型伤情的稳定性。3.取长白猪20只,7.62mm制式弹致伤后随机分为2组:手术清创引流+hUCMSCs注射组(A组)、手术清创引流+无菌生理盐水注射组(B组)。通过检测伤道组织细菌量、观察组织病理学改变以及伤道愈合情况来评价各组的创伤愈合效果。结果:1.组织块贴壁法分离的hUC-MSCs强表达CD90、CD29、CD73、CD105,弱表达CD106,不表达CD45、CD34及HLA-DR,能够分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞。2.两种投射物均可造成伤情稳定且具有良好可重复性的单纯软组织贯通伤,两组间伤道入出口面积无显着差异(p>0.05),但伤道最大横截面积有显着差异(p<0.05),两种方法建立的动物模型均具有典型火器伤病理学特点,细菌计数检测显示伤道组织污染程度均较重,两组间无显着差异(p>0.05)。3.致伤后经不同处理, A组的伤道组织细菌量显着低于B组(p<0.05)。两组间震荡区病理学表现不同,A组炎症反应轻于B组,A组伤道愈合效果优于B组。结论:1.组织块贴壁法是一种理想的hUC-MSCs体外分离培养方法,根据这种方法培养出的hUC-MSCs纯度高、生物学特征稳定,可用于后续实验研究。2.2种投射物致伤效果相似,相比之下,采用“五六”式弹道枪发射7.62mm制式弹更适合模拟战时真实伤情,适用于进一步的实验研究。3. hUC-MSCs治疗肢体火器伤有效。
王凌青[5](2013)在《不同弹体结构步枪弹致防弹衣后钝性伤特点及其生物力学机制》文中研究说明一、研究背景防弹衣,又名避弹衣、避弹服等,其起源于古代士兵的甲胄,最初用于抵挡冷兵器造成的伤害,随着武器的发展,防弹衣也在逐步的进化。现代意义上的防弹衣出现出现于第一次世界大战,其可以防止枪弹、弹片等投射物穿入人体造成的伤害。现代防弹衣按构成材料分类有三种:软体防弹衣、硬体防弹衣及复合式防弹衣。软体防弹衣由一些高性能纺织纤维材料构成,如尼龙、碳化硅、凯夫拉、超高分子聚乙烯等,这些材料有远高于一般材料的弹性模量及能量吸收能力。硬体防弹衣有两类,一是由特种钢板、超强铝合金等材料构成的金属材料防弹衣,二是由氧化铝、碳化硅等硬质非金属材料构成的非金属材料防弹衣。复合防弹衣是以陶瓷防弹板复合一定厚度的超高分子聚乙烯编织物构成。三种类型防弹衣中,复合式防弹衣防护能力最强,被用处防护步枪弹射击。防弹衣的使用极大的降低了士兵的死亡率,调查资料表明,在第一次世界大战中,由于防弹衣的使用使得英军士兵伤亡率降低了58%,其中胸部受伤造成的死亡率从30%降低到了8%。防弹衣的避弹机理从根本上来说有两个:一是通过撞击使投射物破碎、弹开,二是通过防弹材料的变形、破碎消耗投射物的动能,从而将投射物捕获。但近年来的研究发现,无论何种防弹衣,都不能完全吸收投射物的动能,仍有一部分能量可以穿透防弹衣传递给机体,导致机体局部钝性挫伤及远达脑损伤,这种损伤被称为防弹衣后钝性损伤(BABT)。作为近些年来创伤弹道学研究的重点和热点,国内外对于防弹衣后钝性损伤做了大量的研究,提出对于同一种投射物防弹衣后钝性损伤程度与投射物的动能呈正相关,但对于枪弹结构差异与防弹衣以后钝性损伤的关系尚不清楚。以往的创伤弹道学研究已经证实,由于枪弹结构的差异,不同弹体结构枪弹击中机体后能量释放过程是不同的,造成的损伤也是不同的。而对于有防护情况下,枪弹结构差异是否会导致损伤的差异尚不清楚。动能相同但是弹体结构不同的步枪弹击中相同防护水平下的动物胸部,所致损伤是否是会存在不同?如果损伤存在不同,那导致损伤不同的力学机制是什么?弹体结构不同的步枪弹击中防弹衣后能量传递方式有哪些差异?阐明这些问题将有助于为防弹衣后钝性损伤的战场急救、新型武器防具的设计开发以及致伤后作战人员战斗能力评估提供指导意见。二、研究目的本实验研究以动能相同、弹体结构不同的三种步枪弹射击防步枪弹复合防护材料防护下的长白猪胸部,观察击中后:实验猪局部及远达脏器损伤特点;防弹衣后软组织及颅内压力传播规律;结合以往开展的防弹衣后钝性伤实验猪运动和记忆能力改变的研究,应用数理统计方法,建立损伤判别分析模型,探讨基于防弹衣后实验猪钝性伤特点推测人员作战能力改变的方法。三、研究内容1、通过减装药的方式将三种结构不同的步枪弹调整至动能一致(56式7.62mm步枪弹,着靶动能1800J;xxmm步枪弹,着靶动能1802J;SS1095.56mm步枪弹,着靶动能1786J),并设假致伤对照组(无弹头空爆弹)室内靶道25m处射击实验长白猪胸部(左锁骨中线4-5肋间),实验动物右侧卧位,胸部模拟覆盖内层软31层超高分子聚乙烯防弹衣,外层包裹厚度4.2mmAl2O3陶瓷防弹板,并研究以下内容:(1)不同弹体结构步枪弹击中复合防弹材料覆盖下长白猪胸部后生命体征变化。(2)不同弹体结构步枪弹击中复合防弹材料覆盖下长白猪胸部后局部损伤特点(心、肺)及血液心肌损伤标准物表达水平变化(TnT、CK、CK-MB、LDH)。(3)不同弹体结构步枪弹击中复合防弹材料覆盖下长白猪胸部后远达脑损伤特点。(4)采用AIS2005标准对实验动物主要脏器损伤行AIS评分,多发伤评分采用AIS评分最高分,即MAIS评分。2、在上述基础上于实验动物复合防弹材料后胸部软皮下多个不同位置中、颅内放置压力传感器,记录不同子弹命中损伤压力正压峰值,探讨压力与损伤的关系。另外用特制木架刚性固定防弹衣,高速摄影机记录不同弹体结构步枪弹击中复合防弹材料瞬间防弹板动态变形情况,根据图像计算复合防弹材料最大变形高度Cmax、最大变形速率Vmax及二者的乘积(VC)max,探讨复合防弹材料变形挤压与损伤的关系。3、结合以往开展的防弹衣后钝性伤实验猪运动和记忆能力改变的研究,应用数理统计方法,建立损伤判别分析模型,探讨基于防弹衣后实验猪钝性伤特点推测人员作战能力改变的方法。四、实验结果三种步枪弹射击后,防弹衣均未被击穿,但出现不同程度的后凸变形。后凸高度7.62mm组为5.00mm±2.29mm,xxmm步枪弹组为4.62mm±2.33mm,SS1095.56mm组为4.13mm±0.98mm,7.62mm组与其他两组比较P<0.05。1、实验动物损伤情况(1)局部皮损:致伤后弹着点局部形成圆形苍白缺血区及环状红晕区,但皮肤连续性存在。皮损面积以7.62mm步枪弹组为最,xxmm步枪弹组次之,SS1095.56mm步枪弹组最小,7.62mm步枪弹组射击所致皮肤苍白区面积与其他两组比较P<0.05。(2)生命体征变化:致伤后即刻起三组实验动物出现不同程度的呼吸、心率加速,至30min左右恢复至伤前水平;7.62mm步枪弹组致伤后即刻开始股动脉收缩压升高,2min时到达峰值,后逐渐恢复;某型步枪弹组致伤即刻股动脉收缩压显着降低,后逐渐恢复10min左右到达伤前水平;SS1095.56mm组致伤后股动脉收缩压轻度升高,并呈进行性升高,致30min尚未恢复;致伤前后三组动物血氧饱和度较伤前无明显变化;假致伤组各项生命体征与伤前无明显变化。(3)局部脏器损伤:三组动物局部脏器损伤均以心、肺钝性挫伤为主。心肌大体损伤特点为左、右心室内膜点、片状出血及二尖瓣、三尖瓣点状出血。病理结构损伤特点为肉眼观出血以外心肌仍可见心肌纤维纹理紊乱、肌间隙增大、心肌出血;肺脏大体损伤特点为肺脏点、片状出血,出血位置主要见于防弹衣后凸撞击部位,肺脏出血面积7.62mm组>xxmm步枪弹组>SS1095.56mm步枪弹组。