Глазная травма, связанная с взрывом - Blast-related ocular trauma

Глазная травма, связанная с взрывом включает специализированную группу проникающих и тупых повреждений глаза и его структуры, вызванных детонацией взрывчатых материалов. Частота травм глаза из-за силы взрыва резко возросла с внедрением новых технологий взрывчатых веществ в современные военные действия. Доступность этих летучих материалов в сочетании с тактикой современных терроризм, вызвало рост числа самодельных бомб, способных нанести серьезный физический ущерб.

Военная классификация самодельных взрывных устройств

В Министерство обороны США классифицирует СВУ как взрывные устройства, которые сконструированы исключительно (т. е. без массового производства) и приводят к прямым физическим повреждениям окружающих людей. Использование этих бомб повстанцами было причиной номер один смерти и ранений среди солдат Коалиции с момента начала операции «Свобода Ираку» в апреле 2003 года.[1] Детонация СВУ происходит дистанционно или в результате механического нарушения, вызванного жертвой.[2][3] Дальнейшая классификация СВУ подпадает под механизм доставки - на транспортном средстве, на лодке, на животных, террорист-смертник - и вытекающий из этого эффект при взрыве:

  • Взрывной: Бомбы такого типа содержат химические вещества и вещества, которые приводят к образованию сильного взрыва; может включать пиротехнику. Часто используют шрапнель для нанесения механических повреждений.
  • Зажигательный: использовать высокоэкзотермические химические процессы, чтобы вызвать быстрое распространение огня и пиротехнических повреждений
  • Химическая: Бомбы этого класса включают ядовитые химические материалы, которые могут вызывать патофизиологические реакции у людей, подвергшихся воздействию зоны взрыва во время и после взрыва.
  • Биологические: Очень похоже на химические бомбы, за исключением того, что в биологических бомбах используются трансмиссивные патогены или другие биологически опасные материалы для инициирования патофизиологической реакции у облученных людей.[4]

Физика взрыва

Разряд бомбы характеризуется почти мгновенной сублимацией твердых тел или быстрым испарением жидкостей в газовую фазу. Количество использованных взрывчатых материалов, концентрация и идентичность вторичных материалов, включенных в конструкцию бомбы, а также местоположение и высота установки бомбы - все это определяет величину взрыва. Образующийся газ вытесняет окружающую среду - обычно воздух - и вызывает резкое повышение давления, которое формирует характерную взрывную волну, которую часто называют ведущей ударной волной. Физически эта волна характеризуется как нелинейный прерывистый волновой фронт, который имеет бесконечную амплитуду и сопровождающую волну акустического давления, которая может создавать давление до 100 МПа за время всего за одну микросекунду. Это пиковое давление или точка избыточного давления взрывной волны создает положительное давление во время распространения взрывной волны и приводит к распределению положительного давления по радиусу взрыва. За этой фазой положительного давления сразу следует период отрицательного давления относительно условий до взрыва; эта фаза также может учитывать травмы, полученные во время взрыва.[5][6]

Воздействие взрыва на людей в радиусе взрыва

Распространенность мин в Операция иракская свобода и Операция "Несокрушимая свобода" сделал их наиболее частым механизмом повреждения за травматической «подписью» в современной войне, вызванной взрывом травматическое повреждение мозга (bTBI). В то время как бронежилеты снизили количество смертей из-за разрушения наполненных газом органов (наиболее частая причина смертей, связанных с взрывами, до Операция "Буря в пустыне" ) поставщики медицинских услуг теперь должны разработать методы лечения bTBI. Несмотря на то, что они часто бывают на передовой, самодельный характер этих мин затрудняет классификацию презентаций пациентов для военных поставщиков медицинских услуг. Большинство летальных bTBI обнаруживают сдвиг аксонов как механизм летального исхода, при этом наибольшее количество нервных волокон и сосудистых сдвигов происходит в лобных и височных долях.

