现代火器伤致伤机理及创伤弹道的特点

1、现代火器伤致伤机理及创伤弹道的特点叼火尝1仫女强伤蛸?讲座？现代火器伤致伤机理及创伤弹道的特.现代火器伤的致伤机理现代火器伤致伤机理是投射物与机体二 者相互作用的物理，病理和解剖的复杂变化 过程.迄今为止.尚没有确切完善的理论解 释但由于创伤弹道学研究的深入，现代科学 技术的进步，观测手段的改进,目前对投射物 致伤过程与作用方式的认识在莲步加深并 日臻完善，.现将下列几种理论介绍如下；（一）直接损伤作刚投射物穿入组织时有两种作用力其一 是前冲力.沿弹轴前进，直接破坏组织.造成 贯通伤或盲管佑.并形成水久伤道;其二是侧 冲力.它与伤遭呈垂直.向伤道四周扩散.井 开j成瞬时空腔.可造成四周软组织和骨组织 不同程度的损伤（主要是长骨的横断或小斜 面的间接性骨折）.（二）水粒子运动学说早在1848年法国学者Hugier认为.弹头对机津组织的”爆炸”效应是由于水粒子扩 散作用即投射物将动能传递给周围组织的 披体微粒.使其加速.象继发性的投射物一样 迅速离开佰道.向四周扩散产生”爆炸”效应.使伤道周围组织呈广泛性损伤.继之在1874年Kocher用弹头射击装有 麻布的密闭的铁盒时发现.装干麻布的铁

2、盒 默有简单的穿孔.而装湿麻布的铳盒发生了 炸裂.此后相继有不少学者进行了类似的实 RoQ2r.2年口 2验证明.组织内的”爆炸”效应与水粒子运动 有关.因此，提出了水粒子加速理论笔者以 7.62ram和5.56mm枪弹射击离体的狗头 颅;如果将脑组织从枕骨大孔取除后,射击颅 壳.仅显简单的入，出口 i对含有脑组织头颅 射击时.刚整个头颅崩碎这种爆炸效应，说明 脑组织具有较大的粘滞性（三）脉动性瞬时空腔作用1898年WoodruH将海洋工程学的概念 应用于刨伤弹道学，并提出用空腔形成的理 论僻释投射物穿过组织产生的”爆炸效应这物理现象.1935年Callenson用猪,羊及蘸 拟介质（陶土，锾盒）进行了一系列的试验.提 出了空腔形成的预见，但未得到证实.直至 l941年Black等首次用高速摄影的方法证 实了瞬时空腔的存在.并认为”爆炸”现象是 因为在介质内产生一个瞬时空腔所致.其后 各国学者对瞬时空腔进行了大量的研究.对 于形成过程.一般认为,高速飞行的投射物穿 入组织时具有很大的能量.以压力波形式压 缩伤道周屡组织.使其迅速移位.从而形成比 原发伤道或投射物直径大几倍，甚至几十倍

3、的空腔.它的聪胀作用.是由于环境压力与组 织内部压力间的压差造成的就活体组织和 模拟介质（肥皂，明胶）而言.因为周屡介质的 强度阻止丁空腔继续膨胀.继之在组织弹性 作用下.空腔收缩.如此的嘭胀与收缩在数十 毫秒钟内有78次.故也将其称为脉动性空战刨伤参考资料1997年第26卷第1剐 腔.空腔的急剧膨胀与收缩使伤道周围组织 受到牵拉，撕裂与震荡.造成广泛不均匀的损 伤.瞬时空腔的致伤效应，取决于投射物传 递给组织的能量及组织本身的生物，物理力 学特性.一般地说，投射物速度越快,穿透的 介质越厚（伤道长）,它在组织内越不稳定（翻 滚,变形,破碎）传递给组织的能量越多，空腔 越大，持续的时间越长.脉动的次数也越多. 肝，脾，肾脏及骨骼不如肌肉富有弹性.肺脏 量也具有一定的弹性，但它是含气组织，密度 较小弹头在这些组织内产生的瞬时空腔及 其波及的范围均不如肌肉明显 由此可见,瞬时空腔的形成及其大小是 有一定的条件的.瞬时空腔的特征可以反映 伤道损伤程度与范围但空腔影像的影响固 素较多，瞬时空腔本身主要是对组织的牵拉. 震荡作用一在弹性较大的肌肉中表现最明显 不能不加以区别的将其推论到全身各个部