肺脏病理结构损伤特点为肉眼观出血以外肺脏组织显微结构仍可肺脏出血,肺间隔破裂等显微结构改变。显微病理半定量分析提示心、肺肉眼可见血主要见于防弹衣后凸撞击部位,但在距离肉眼可见出血5cm处仍可见显微病理损伤,且损伤发生率及严重度7.62mm步枪弹xmm步枪弹组>SS1095.56mm步枪弹组。(4)血液心肌损伤标志物变化:在伤后各时间点,血清心肌损伤标志物(TnT、CK、CK-MB、LDH)水平均不同程度的升高,且以3h为最明显。3h时,不同弹种组之间血清TnT、CK、CK-MB表达水平增幅7.62mm步枪弹xmm步枪弹组>SS1095.56mm步枪弹组(P<0.05)。(5)远达脑损伤特点:防弹衣后远达脑损伤表现为脑充血、蛛网膜下腔出血、脑实质出血。(6)脑电变化:三个弹种组致伤后1min后均出现脑电低频Delta、Theta波抑制,5min后逐渐恢复,脑电抑制幅度组间比较无显着差异。高频Alpha、Bata波波幅较伤前无显着下降。(7)MAIS (Maximum abbreviated injury scale)评分:7.62mm步枪弹组MAIS评分3.17±0.98(较重度到重度损伤);xxmm步枪弹组MAIS评分2.33±0.52(中度到较重度损伤);SS1095.56mm步枪弹组MAIS评分2.00±0.00(中度损伤);对照组MAIS评分为0.00±0.00(无损伤)。2、防弹衣后压力变化(1)心前区皮下软组织压力:步枪弹击中复合防弹材料瞬间,在距离弹着点10cm处7.62mm步枪弹组压力为1454kPa±500kPa,xxmm步枪弹组压力为1014kPa±410kPa,SS1095.56mm步枪弹组压力为812kPa±240kPa,不同弹种组间比较P<0.05。回归分析显示10cm处压力与肺脏出血面积、MAIS评分正相关(P<0.05)。(2)颅内压(左顶叶):步枪弹击中复合防弹材料瞬间,左顶叶压力7.62mm组为303.33kPa±20.81kPa,xxmm步枪弹组为280.33kPa±32.15kPa,SS1095.56mm步枪弹组为180.67kPa±37.86kPa,不同弹种组间比较P<0.05。回归分析显示颅内压力与局部压力(10cm)呈相关(P<0.05)。3、防弹衣动态变形高速摄影三种步枪弹击中防弹板瞬间,复合防弹材料均出现不同程度的后凸变形。约0.5ms1ms内达到最大变形,到达最大变形后逐渐缩小至最终变形。整个过程持续10ms左右。防弹板最大变形程度以7.62mm组为最大,xxmm组次之,SS1095.56mm组最小。7.62mm组与其他两组比较具有显着差异(P<0.05);到达最大变形的时间7.62mm组最快,xxmm组次之,5.56mm组最慢,7.62mm组与其他两组比较具有显着差异(P<0.05);三个不同步枪弹组防弹板最大变形量均显着高于最终残余变形量(P<0.05)。(VC)max(C:最大变形高度、Vmax:最大变形速度)7.62mm组>xxmm步枪弹组>SS1095.56mm步枪弹组。4、防弹衣后失能评估依据以往防弹衣后钝性伤试验猪运动和记忆、认知能力改变实验数据,以及与其采用同实验动物、相同致伤武器、相同防护、相同致伤方式的防弹衣后钝性伤解剖损伤、生化指标数据,在假设二者损伤与失能情况分布完全相同且损伤与失能呈正相关的前提下,建立了使用解剖损伤、生化指标评估防弹衣后钝性伤失能水平判别分析模型,探讨了基于防弹衣后实验猪钝性伤特点推测人员作战能力改变的方法。五、结论1.三种弹体结构不同的步枪弹均可致复合防弹材料后心、肺钝性伤。损伤特点肉眼观主要为表现复合防弹材料后凸撞击部位点、片状出血。显微病理观察示在远离撞击点出血位置仍可见心、肺显微结构损伤。不同弹种组间损伤程度具有梯度差异,损伤程度7.62mm步枪弹组>xxmm步枪弹组>SS1095.56mm步枪弹组。2.三种步枪弹均可致复合防弹材料后远达脑损伤,损伤表现为脑肿胀、蛛网膜下腔出血及脑实质出血。3.动能相同但弹体结构不同的步枪弹击中复合防弹材料时能量释放方式(复合防弹材料后软组织压力、复合防弹材料动态变形)是不一致的,能量释放方式的不同可导致损伤程度的差异。枪弹与防弹衣碰撞后产生的压力波与防弹材料的快速变形挤压是导致脏器损伤的主要原因。4.结合以往开展的防弹衣后钝性伤实验猪运动和记忆能力改变的研究,应用数理统计方法,建立了基于防弹衣后实验猪钝性伤特点推测人员作战能力改变判别分析模型。,依据该模型推测xxmm步枪弹以1802J动能致伤胸部后,可导致作战人员在进攻作战5min内战斗失能,失能可能性最高为80%,重度失能可能性最高为40%。在相同动能水平下,7.62mm步枪弹致伤后失能可能性及失能程度大于xxmm步枪弹,SS1095.56mm步枪弹致伤后失能可能性及失能程度小于xxmm步枪弹。
张波[6](2012)在《步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤特点及损伤机理研究》文中研究表明一、研究背景防弹衣的雏形可追溯至远古时期人们制作的人体装甲。现代防弹衣的发展开始于一次世界大战,那时出现了以蚕丝和其它天然纤维为衬里并配以钢板制成的防弹衣。防弹衣可以避免投射物(如子弹或爆炸物形成的弹片)对人体胸腹部形成的穿透伤,并降低伤员的死亡率。据统计在一次世界大战因为防弹衣的使用使英国士兵的伤亡率降低了58%。但防弹衣并不能完全消除投射物对机体的伤害,防弹衣后钝性损伤(Behindarmor blunt trauma, BABT)就是其损伤特点之一。防弹衣后钝性损伤是指投射物击中防弹衣后导致机体内脏器的非穿透性损伤。防弹衣后钝性损伤既可发生软式防弹衣也可发生在硬式防弹衣防护下的机体。投射物,尤其是高速投射物,与防弹衣碰撞后产生的能量可通过防弹衣向机体内传导并导致体内各脏器不同程度的损伤,严重时可以致死。近年来随着防弹衣和高能量武器的广泛使用,人们对防弹衣后钝性损也越来越重视,并对胸部防弹衣后钝性损伤进行了大量的研究。胸部防弹衣后钝性损伤从轻微的皮损到严重的内脏损伤,如肺挫伤、心肌挫伤和肝破裂等均有相关报道。在战斗中背部也是防护的重点,对于防弹衣防护下背部中弹后各脏器钝性损伤特点尚未见相关报道。背部的脊柱脊髓与颅骨和脑组织紧密相连,对于背部防弹衣后钝性损伤是否也会导致脊髓以及脑组织的伤害,目前尚未见相关报道。关于这种损伤形式对中枢神经(脑)功能的影响,以及伤后血清和脑脊液中特异性神经损伤标志物的表达水平也不明确。阐明这些问题不仅对背部防弹衣后钝性损伤特点有更加深刻的认识,还为背部防弹衣钝性损伤所致的中枢神经损伤的诊治和预后判断提供充分的实验依据,同时还可为致伤后作战人员的作战能力的评估提供依据。防弹衣后钝性损伤生物力学机制是什么呢?通过生物力学和计算机仿真模型研究得出防弹衣后钝性损伤与碰撞后产生的压力波与剪切力有关。但既往的研究大多局限与胸部中弹后力学传导,对背部防弹衣后钝性损伤产生的压力波在生物体内的传导规律尚无报告。关于压力波的大小与子弹动能以及损伤的关系目前也不明确。阐明这些问题可以为防弹衣的改进以及防弹衣后钝性损伤的预防提供依据。