Биофизики замешаны акустический импеданс, или отношение акустического давления к скорости частиц, как фактор, способствующий повреждению от взрыва in vivo. Волновые переходы между тканями со значительно различающимися акустическими импедансами, особенно между внешней средой и костью, вызывают очаговые механические повреждения в результате рассеивания энергии волны. Текущие исследования подтвердили важность гистологического компонента при взрывной травме; у пациентов, подвергшихся воздействию взрывных волн, часто наблюдается удлинение и / или расщепление клеток из-за напряжения сдвига ударной волны. Это клеточное повреждение часто следует направлению распространения волны.[1][5] Расстояние пациента от эпицентра, материалы, использованные в конструкции бомбы, и удержание бомбы - все это определяет степень травм, полученных пациентами, подвергшимися бомбардировке. Кроме того, размер и геометрия черепа, степень проникновения волны в ткани и возможный «линзовый эффект» из-за отражения волны при падении на вогнутый свод черепа и / или рассеяние в наполненных газом пазухах могут еще больше затруднить передачу волны.[1][2][3] Кроме того, исследователи считают, что слуховые и орбитальные каналы являются потенциальными путями распространения волн в центральную нервную систему.[5][7][8]

Глазная травма, связанная с взрывом

Травма глаза - четвертая по распространенности травма, полученная сегодня в ходе боевых действий. В группе из 387 случайно выбранных солдат, получивших ранения в результате взрыва в ходе операции «Свобода Ирака», 329 (89%) получили травмы глаза.[1][2][3] Неотложное лечение полученных травм относится к сфере неотложной помощи и эффективной сортировки пациентов, часто включающей протоколы для тупой и проникающей травмы. В результате врачи разработали краткий алгоритм лечения пациентов с повреждениями глаза, вызванными взрывом.[1]

Механизм травмы

Глазная травма может возникнуть в результате первичного взрывного воздействия. Силы откола возникают, когда взрывная волна перемещает плотную среду через менее плотную границу раздела, а силы инерции могут вызывать смещение оптических структур. Таким образом, первичная взрывная травма глаза включает непроникающие механические повреждения, такие как гифемы, разрыв глазных яблок, конъюнктивальное кровоизлияние, серозный ретинит и перелом орбиты.[4][9] Однако глазная травма чаще всего попадает в сферу вторичных взрывных повреждений, при которых обломки, вытесняемые взрывным давлением, и возникающая в результате взрывная волна вызывают физическую травму глаза и / или орбиты. Следовательно, вторичная взрывная травма глаза отличается проникающим или тупым повреждением любого структурного компонента глаза или орбиты; открытые травмы глазного яблока, разрывы придатков слезной системы, век и бровей составляют большинство травм в этой группе.[2][3]

Изгиб черепа

В течение последних двух десятилетий исследователи пересмотрели роль черепа в bTBI. Первоначально считалось, что череп оставался неподвижным при контакте с фронтом первичной волны, однако клинически значимый изгиб черепа был зарегистрирован in vivo на крысах, подвергшихся воздействию взрывных волн, и на модельных головах человека, подвергшихся воздействию условий взрыва. При контакте со взрывной волной череп становится эластичным за счет своей деформируемой основы - внешней среды, спинномозговой жидкости твердой мозговой оболочки и самого мозга. Во время взрыва мозг сталкивается с динамическим черепом и отскакивает в соответствии с локализованными скачками черепного давления. Эта травма может объяснить локализованные аксональные повреждения, которые характерны для bTBI. Чавко и др. (2010) исследовали положение черепа в зависимости от тяжести bTBI, обнаружив, что крысы, непосредственно обращенные к фронту взрывной волны, имели самые высокие периоды внутричерепной амплитуды и длительности давления (по сравнению с крысами, перпендикулярными фронту волны, и крысами, обращенными от взрывной волны)[8] Группа Алессандры Даль Сенгио Леонарди из Государственного университета Уэйна расширила гипотезу изгиба черепа на моделях крыс, дополнительно увязав возраст и массу тела с повышением внутричерепного давления у крыс с фронтальной черепно-мозговой травмой. Группа Чавко далее отметила роль Кевлар броня при повреждении нервной системы под давлением жидкости, обнаружив, что подкорковое кровоизлияние, наблюдаемое у пациентов с bTBI, было связано с местным давлением, а не с гидродинамикой сосудов.[8][10]