4、 位.更不可将空腔理论简单地解释为投射物 的全部致伤原理.（四）压力波的致伤作用投射物以很高的速度穿入机体时.一部 份能量以压力被的形式传递给组织和器官. 它在组织内.1500m/s左右的速度传播.当 压力傲通过不同声阻抗（波速与介质密度的 乘积）介质的界面时.会产生反射和折射.波 的反射与叠加即可引起各种不同的损伤.1. 压力波对含气组织啼脏）的作用;由 于组织内气体压力变化遵循气体状态方程 （PIVIP2V2）,故压力波作用时，肺泡先被 压缩.其内部气压急剧增高.使肺泡内的气I奉 迅速膨胀.导致肺泡破裂.气体渗于肺畦表层 将肺膜顶起，形成肺大泡，并可使肺做小血管 破裂.引起肺出血.严重者可发生肺破裂.但 由于含气组织密度较J,.瞬时空腔的嘭成及 其损伤作坩也较小.2. 压力波对含液组织（胃，肠,膀胱）的致伤作用;由于液体压缩性小.与气体相比压 力波传播速度，衰减慢.使组织内压力急剧 上升，同时压力波碰击组织界面时造成反射, 叠加.进一步增加了压力渡的强度.导致组织 更严重和广泛的损伤.实验发现.高速投射物 射击狗腹腔上部或下部，可见整个肠道广泛 性出血与破裂的间接伤3. 压力波对实

5、质脏器（肝，脾，肾）的致伤作用;由于实质脏器密度高.脆性较大.当 压力渡的强度超过组织的拭拉强度时+组织 纤维带被拉断.从而产生不同程度的破裂4. 压力波对骨骼的致伤作用;骨骼主要 是由骨细脆和骨问质组成.间质中台有丰富 的胶原纤维和羟磷灰石组成的复台材料.肄 有良好的力学性能.它既能避免硬材料的脆 性破坏，叉能避免软材料的过早屈服.压力波 作用骨骆时.骨骆质点被加速.发生弹性变 形.如果压力波较强.使骨骼变形应力超过其 断裂极限.则可导致骨折，（五）决定伤情的主要因素 影响伤情的主要因素有二:武器和人体 解剖结构.1.武器因素指投射物（弹头，破片）的速度，质量（重 量），形态结扮和稳定性等诸因素的影响.（1）速度投射物之所以有致伤力.是困 其具有动能.而动能是速度赋予的.一般地， 说，速度越快，动能越大.损伤越重.在战场 上,碰击，本的速度低于50m/s的投射物. 不会穿遥皮肤.大于200m/s可形成各种类 型的损伤用0.7g钢球不同速度致伤狗双 后肢.低速（555m/s）和高速（1448m/s）的坏 死组织清除量相差几倍.伤腔容积差几倍 （丧】）.充分显示速度在致伤中的作用.60年

6、 代越南战场上美国陵Hj高建小口径5.56mm 怆弹看.Demeatch曾夸张地将高速干1低速 所致的损伤上匕作50琢度烧伤和一枰开水 所致的烫份:但近些年来美国Fachler等人 提出低速弹（4m/s ）也可形成瞬时空腔的. 观点.说明速度并不很重要但他忽略了瞬时 空腔的特征（大小，形状，脉动的次数和持续 的时间长短）与速度有密切关系，而这些特征 显现的程度又与组织损伤的性质和范围紧密 相连.在相同条件下，5.56mmMI93弹头比 7.62mm弹头所致软组织伤口面积大几十 倍这主要是前者的速度快，质量轻,在组织 内的阻力大.易翻滚变形和破碎.因此，速度 是致伤的重要因素,不是唯一因素.速度的作 用是受与其相匹配的质量，形状，结构等因素 所制约，任何脱离相关因素和介质条件，而孤 立地谈速度，不可避免地要产生某种程度的 片面性.表L0.7g钢球不同速度致伤狗后肢效应 碰击速度胡:死组织清除量(gl伤道客积(cm)(2) 质量投射物的动能与投射物质量 成正比，与速度平方成正比，因此，投射物的 质量也是影响伤情的重要因素之一.当速度 相同时，质量大几倍，动能即大几倍质量越 大，在介质中克服