二、研究目的本实验研究目的是明确步枪弹致背部防弹衣钝性损伤后:①脊柱脊髓以及中枢神经(脑组织)损伤特点;②胸腔重要脏器的损伤特点;③实验动物的运动以及认知功能的改变;④步枪弹与防弹衣碰撞后产生的压力波在生物体内的传导规律以及产生加速度大小。在了解以上特点的基础上,探讨背部防弹衣后钝性损伤的生物力学机制。为防弹衣的改进以及防弹衣后脊柱脊髓和中枢神经(脑组织)损伤的预防、诊治和预后判断提供实验依据。三、研究内容用复合式防弹衣(软31层超高分子聚乙烯防弹衣+4.2mm Al2O3陶瓷防弹板)对实验动物的背部进行防护,以背部T8椎体部位为致伤点,在25m处用三种不同速度(590m/s,740m/s,910m/s)的某型步枪弹致伤并研究以下内容:1、致伤后中枢神经系统(脊髓及脑组织)的病理损伤特点;中枢神经系统的损伤程度与相关电生理(体感诱发电位、脑电图)以及与中枢神经损伤标志物(NSE,MBP,S-100β)表达水平的关系。2、致伤后胸腹腔重要脏器(肺、心、肝、肾)的病理损伤特点以及对相关生理功能的影响;3、不同速度枪弹致伤后对实验动物双后肢运动功能的影响;高速步枪弹(910m/s)致伤后对实验动物认知的影响。4、三种不同速度的步枪弹致伤后产生的压力波在椎旁软组织内的传导规律,致伤点附近加速度的大小;探讨压力、加速度与脊髓和脑组织损伤的关系。四、结果(一)防弹衣损伤情况:三种弹速的某型步枪弹均未击穿防弹衣,并在硬式防弹衣后形成半球形的凸起,当弹速为910m/s时,所形成凸起的高度和面积与740m/s和590m/s有显着差异(p <0.01),740m/s组与590m/s组无显着差异。(二)实验动物损伤情况1局部皮损特点:致伤后早期,致伤区的皮肤会形成苍白区和红晕区,910m/s所形成的苍白区与590m/s有明显差异(p=0.026),所形成的红晕区与740m/s和590m/s有明显差异(p=0.008,740m/s;p=0.000,590m/s)。740m/s和590m/s所形成的苍白区无明显差异,但红晕区面积有显着性差异(P=0.009)。皮损中心(着弹点)与T8椎体的距离分别是2.86±0.90cm (910m/s),3.33±0.58cm(740m/s),3.20±0.44cm(590m/s)2胸腹脏器损伤特点(1)大体损伤特点:三种速度的步枪弹均未导致椎体骨折。不同速度的步枪弹可致胸腹腔脏器不同程度的钝性损伤,其中910m/s步枪弹致伤后表现为:肺表面点片状出血(100%),心脏瓣膜缘出血(33%),肝包膜下出血(33%),肾脊柱缘出血(50%)。740m/s致伤后表现为肺表面点片状出血(100%),肾脊柱缘出血(33%)。590m/s致伤后表现为肺点状出血(40%)。(注:括号内百分数为损伤比率)(2)血压、心率、血氧饱和度损伤特点:三种速度致伤后的血压、心率和血氧饱和度在测定的时间范围内伤前伤后均无明显改变。(3)心电图损伤特点:各致伤组伤前伤后心电图无显着变化。3中枢神经系统损伤特点(1)大体及显微病理损伤特点:910m/s步枪弹致伤后表现为:脊髓挫伤和蛛网膜下腔出血(22%);显微病理显示:脊髓神经元变性,轴突脱髓鞘改变,海马无髓神经元变性。当弹速为740m/s和590m/s时,肉眼和光镜下脊髓和脑组织未见明显损伤。(2)中枢神经损伤标志物(MBP、NSE和S-100β)变化特点:当弹速为910m/s时,中枢神经损伤标志物在脑脊液和血清中均高表达,致伤组与对照组有明显差异(p <0.01)。弹速为590m/s和740m/s时,致伤组与对照组的中枢神经损伤标志物没有明显差异。(3)脑电图损伤特点:当致伤速度为910m/s时,脑电波在伤后1min出现了抑制并在伤后3-6min内恢复。740m/s和590m/s致伤组脑电图伤前伤后无显着差异。(4)右下肢股神经诱发电位损伤特点:与致伤前相比,致伤后各组潜伏期变化无明显差异,但波幅均出现明显降低,且随着速度的增加,波幅降低越明显。各实验组波幅降低值与对照组均有显着性差异(p=0.001,910m/s;p=0.002,740m/s;p=0.023,590m/s);910m/s与590m/s有显着性差差异(p=0.004)。(5)实验动物运动和认知功能损伤特点:速度为910m/s的步枪弹致伤后可出现双后肢肌力和感觉减退,严重时表现为双侧后肢的拖行(33%),运动功能在48h内恢复;所有实验动物(100%)均出现记忆力障碍并在24h内恢复;740m/s的步枪弹致伤后表现为感觉和肌力减退但对实验动物的行动无明显影响;590m/s的步枪弹致伤后未见运动功能的改变。(注:括号内百分数为损伤比率)4MAIS (Maximum abbreviated injury scale)评分:910m/s组MAIS评分平均值为2.22±0.67;740m/s组MAIS评分平均值为2.00±0.00;590m/s组MAIS评分为平均值1.17±0.41。(三)生物力学损伤特点:随着弹速的增加各物理指标(压力和加速度)均不同程度的增加。在脊柱旁软组织内测定的压力大小与致伤点的距离呈指数关系,在颅内测得压力高于颈动脉内测定值(p <0.05)。通过对肢体的运动功能障碍(肌力)与相关物理参数(弹速、压力、加速度、着弹点距T8距离)进行逐步回归分析后发现:防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤所致实验动物的运动功能障碍(y)主要与致伤点的加速度(x)有线性关系(F=137.052,p=0.000),其线性回归方程为:y=13.282-0.002x,其中y值越小,损伤越重。五、结论在复合式防弹衣(软31层超高分子聚乙烯防弹衣+4.2mm Al2O3陶瓷防弹板)防护下,以某型步枪弹在25m远处致伤背部(T8椎体部位)后会导致多脏器的钝性损伤,具体损伤特点如下:1、胸腹腔脏器(肺、心、肝、肾)钝性损伤且主要表现为点片状出血,其损伤程度同枪弹的速度(动能)呈正比;2、高速步枪弹(910m/s)可引起致伤点下脊髓表面挫伤和蛛网膜下腔出血,脊髓神经元的变性和有髓神经纤维脱髓鞘;导致实验动物出现不同程度的肢体运动功能障碍(<48h),严重时表现为双侧后肢拖行;3、高速步枪弹(910m/s)致伤后可导致脑组织的远达损伤,表现为脑实质的损害(海马无髓神经纤维的变性)和伤后一段时间内(<24h)认知功能(记忆力)的障碍;4、、枪弹与防弹衣碰撞后产生的压力波和加速度是导致脏器损伤的主要原因;其中椎体的加速度是评估脊髓损伤程度的主要物理参数,压力波主要通过椎体传导并导致脑组织的远达损伤。
