Aetiology and mechanism of spinal compression fractures

Abstract

We identify 5 etiological factors of vertebral compression fractures, which individually are probabilistic and together lead to a fracture: impact force action on the vertebral body, suddenness of force action, position of the spine bending at the moment of force action, orientation of force action along the spinal axis, and exceeding the individual strength limit of the vertebra.

Full Text

В целях своевременной диагностики, правильного определения тактики лечения, а также для решения судебно-медицинских задач важно знать причины и механизм возникновения компрессионных переломов позвоночника.

Мы выделяем 5 этиологических факторов возникновения компрессионных переломов позвоночника, которые в отдельности являются вероятностными, а в совокупности приводят к перелому: ударное силовое воздействие на тело позвонка, внезапность силового воздействия, положение сгибания позвоночника в момент силового воздействия, направленность силового воздействия вдоль оси позвоночника, превышение индивидуального предела прочности позвонка.

По результатам наших исследований, основанных на изучении причин травмы у 320 больных, 87,3% пострадавших получили компрессионный перелом позвоночника в результате падения с различной высоты. По данным А. П. Громова [5], время соударения при падении на площадки различной твердости колеблется от 0,1 до 0,003 с. Таким образом, силовое воздействие у пострадавших этой категории носило ударный характер.

Другая часть наблюдавшихся больных (5,6%) получила компрессионный перелом позвоночника в результате падения различных тяжелых предметов на область надплечий, вследствие наезда транспорта и г. п. В таких случаях имела место также ударная нагрузка.

У 3 больных компрессионный перелом возник не в результате внешнего воздействия, а в связи с резким сокращением мышц спины и брюшной стенки (один пациент пытался резко поднять с пола тяжелый груз; двое других неожиданно оступились на лестнице и, падая, резко протянули руки к перилам). Пострадавшие — мужчины в возрасте 30—40 лет с хорошо развитой мускулатурой, без признаков остеопороза позвоночника или каких-либо других состояний, наводящих на мысль о патологическом переломе. Эти три случая не являются казуистическими. В. Л. Герцман [3, 4] описал более 30 больных, у которых компрессионный перелом позвоночника возник в результате судорожного сокращения мышц при столбняке, эклампсии и электротравме.

Наши исследования по биомеханике позвоночника показали, что одновременное сокращение мышц спины и живота может развить силу до 600 кг за доли секунды. Аналогичные данные приводят и другие авторы [2, 8, 11]. Однако далеко не всякая ударная нагрузка ведет к компрессионному перелому. Можно привести множество примеров, когда прыжок с высоты 2—4 м не вызывал никаких травматических последствий. Спортсмены-тяжелоатлеты резко поднимают тяжести (например, штангу в рывке), не получая при этом повреждений. Летчики в момент катапультирования испытывают ударные перегрузки, которые для них проходят бесследно. Таким образом, ударные нагрузки не являются единственным этиологическим фактором возникновения компрессионных переломов позвоночника.

Другим этиологическим фактором выступает внезапность ударной нагрузки. Анализ обстоятельств травмы у наблюдавшихся больных показал, что у всех пострадавших имел место фактор внезапности. У большей части он проявлялся в виде неожиданности приведших к травме обстоятельств (поскользнулся и упал, сел мимо стула, упал с крыши, был сбит автомашиной и т. п.); 9,6% больных прыгали с различной высоты в состоянии аффекта (суицидальные попытки); 22,8% лиц получили перелом в состоянии сильного алкогольного опьянения. Столь же неожиданным оказалось соударение в ночное время суток, когда пострадавшие не сориентировались в длительности своего падения и силе ударной перегрузки в момент приземления. Однако далеко не всегда неожиданное падение приводит к компрессионному перелому позвоночника. Случаи внезапного падения нередки, например в таких видах спорта, как гимнастика, борьба, конный спорт и т. д., причем большинство спортсменов обходятся без травм. Большое значение имеет, видимо, способ приземления, способность в достаточной мере подключить противоударные защитные механизмы.

Следующий этиологический фактор компрессионного перелома — сгибание. По мере сгибания нагрузка на тела позвонков грудопоясничного перехода неуклонно растет и достигает своего максимума (180—220 кг) при углах, близких к 60°. Аналогичные результаты получили Я. Л. Цивьян и В. Е. Райхинштейн [9] при прямом измерении внутридискового давления у пациентов при различных функциональных положениях тела. Если сгибание сочетается со внезапной ударной нагрузкой, то давление на позвонки возрастает в геометрической прогрессии по мере приближения к углу в 60°. По мнению И. Д. Кудрина и др. [7], сгибание позвоночника в момент приземления является защитным рефлекторным актом. Но этот фактор, облегчающий демпфирование ударных перегрузок, в определенных условиях (при углах, близких к 60°) теряет свое защитное действие.

Продольное (вдоль оси позвоночника) направление действия ударных нагрузок как этиологический фактор не требует обсуждения, так как единодушно принимается всеми авторами.

Компрессионный перелом возникает, как указывалось выше, и в результате превышения предела прочности позвонка. Согласно нашим исследованиям, предельно переносимая нагрузка грудопоясничных позвонков составляет в среднем 530 кг. Аналогичные цифры приводятся и другими авторами [1, 6, 10].

Таким образом, имеется 5 основных причин, которые в комплексе являются необходимыми и достаточными факторами, ведущими к компрессионному перелому.