7、阻力，保存速度的能力越 强，贯穿组织也越深,造成的损伤就更为严 重.当小质量破片穿入组织时.速度越高，减 速越快.能量释放也越快.如碰击速度为1.450m/s的小质量钢球，穿入组织初期的速 度衰减为4O.当这种小弹片在组织骤然减 速时，即有大量的能量释放在伤道入口较短 的距离上.因而造成浅而宽的伤道.应该指出,能量固然是决定损伤程度的重要因素.但碰击能量大，并不意味着向组织 传递能量就多.而能量传递（即组织吸收的能 量）的多少和能量传递率（碰击能量/组织吸 收能量）对损伤更具有重要意义.咼速小弹片 不仅可以传递更多的能量.而且能量传递功 战剖伤参考资料1997年第26卷第l期 率也更大（即单位时问内传递的能量）.在用 I.03g钢球致伤猪的后肢实验中，伤道长度 相近.速度由407m/s增大到I512m/s,速度 仅增加到原来的3.7倍，传递能量增大到 9.2倍，而能量传递功率却增大到37.6倍. 高速小弹片之所以致伤严重，就在于此.（3）稳定性致伤弹在飞行中的稳定性和它在穿1人介质时的性态，是影响组织损伤 程度的又一个重要因素.弹头在飞行中稳定 是靠枪膛内来福线的作用，使弹头高速旋转

8、曹进,称自旋，其自旋率200000转/分，依靠 自旋保持与调整弹头稳定朝前的位置飞行. 但自旋很难保持弹头在密度大于空气8OO倍 帕人体组织，水和肥皂等介质中的稳定性当 鼻头击中稠密组织后，其章动角（弹轴与速度 方向线的夹角）就会迅速增大，其增大值与初 l蚰章动角（弹头初始碰击目标的章动角）之值 威正比.当初始章动角分别为t/4和1度时.弹 要射入I20mm水中的章动茸约为2.5和10 度.弹头章动角的这种变化，将导致弹头减速 塵增加.如章动角为16度时，减速度增加 盘5倍.章动角增大到64度时，减速度可增 触25倍.用7.62mm弹头,以碰击速度为725m/s 射击狗双后肢，伤道出，入口面积之比为I.4I，坏死组织清除量为48.5g，如在狗后肢 前面放置186mm厚的肥皂块.以同样弹头 稠相近的速度致伤.当弹头穿过肥皂后，碰击 狗后肢的速度只有57Om/s，但狗后肢出，入 卩密面积之比和坏死组织清除量分别增大LO 倍和3倍.这种扩大了的效应，显然是因弹头 射经肥皂减速后,增大了章动角.从而使弹头 不稳，以更大章动角射入狗后肢，造成严重的 倒伤.由此可见?.初始章动角越大.减速度越太.

9、减速度越增加.章动角也随之增大，甚至 太于9O度或180度.弹头发生翻滚,弹头翻 灌容易变形和破碎.实验证明.弹头翻滚与不战剑伤参考资料1997年第26卷第l期 翻滚，破碎与完整，能量传递，出入口的比例， 伤腔容积都有明显差别（表2）.因此.5.56mmM193弹头之所以比7.62mn弹头 损伤严重.主要在于该弹头容易翻滚，变形与 破碎许多实验报遭.5.56mmM193弹头破 碎率多达50%7o;.表2弹头在组织内的性态对损伤的影响（4）投射物的种类：枪弹:主要分为两种.一是尖形弹，弹道 系数（BallisticCoefficient）较大（即克服空气 中阻力的能力），飞行中阻力较小,减速慢，射 程远.穿透力强,在稳定飞行弹头中传给周围 组织的能量较少，这种枪弹用得最广（步枪， 呻锋枪）;二是钝形<圆形）弹，多为手枪弹.其 弹道系数较小，飞行中阻办大.减速快.穿透 力差.但传给同围组织的能量多因此，近距 离内致伤力较大.弹片t炮弹，炸弹，手榴弹，地雷，破片的 形状不一.太小各异.其断面比重（投影面积/ 授射物重量）较枪弹大.飞行中阻力大，减速 快因此.与重量相同的枪弹比.尽管其初速 大,有效杀伤距离远不如枪弹.破片的形状不同.穿入肌肉形成的伤道 吾有差别.三角和方形破片，入口大.皮肤呈 不规则破裂.形成浅而宽的倒喇叭伤道.盲管 伤可达80以上;球形破片入口一般为边缘 整齐的圆孔.其直径咯大于球径.如速度在 1O00m/s以上时.入口也较大（为出口的十几 倍）由于钢球表面光滑.在体内遇到不同密 度的组织.容易改变弹道方向，形成迂回曲折 的复杂伤道.造成多个脏器损伤:圆柱形破片 俦遭介于球形和三角形之间.上述四种形状 破片.穿入殉腿的能量传递和速度的关系:球 形和圆柱形破片呈平方关系.三角形和四方 形刚近立方.因此.形状对损伤的影响是不容 忽视的.2. 组织结构与部位（1）组织解剖特点:弹鼍或破片的致伤效 应，随人体组织密度的增加而增大.骨髂密度 最大.损伤最重.皮肤的密度捉次于骨髂.人 体皮肤具有丰富的弹性和韧性，故

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