黄艺峰[7](2012)在《手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤特点及机理的实验研究》文中认为一、背景头盔可以说和武器一样,都是战争的产物,随着武器的研制和发展,头盔也不断更新换代,由古代的预防冷兵器击穿的青铜头盔演变到现代的阻止枪弹击穿的防弹头盔。当前,现代军用防弹头盔的使用,大大减少了战争中颅脑穿通伤的发生率和死亡率;然而,由于爆炸装置和高能量武器的普遍使用,爆炸引起的高速破片和高速子弹非贯穿性撞击防弹头盔而致钝性颅脑损伤的问题愈来愈显着。由于钝性颅脑损伤导致战场上的伤亡增加及后期遗留神经功能障碍,已经引起各国政府和军队的重视。近十余年来,国外已经逐渐开展了相关的研究,通过尸体头颅模型及数学仿真方法对弹道撞击防弹头盔致钝性颅脑损伤进行了研究,认为损伤特点与传统的颅脑撞击伤类似,但致伤机制有着本质的区别;然而,尸体头颅实验模型虽然结构逼真,但是无法观察生理、病理、生化等反应,而数学仿真方法虽然解决了很多生物力学测试难题,却无法直接观察颅脑损伤情况,且生物力学测试也需通过生物体内测试进行验证。为此,建立动物实验模型对弹道撞击防弹头盔致钝性颅脑损伤特点及机理进行研究是有重要意义的。二、目的本实验研究目的是首先明确弹道撞击防弹头盔致颅脑损伤的特点,包括:①伤后早期全身生理性反应特征;②伤后早期脑电生理变化特征;③伤后早期颅脑损伤的大体、显微、超微病理观察改变特征;④伤后早期体液中脑损伤标志物的变化特征。其次,通过测试防弹头盔板动态变形及致伤时应力波造成的颅内压力变化特征,对弹道撞击防弹头盔致颅脑损伤的主要致伤机制进行研究探讨。再次,旨在通过本研究能够为弹道撞击防弹头盔致钝性颅脑损伤的预防、诊治、预后判断提供实验依据。三、方法本实验研究第一部分采用成年长白猪作为研究对象,芳纶防弹头盔板作为防护材料,防弹头盔专用泡沫衬垫作为猪头与防弹头盔板之间的缓冲材料,模拟了头-头盔系统;致伤组采用280m/s(低速组,n=3)、360m/s(常速组,n=9)、420m/s(高速组,n=3)三种不同射速9mm铅芯手枪弹作为杀伤元,而对照组(n=5)采用9mm无弹头手枪弹作为杀伤元,于射距10m处,垂直瞄准猪头额顶部交界中点致伤,建立了动物致伤模型。观察伤后血压、心率、呼吸频率等全身性生理改变,脑电图频率、波幅、频谱功率幅度均值改变,皮肤、颅骨、脑组织大体改变及AIS评分,脑皮质、海马显微病理及海马超微病理改变,以及脑损伤标志物(NSE、MBP、S-100β、αII-spectrin)表达水平的变化。本实验研究第二部分通过对猪进行主动回避危险择食实验模型训练,建立具有主动回避反应能力的模型猪,并采用丙泊酚进行短效麻醉后,以自制专用固定笼具进行固定,待动物自然安静后,致伤方法除了杀伤元仅为360m/s射速9mm铅芯手枪弹(常速组,n=5)及9mm无弹头手枪弹(对照组,n=5)之外,其余同第一部分。观察伤后动物一般状况、肌颤、运动功能、主动回避反应能力变化等功能行为学障碍特征。本实验研究第三部分采用已安装颅内压力传感器的猪作为研究对象,致伤组采用280m/s(低速组,n=6)、360m/s(常速组,n=6)、420m/s(高速组,n=6)三种不同射速9mm铅芯手枪弹作为杀伤元,以第一部分相同致伤方法进行致伤,致伤时采集颅内压力波数据,并对压力波形及峰值进行分析。此外,通过高速摄影机测试280m/s(低速组,n=3)、360m/s(常速组,n=3)、420m/s(高速组,n=3)三种不同射速9mm铅芯手枪弹致防弹头盔板动态变形情况,结合第一、三部分防弹头盔板残余变形情况,以及颅内压力变化情况,对造成颅脑损伤的主要致伤机制进行探讨。四、结果1.全身性生理反应三种不同射速致伤组伤后早期均出现不同程度的血压下降,心率、呼吸频率加快,特别是伤后即刻收缩压显着下降,其下降幅度随子弹射速递增;而对照组致伤前后变化不明显。2.脑电生理改变常速组伤后3min脑电图出现频率轻度下降,波幅有所增加,δ、θ、α、β四个频段频谱功率幅度均值较伤前不同程度升高,以θ频段最为显着(P<0.05),其次为α、β频段;约至伤后15-30min脑电图频率轻度下降,波幅逐渐恢复伤前水平,各个频段频谱功率幅度均值恢复至伤前水平。3.大体形态学改变致伤组头部着弹点皮肤伤后30min内表面观均可见损伤,以中央圆形苍白区、外周环形红晕区为特征,随着子弹射速增加,皮肤损伤程度加重,并且苍白区、红晕区面积递增;致伤组伤后3h解剖观察头部皮肤损伤区域,可见皮下软组织挫裂出血,随着子弹射速增加,皮下软组织损伤程度加重。低速组(0/3)、常速组(3/9)、高速组(1/3)出现颅骨骨折,骨折类型主要为线性骨折,个别为粉碎性骨折。低速组(2/3)、常速组(9/9)和高速组(3/3)脑表面出现脑损伤,脑损伤类型主要包括局部脑撞击伤和对冲伤,表现为硬膜下出血、蛛网膜下腔出血、脑皮质出血、垂体充血或出血等,且撞击伤总体上重于对冲伤。三种不同射速致伤组颅脑损伤AIS评分分别为低速组(1.67±0.58)分、常速组(2.44±0.73)分、高速组(3.67±0.58)分,且高速组较常速组、低速组差异有统计学意义(P<0.05)。而对照组头部皮肤、颅骨、脑组织解剖大体观察均未见损伤,AIS评分为0分。4.组织病理学改变脑皮质显微病理观察显示,致伤组撞击部位及对冲部位可见蛛网膜下腔出血,常速组及高速组尚可见脑出血;致伤组撞击部位及对冲部位脑皮质神经元可见固缩变性、坏死性改变,且撞击伤总体上重于对冲伤;随着子弹射速增加,脑皮质显微病理损伤程度逐渐加重。海马皮质显微病理观察显示,致伤组少数神经元呈轻度固缩变性改变;海马皮质超微病理观察显示,致伤组个别神经元细胞核、有髓神经纤维、无髓神经纤维存在变性改变;并且,随着子弹射速增加,海马皮质神经元显微和超微病理损伤程度逐渐加重。5.脑损伤标志物变化致伤组伤后3h脑脊液NSE、MBP、S-100B、αII-spectrin浓度均较伤前显着升高,且随着子弹射速增加而递增;常速组除S-100B外伤后3h脑脊液浓度与伤前、及对照组伤后3h比较与差异均有统计学意义(P<0.05)。致伤组伤后早期血浆NSE、MBP浓度均较伤前明显升高,而S-100B较伤前轻度升高,且随着时间推移而递增,随着子弹射速增加而递增,常速组伤后3h血浆NSE浓度较伤前及对照组伤后3h显着升高(P<0.05)。6.功能行为学障碍特征常速组伤后早期均未出现昏迷,但较为惊恐、反应略迟钝,且食欲减退,部分猪出现呕吐(1/5)、肌颤(3/5);伤后均出现四肢肌力减退,关节活动受限,行走不稳,呈蹒跚步态,重者站立不稳,于伤后30min~2h基本恢复;伤后3h内均出现主动回避反应能力不同程度减弱,提示出现记忆障碍。而对照组伤后3h内均未出现明显上述功能行为学障碍情况。7.生物力学测试颅内压力波多为峰值逐渐下降、持续时间短的多个压力波组成,并且,颅内压力波峰值随着撞击能量增加而增大,随着与撞击部位相对距离增加而减小。8.防弹头盔板侵彻变形情况在动物致伤实验中,防弹头盔板受侵彻变形程度随子弹射速增加而加重,不同射速致伤组在残留的弹孔面积、后凸面积、后凸高度上两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。高速摄影显示,防弹头盔板动态最大变形后凸高度显着大于最终变形后凸高度(P<0.05),并且最终变形后凸高度也显着大于动物致伤实验中防弹头盔板残余变形后凸高度(P<0.05)。防弹头盔板动态最大变形是导致颅脑损伤的直接原因,通过数学函数模型分析,颅脑损伤AIS评分与最大变形后凸高度呈对数关系。五、结论1.9mm铅芯手枪弹撞击防弹头盔致钝性颅脑损伤特点如下:(1)颅脑损伤主要类型为撞击伤及对冲伤,损伤均相对局限,撞击伤总体上重于对冲伤,并且颅脑损伤程度随着撞击能量增加呈梯度加重。(2)脑深部组织海马也存在着急性损伤,显微及超微结构显示其神经元存在轻度固缩变性,且随着撞击能量增加而加重。(3)颅脑损伤早期可导致功能行为学障碍,主要表现为食欲减退、呕吐、肌颤、运动功能障碍、认知功能(记忆)障碍。2.9mm铅芯手枪弹撞击防弹头盔致钝性颅脑损伤机理如下:手枪弹击中防弹头盔致瞬间最大后凸变形,对颅脑施加短时间、高速率、低质量的撞击载荷,撞击载荷导致颅骨撞击点产生应力,并传递给脑组织,形成贯穿脑组织的不均匀应力分布,导致脑组织产生应变,可能是造成颅脑损伤的主要损伤机理。
苏正林[8](2012)在《步枪弹射击防弹衣后长白猪远达脑损伤的特点及机制研究》文中研究表明防弹衣这个名字或许会引起误解认为它可以抵御一切子弹,实际上,防弹衣并不能直接的把子弹挡回去,而是利用防护材料把子弹的作用力分散到整幅体表的较大面积区域内,将它的动能吸收,使其尽量在穿入人体之前就停下来。在这个过程中,亦会因子弹变形,而进一步降低它的穿透力。尽管防弹衣能够避免子弹穿入人体所造成的伤害,但中枪者的身体仍然无可避免地因吸收了子弹的能量受到钝伤,因此防弹衣后钝性损伤是一种快速非穿透性损伤。防弹衣作为现代单兵作战的重要组成部分,已被广泛用于现代战争,从海湾战争、阿富汗战争到伊拉克战争,美军所运用的现代战争模式完全颠覆我们对传统战争的认识,高、精、尖武器装备的使用,大大降低了作战人员的死亡率,即使在最残酷的巷战中由于单兵防护装具的大量运用,其作战人员的死亡率也较传统战争大为减少。防弹衣根据质地可分为硬式和软式两种类型,前者采用陶瓷或钢质防弹插板可阻止步枪弹的侵彻,后者采用高强度的纤维织物吸收手枪弹等低速投射物的动能。然而防弹衣后并非毫发无损,从1978年Carroll首先报告警用手枪弹射击致防弹衣后钝性伤的伤例以来,投射物击中所致的防弹衣后非贯穿损伤特点和机理的研究一直是创伤弹道学研究的重点之一,美军在伊拉克及阿富汗战争中,伤员中60%存在着不同程度的(mTBI),他们中大部分是由于爆炸引起,也有些作战人员并没有受到爆炸冲击波的作用,仅仅是在防弹衣保护下受到子弹射击也出现了记忆力下降等变化,有学者把这种表现归结到战伤应激综合征,是否只有单一应激综合征这种心理上的改变而不存在器质上的病理改变,值得我们进一步研究。目前国内外对防弹衣后损伤的研究采取动物、模拟试验、尸体试验相结合,有限元模型分析与试验验证互为补充的形式,提出防弹衣后可能因能量传递、吸收造成远达脑损伤。但是就防弹衣后多大能量的子弹会导致远达脑损伤,这种损伤有什么样的特点的研究,未见报道。因此,为了阐明防弹衣后多大能量的子弹会造成远达脑损伤及损伤特点是什么,如果存在远达损伤,那么这种损伤的生物力学机制有什么特点,在本研究中,我们首先利用军用某型小口径步枪25m距离下以三种不同的打击速度(相同口径下将子弹的能量转化为打击速度的不同,分别为910m/s、740m/s、590m/s)模拟打击身着内层为警用Ⅱ级,外层为NIJⅢ标准陶瓷防弹插板硬质防弹衣防护下的长白猪的心前区,对比观察三种不同速度子弹打击下,致伤前后脑电图、心电图、有创动脉血压、心率、呼吸变化。取伤前伤后30min、1h、2h、3h动脉血进行离心,取上清液血浆进行脑损伤标志物检测,伤前及伤后3h腰大池穿刺取脑脊液(CSF)进行特异性脑损伤标志物aⅡ-spectrin以及与钙激活中性蛋白酶粘连的aⅡ-SBDP检测。伤后3h进行胸部CT平扫及胸廓骨骼三维重建检查。伤后3h处放血处死动物,观察心脏、肺脏、肝脏及脑组织等致伤后大体病理改变,每个速度组随机取2头进行灌注取脑组织进行病理显微及超微检查,对比不同速度下损伤的特点。为了证实这种远达损伤导致的行为学改变,我们在实验条件不变的前提下,致伤前1个月对长白猪进行选择性觅食训练,使用两个大小一致的食盆,在其中一个盆口加两块铁条以改变盆口为方形,铁条上接通低压交流电,在长白猪进食方盆时,接通交流电电击,通过反复多次训练,使长白猪在致伤前对有危险信号的方形食物绝对不试探进食及进食,在致伤以后观察猪致伤前后行为学的变化实验。最后,在上述效应模型基础上,建立生物力学测试模型,于心前区皮下、心包腔、左侧胸腔、左侧颈总动脉及颅内布置生物传感器,进行打击瞬间长白猪致伤局部及远达脑组织生物力学的测定。主要实验结果及结论1.防弹衣防护下,伤后长白猪均存活,但是在致伤后短时间内都存在不同程度的生理变化。其表现为:致伤瞬间,不同速度组长白猪呼吸都有短暂的停止,停止时间7S---15S不等,伤后10min内动脉血压下降,以收缩压下降为主,其中高速组下降最为明显,动脉收缩压降到伤前的1/3,10min后逐渐恢复到伤前水平,伤后各种速度组5min内脑电图低频波δ(Delta)、θ(Theta)波均出现波幅的抑制,分析各组间波幅下降无明显差异,5min后脑电波幅恢复到伤前水平,伤后3h血中脑损伤标志物S-100B及脑脊液中损伤标志物都较伤前增高,并且脑脊液中aⅡ-SBDP具有较好的特异性。进行解剖时发现910m/s组在脑表面存在点片状的出血灶,740m/s组脑表面存在点状出血灶,而590m/s组较少有出血灶,海马的HE染色、甲苯胺蓝染色及超微电镜检查都发现有Ca1区神经元存在变性、肿胀、脱髓鞘等不同程度变化,而且以上这些变化随着子弹打击速度的提高而加重。以上的结果初步提示:在内层为警用Ⅱ级,外层为NIJⅢ标准陶瓷防弹插板硬质防弹衣防护下在大于590m/s步枪弹打击时就可能存在远达的脑损伤,低速组仅表现在功能方面的改变,如脑电的抑制、生命体征的改变,出现神经元变化较轻微,这种变化大多在短时间内恢复,而速度高、能量大的子弹不仅有脑电的抑制、生命体征的改变,而且也出现了相对低速组较重的病理改变,如造成脑表面小血管破裂出血形成点片状出血灶,显微及超微病理也出现局部脱髓鞘等较低速度组损伤重的病理改变。2.伤后即刻至40分钟内,长白猪较致伤前状态明显变差,拒行走。驱赶其行走发现左前肢肌力较伤前减弱,向左侧偏斜。在选择性觅食时2头猪不加选择直接进食有危险信号的方盆中食物,而且有一头在电击后仍进食方盆,有2头对方形食盆进行2次试探,但未进食方盆食物,1头在伤后未进食,蜷缩于猪舍一角肌颤,全组均于2小时后恢复进食,而且未有试探及误食发生。3.子弹在命中瞬间颅内压力在极短时间(千分之一秒)急速上升,910m/s组峰值甚至可以上升到正常颅内压的40~50倍,并且压力呈现为高频的震荡曲线,颅内压力与子弹打击速度正相关,910m/s约为740m/s的2倍,而740m/s约为590m/s的2倍。打击点局部压力及力也随子弹速度的增加而增高。上述研究结果表明:在外层NIJⅢ内层为警用Ⅱ级防护下,随着子弹速度的增加,长白猪在致伤后出现了中枢神经脑电抑制,血中及脑脊液中的特异脑损伤标志物出现了升高,在海马区出现中枢神经元变性、肿胀、脱髓鞘改变,说明了在防弹衣防护下在大于590m/s子弹射击时,中枢神经脑组织在没有受到直接打击下也存在着损伤,这种损伤的程度虽没有导致长白猪致命,但是引起了长白猪功能上的一些改变、以及轻微的一些病理改变,也就是轻度的脑损伤(mTBI)。这种损伤同进也导致了行为学上的一些变化,因为长白猪在经过1个月的训练后已不会对有危险信号的食盆发生觅食行为,但在受到打击以后由于轻度脑损伤(mTBI)其行为发生了改变,这些损伤可能导致长白猪低级的学习记忆选择性觅食发生错误。这种远达的脑损伤其可能的生物力学机制主要为:子弹在击中硬式防弹衣后,通过防弹衣的快速变形产生的脉冲形式冲击波在机体内传递是导致防弹衣远达脑损伤最主要的原因,这种脉冲形式的冲击波通过胸壁、胸腔及脉管的传递在颅内高速震荡,可能是导致如脑组织神经元变性,脑表面小血管撕裂发生蛛网膜下腔出血的原因。这对以往对硬式防弹衣后挤压变形导致损伤的机制是进一步的完善与补充。由此我们可以推测,当作战人员在防弹衣保护下受到高弹速步枪弹射击,也可能引起远达的脑损伤及一些行为学的改变。
胡维[9](2011)在《菠萝蛋白酶对高速破片伤清创作用的实验研究》文中研究表明目的:1.采用高速破片对兔、羊、猪的后肢肌肉软组织进行致伤,建立一种局部伤情稳定性高、可重复性好的高速破片伤动物模型,用于评价菠萝蛋白酶对高速破片伤的清创疗效。2.提出一种更为简便的高速破片伤清创方法:切开伤道,在伤道内局部使用菠萝蛋白酶,开放引流并延迟缝合。在猪后肢软组织高速破片伤模型中研究并证实菠萝蛋白酶的清创疗效。3.研究菠萝蛋白酶对高速破片伤伤道微环境的改善作用,阐明其促进创伤愈合的机制。方法:1.采用兔、羊各4只,分别为A、B组。猪8只,随机平均分为C、D组。采用“五三”式滑膛枪发射球形破片(枪口速度约850m/s,质量0.375g)致伤A、B、C组动物后肢软组织,相同方法发射圆柱形破片(枪口速度约950m/s,质量0.87g)致伤D组动物,通过观察局部伤情、伤道组织病理分区、细菌量以及细胞因子水平,并分析各指标变异系数(CV)评价模型伤情的稳定性。2.体外实验中,取正常肌肉组织和伤道内失活肌肉组织,置于不同浓度的菠萝蛋白酶溶液中。通过检测组织失重和酶溶液中的总游离氨基酸释放量,研究酶溶液的选择性组织水解作用。体内实验中,取中国长白猪15只,高速球形破片致伤后随机分为5组:手术清创组(E组)、伤道切开组(I组)、菠萝蛋白酶清创组(B组)、伤道切开+菠萝蛋白酶清创组(IB组)以及对照组(C组)。通过检测伤道组织细菌量、组织病理学改变以及伤道愈合时间,评价各组的清创效果。3.取中国长白猪12只,高速球形破片致伤后随机分为3组:伤道切开组(I组)、伤道切开+菠萝蛋白酶清创组(IB组)以及对照组(C组)。通过检测伤道组织血流量、组织氧分压、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、转化生长因子-β(TGF-β)水平以及伤道愈合时间,研究菠萝蛋白酶对高速破片伤伤道微环境的改善作用。结果:1.所有伤道均为单纯软组织贯通伤。B、C组伤道入、出口面积和伤道容积等局部伤情指标的稳定性优于A、D组。伤道组织病理学观察可见典型高速破片伤的组织病理学分区,其中C组的稳定性优于其他3组。细菌量检测显示伤道组织污染程度较重,各组间无显着差异(p>0.05)。伤道组织内TNF-?和IL-6水平在伤后24h内呈逐渐升高趋势,血浆中TNF-?和IL-6水平变化与之类似,但整体水平低,一定程度上反映了创伤后局部及全身炎症反应程度。2.体外实验中,在相同浓度的酶溶液条件下,伤道内失活组织水解比正常组织更快,差异有统计学意义(p<0.05)。浓度为10 mg/mL的菠萝蛋白酶溶液可迅速水解伤道失活组织,对正常组织几乎没有作用。体内实验中,伤道切开+菠萝蛋白酶清创组的伤道组织细菌量与手术清创组相当,显着低于伤道切开组、菠萝蛋白酶清创组以及对照组(p<0.05)。伤道切开+菠萝蛋白酶清创组的伤道愈合时间也更短。3.在伤道切开+菠萝蛋白酶清创组中,伤道组织血流量和氧分压的恢复显着快于伤道切开组和对照组(p<0.05)。伤后48、72小时,伤道切开+菠萝蛋白酶清创组的组织TNF-α水平显着低于伤道切开组和对照组(p<0.05)。与其他两组比较,伤道切开+菠萝蛋白酶清创组的组织TGF-β含量也更高(p<0.05)。伤道切开+菠萝蛋白酶清创组的伤道愈合时间更短。结论:采用“五三”式滑膛枪发射0.375g,射速约850m/s球形破片射击猪后肢,建立的高速破片伤动物模型,伤情稳定,可重复性好,适用于高速破片伤药物清创的疗效评估。菠萝蛋白酶可有效水解、清除高速破片伤伤道内的坏死组织,极大地简化了清创操作。菠萝蛋白酶清创可有效改善高速破片伤伤道微环境,有利于组织修复,促进伤道的愈合。
唐震[10](2011)在《人上、下颌骨火器伤动态模拟及有限元生物力学分析的初步研究》文中认为颌面部位置暴露,战时防护薄弱,和平时也是暴力、自伤的重点部位,在全身火器伤的发生中,颌面部火器伤所占比例较大。因此,颌面部火器伤的救治是颌面部乃至全身创伤救治中的重点问题。目前用于创伤弹道学研究的颌面部传统火器伤模型仍然以动物模型为主,辅以尸体及人工材料模型。然而,由于可重复性差以及目前陪受关注的医学伦理方面的原因,动物及尸体模型的应用受到很大限制。人工材料模型虽然具有与人体组织相近的生物力学性质。但其制作成本高,费时长。随着社会和科学技术的发展,这些模型已越来越显露出其局限性,因此,我们需要采用新的方法来建立更加理想的致伤模型。有限元法又称有限元分析法(Finite Element Analysis,FEA)或有限元素法(Finite Element Method,FEM),是在工程科学技术领域广泛应用的数理方法。有限元法的基本原理是把整个结构看作由有限个细小单元组合而成的实体,整体的力学特性是由每个个体单元的力学特征叠加整合后反映出来,最常用于解决复杂的工程学问题,目前已广泛应用于生物力学研究中。有限元法能够分析物体内及物体间的复杂力学过程,预测力学作用产生的效应(如模型的应力、应变、形状、温度等的变化),并且能够在电脑上直观显示或输出计算结果以供分析,具有可重复性好、节约实验成本、实验条件易控制等优点,可以弥补传统的火器伤模型在致伤过程研究中的不足。因此,有限元法的运用将有助于颌面部火器伤致伤机理的深入研究,并能为颌面部火器伤致伤部位伤情的快速判断、火器伤的迅速救治、战时的防护以及评估投射物致伤效应等等提供新的思路和方法。本研究以前期建立的猪下颌骨火器伤有限元模型为基础,采用经动物实验验证的有限元模型内置参数,建立了可视化数字人上、下颌骨火器伤三维有限元模型,用有限元方法动态模拟不同投射条件下投射物侵彻人上、下颌骨的过程,并对人上、下颌骨火器伤的生物力学机制进行了初步探讨。研究方法和结果:1.将中国可视化数字人(Chinese Visible Human, CVH)头面部计算机X射线断层扫描(Computed Tomography,CT)数据导入MIMICS软件中,经过三维图像获取、实体模型重建后得到人上、下颌骨面网格模型;将上、下颌骨面网格模型导入ANSA软件中,采用六面体单元与五面体及四面体单元结合的方式建立人上、下颌骨火器伤三维有限元模型。建立的人上颌骨三维有限元模型的单元数为372501,节点数为751410;下颌骨三维有限元模型的单元数为275216,节点数为1387101,所有单元均为实体单元。结果表明,该模型网格划分合理,单元质量好,与真实标本的几何外形相似程度高,细节损失小。2.在前期动物实验建模的基础上,选择适合的材料模型、生物力学参数、边界条件及接触算法,对所建立的人下颌骨火器伤三维有限元模型加载不同的入射条件(两种投射物、两个投射部位、三个入射角度及三种入射初速度),在LS-DYNA软件中进行仿真计算,动态模拟人下颌骨火器伤的致伤过程、应力传导及分布的情况。结果表明,本研究所建立的人下颌骨火器伤三维有限元模型几乎全采用六面体单元建模,满足了多个投射物多角度多部位打击下颌骨的研究需要,并提高了计算精度。不仅可以动态模拟不同入射条件下,下颌骨受打击的过程及损伤的严重程度,还可以观察投射物的运行轨迹及比较其投射效率;并且,通过对应力的计算,还可以动态模拟火器伤过程中应力在下颌骨中传导的方式及各部位应力随时间分布的情况。3.采用与下颌骨相同的材料模型、生物力学参数及接触算法,设定适合的边界条件,对所建立的人上颌骨火器伤三维有限元模型加载不同的入射条件(一个入射角度、两种投射物、两个投射部位及三种入射初速度),在LS-DYNA软件中进行仿真计算,动态模拟人上颌骨火器伤的致伤过程、应力传导及分布的情况。结果表明,本研究所建立的人上颌骨火器伤三维有限元模型采用四面体单元、五面体单元与六面体单元结合的方式建立人上颌骨三维有限元模型,在兼顾了计算效率和计算精度的基础上,降低了建模成本及运算时间,可以动态模拟不同入射条件下上颌骨受打击的过程及损伤的严重程度,还可以动态模拟火器伤过程中应力在上颌骨及颅底中传导的方式及各部位应力分布随时间的变化情况。结论:1.成功建立了人上、下颌骨火器伤三维有限元模型,该模型细节部分网格划分十分理想,细节损失小,几何相似程度高;各项网格单元质量检查结果均达到设定的检查标准,网格单元尺寸较均匀;装配后的上、下颌骨火器伤有限元模型符合动态模拟要求。2.在以下颌角及颏部正中为入射点,且入射角度限定在45°至90°之间时,下颌骨火器伤的致伤特点是:1)、入射角度越小,下颌骨受损伤的程度越重,投射物的致伤效率也越高;2)、入射初速度越大,下颌骨受损伤的程度越重,但投射物的致伤效率却越低;3)、钢珠的致伤效率远高于子弹,而子弹对下颌骨的损伤程度可能在大多数情况下均大于钢珠,但在入射角度接近于90°时,随着入射初速度的增加,钢珠对下颌骨的损伤程度可能大于子弹;4)、投射物在下颌角部位入射时对下颌骨造成的损伤程度及致伤效率均大于颏部正中入射;5)、在下颌骨的火器伤发生时,击入侧髁状突颈部发生骨折的可能性较大;6)、距离下颌骨伤道越近,应力在该部位分布越集中。3.在以上颌骨侧面的前点及后点入射,且入射角度与矢状面垂直时,上颌骨火器伤的致伤特点是:1)、在上颌骨前点入射时投射物对上颌骨造成的损伤及致伤效率略大于上颌骨后点入射;2)、入射初速度越大,上颌骨受损伤的程度越重,但投射物的致伤效率却越低;3)、子弹对上颌骨造成的损伤大于钢珠,但其致伤效率却小于钢珠;4)、投射物以相同的初始动能入射时,钢珠对上颌骨造成的损伤及致伤效率均大于子弹;5)、距离上颌骨伤道越近,该部位所受应力越强;6)、上颌骨火器伤时伴发颅脑损伤的严重程度与枪弹的入射部位及投射物的性质有关,与投射初速度的相关性小。4.我们建立的人上、下颌骨火器伤三维有限元模型可以进行颌面部火器伤生物力学研究。在研究颌面部火器伤生物力学机制方面,有限元方法可以弥补传统火器伤研究模型的不足。
二、高速投射物伤后肝脏早期损伤的观察(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速投射物伤后肝脏早期损伤的观察(论文提纲范文)
(1)颌面部枪击伤和爆炸伤模型建立及早期救治的初步研究(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 实验动物 |
1.2 致伤模型 |
1.2.1 致伤装置 |
1.2.2 致伤方式 |
1.2.3 致伤后处理 |
1.3 观察指标 |
1.3.1 动物伤情观察 |
1.3.2 头颅CT扫描和三维重建 |
2 结 果 |
2.1 动物伤情大体观察 |
2.2 致伤前后头颅CT扫描和三维重建 |
3 讨 论 |
(2)颌面、颈部战伤时效救治研究(论文提纲范文)
1 颌面、颈部战伤的流行病学研究 |
2 颌面颈部战伤机制 |
2.1 颌面颈部枪弹伤 |
2.1.1 子弹的直接撞击作用 |
2.1.2 瞬时空腔效应 |
2.1.3 压力波效应 |
2.1.4 远达效应 |
2.1.5 二次弹片伤 |
2.2 颌面颈部爆炸伤 |
2.2.1 爆炸冲击波 |
2.2.2 破片伤 |
3 战伤急救的时间窗 |
4 时效救治 |
5 颌面颈部战伤的主要特点及急救要点 |
5.1 易发生呼吸道梗阻 |
5.2 颌面颈部重要血管密集, 大血管损伤易导致休克 |
5.3 紧邻颅脑, 易造成颅脑损伤 |
6 颌面颈部战伤的确定性治疗 |
6.1 清创术 |
6.2 骨组织火器伤的处理 |
6.3 颈部火器伤的处理 |
7 我军颌面颈部战伤救治展望 |
(3)猪下肢软组织枪弹伤致肺远达效应的实验研究(论文提纲范文)
缩略语表 |
中文摘要 |
Abstract |
前言 |
文献回顾 |
实验一 猪下肢软组织枪弹伤致肺的远达效应研究 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果 |
4 讨论 |
实验二 猪下肢软组织枪弹伤致肺远达效应的防护研究 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果 |
4 讨论 |
小结 |
参考文献 |
附录 |
个人简历和研究成果 |
致谢 |
(4)人脐带间充质干细胞治疗肢体火器伤的动物实验研究(论文提纲范文)
英文缩略词表 |
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一部分:人脐带间充质干细胞的分离、培养、纯化及鉴定 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
第二部分:人脐带间充质干细胞治疗肢体火器伤疗效评估模型的建立 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
第三部分:人脐带血间充质干细胞治疗肢体火器伤的疗效评估 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
全文结论 |
参考文献 |
致谢 |
综述 |
参考文献 |
(5)不同弹体结构步枪弹致防弹衣后钝性伤特点及其生物力学机制(论文提纲范文)
缩略语表 |
Abstract |
摘要 |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究内容及研究意义 |
1.3 研究方法 |
第二章 三种步枪弹致防弹衣后钝性伤特点实验研究 |
2.1 材料与方法 |
2.2 结果 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 三种步枪弹致猪胸部防弹衣后钝性伤生物力学机制研究 |
3.1 材料与方法 |
3.2 结果 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 防弹衣后钝性伤失能评估方法探讨 |
4.1 材料与方法 |
4.2 结果 |
4.3 讨论 |
全文结论 |
参考文献 |
文献综述 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(6)步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤特点及损伤机理研究(论文提纲范文)
英文缩写词表 |
Abstract |
摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 某型步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤的病理、生理和生化特点 |
前言 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
第二部分 某型高速步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤对实验动物认知功能的影响 |
前言 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
第三部分 某型步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤的生物力学机制研究 |
前言 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
全文结论 |
致谢 |
文献综述一 投射物穿透性损伤时的速度效应及非穿透性损伤的钝击效应 |
参考文献 |
文献综述二 脊髓损伤后的发病机理及治疗进展 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
(7)手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤特点及机理的实验研究(论文提纲范文)
英文缩写词一览表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤的生理、病理和生化改变的实验研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
第二部分 手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤的功能行为学障碍特征的实验研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
第三部分 手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤机理的实验研究 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
全文结论 |
致谢 |
文献综述 高速投射物击中防弹头盔致钝性颅脑损伤实验研究进展 |
参考文献 |
研究生期间主要发表论文 |
(8)步枪弹射击防弹衣后长白猪远达脑损伤的特点及机制研究(论文提纲范文)
英文缩写词表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 步枪弹射击防弹衣后长白猪致远达脑损伤特点 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
小结 |
参考文献 |
第二部分 防弹衣后远达脑损伤行为学改变 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
小结 |
参考文献 |
第三部分 防弹衣后远达脑损伤生物力学机制 |
材料与方法 |
结果 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
全文小结 |
致谢 |
文献综述 防弹衣后钝性损伤研究进展 |
参考文献 |
学习期间参加学术会议及发表的论文 |
(9)菠萝蛋白酶对高速破片伤清创作用的实验研究(论文提纲范文)
英文缩写一览表 |
Abstract |
摘要 |
前言 |
参考文献 |
第一部分 高速破片伤的药物清创疗效评估模型的建立 |
材料和方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
照片 |
第二部分 菠萝蛋白酶对高速破片伤清创作用的疗效评估 |
实验一 菠萝蛋白酶组织水解作用的体外实验 |
材料和方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
实验二 菠萝蛋白酶对高速破片伤清创作用的体内实验 |
材料和方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
照片 |
第三部分 菠萝蛋白酶对高速破片伤伤道微环境的改善作用 |
材料和方法 |
结果 |
讨论 |
参考文献 |
照片 |
全文结论 |
致谢 |
文献综述一 |
参考文献 |
文献综述二 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
英文论着 |
(10)人上、下颌骨火器伤动态模拟及有限元生物力学分析的初步研究(论文提纲范文)
英文缩写一览表 |
英文摘要 |
中文摘要 |
前言 |
第一部分 可视化数字人颌面部骨组织三维重建及有限元模型建立 |
材料和方法 |
结果 |
结论 |
讨论 |
小结 |
第二部分 可视化数字人下颌骨火器伤致伤过程有限元动态模拟及结果分析 |
材料和方法 |
结果 |
结论 |
讨论 |
小结 |
第三部分 可视化数字人下颌骨火器伤致伤过程中各部位应力分布的有限元模拟及结果分析 |
材料和方法 |
结果 |
结论 |
讨论 |
小结 |
第四部分 可视化数字人上颌骨火器伤致伤过程有限元动态模拟及结果分析 |
材料和方法 |
结果 |
结论 |
讨论 |
小结 |
第五部分 可视化数字人上颌骨火器伤致伤过程中各部位应力分布的有限元模拟及结果分析 |
材料和方法 |
结果 |
结论 |
讨论 |
小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
文献综述 |
参考文献 |
学习期间课题相关论文发表情况 |
四、高速投射物伤后肝脏早期损伤的观察(论文参考文献)
- [1]颌面部枪击伤和爆炸伤模型建立及早期救治的初步研究[J]. 王之发,孙烁辉,马军利,刘聪贺,丁璐,李浪,程洁,李潇,汪维健. 口腔医学, 2019(10)
- [2]颌面、颈部战伤时效救治研究[J]. 吴坡,谭颖徽. 实用口腔医学杂志, 2017(05)
- [3]猪下肢软组织枪弹伤致肺远达效应的实验研究[D]. 赵欣. 第四军医大学, 2013(01)
- [4]人脐带间充质干细胞治疗肢体火器伤的动物实验研究[D]. 金中. 福建医科大学, 2013(01)
- [5]不同弹体结构步枪弹致防弹衣后钝性伤特点及其生物力学机制[D]. 王凌青. 第三军医大学, 2013(05)
- [6]步枪弹致背部复合防弹衣后脊柱脊髓钝性损伤特点及损伤机理研究[D]. 张波. 第三军医大学, 2012(12)
- [7]手枪弹击中防弹头盔致颅脑损伤特点及机理的实验研究[D]. 黄艺峰. 第三军医大学, 2012(01)
- [8]步枪弹射击防弹衣后长白猪远达脑损伤的特点及机制研究[D]. 苏正林. 第三军医大学, 2012(01)
- [9]菠萝蛋白酶对高速破片伤清创作用的实验研究[D]. 胡维. 第三军医大学, 2011(12)
- [10]人上、下颌骨火器伤动态模拟及有限元生物力学分析的初步研究[D]. 唐震. 第三军医大学, 2011(12)