Обследование и лечение в военных условиях

Большинство повреждений глаз, связанных с взрывом, происходит у солдат, у которых есть другие опасные для жизни травмы, требующие немедленного вмешательства. Текущий Больница боевой поддержки (CSH) протокол требует хирургической стабилизации любых опасных для жизни травм, а также гемодинамической стабильности до первичной оценки зрения и хирургического вмешательства. Таким образом, обращение за неотложной офтальмологической помощью часто происходит через несколько часов после травмы. Первоначальный осмотр военным офтальмолог начинается с общего осмотра каждого глаза и орбиты. 73-82% всех повреждений глаз в результате минных взрывов вызваны осколками шрапнель при детонации, поэтому грубый анатомический осмотр при свете фонарика не может исключить открытого повреждения глазного яблока.[2] Харлан Дж. Б., Пиерамики ди-джей. Обследование пациентов с травмой глаза. Ophthalmol Clin North Am. 2002; 15 (2): 153-61./ref> Компьютерная томография (КТ) может обнаружить инородное тело и помочь клиницисту определить наличие травмы открытого глазного яблока.

Закрытые травмы глазного яблока

Текущий военный стандарт использует Бирмингемскую терминологическую систему по травмам глаз (BETTS) и группу классификации глазных травм для определения и лечения повреждений от взрывов. Травма далее делится на две отдельные группы: закрытая травма глазного яблока и открытая травма глазного яблока.[3] Лечение травмы закрытого глазного яблока начинается с разделения глаза на зоны, каждая из которых имеет уникальную анатомическую структуру и характер повреждения:

  • Зона I: то конъюнктива и поверхность роговицы; Наиболее частыми повреждениями, наблюдаемыми в этой зоне, являются задержка инородных частиц конъюнктивой или эпителием / стромой роговицы, а также ссадины роговицы. Тест Зейделя можно использовать для оценки состояния передней камеры, тем самым определяя наличие перфорации роговицы и патологической утечки из передней камеры.
  • Зона II: регион, обозначенный передняя камера, линза, и pars plicata; наиболее частыми травмами, полученными в этом регионе, являются гифемы и травматические катаракта. Применение Тест Зайделя в зоне I исключит просачивание передней камеры через перфорацию роговицы, в то время как введение местных средств может уменьшить обнаруженное увеличение внутриглазное давление.[2] В зависимости от тяжести других телесных повреждений военный офтальмолог может провести промывание передней камеры для устранения гифем. Однако реконструкция передней камеры и операция по удалению катаракты часто предназначены для лечения в специализированных клинических центрах.
  • Зона III: эта зона содержит стекловидное тело полость сетчатка, и Зрительный нерв; К травмам, обычно наблюдаемым в этой области, относятся кровоизлияние в стекловидное тело, травматические макулярные отверстия, отслоение сетчатки и повреждение зрительного нерва. Травма Зрительный нерв требует нейроофтальмологического обследования и может потребоваться нейрохирургическое вмешательство в условиях военного госпиталя в зависимости от тяжести травмы.

Травмы Open Globe

Наличие повреждений открытого глазного яблока можно определить при клиническом осмотре и КТ. Однако полное исследование земного шара с удалением на 360 градусов конъюнктива (периотомия), разделение прямых мышц и последующее обследование склеры остается наиболее эффективным способом определения того, был ли поврежден земной шар. В течение исследовательская хирургия инородные частицы могут быть удалены с помощью микрохирургических инструментов путем осмотра под микроскопом в операционной. Разрывы глазного яблока обычно восстанавливают как можно дальше назад, чтобы предотвратить дальнейшее снижение остроты зрения. Разрывы позади обнаженного участка не ушивают; попытки заделать эти повреждения часто приводят к экструзии внутриглазных компонентов. Заживление этих травм происходит естественным путем за счет рубцевания жировой ткани спинной орбиты на склера.[2][3] Если клинически значимое увеличение внутриглазное давление при синдроме орбитального компартмента офтальмолог может выполнить экстренную кантотомию на латеральном уголке глаза. Травмы канальцев, а также разрывы век также обычно лечат в условиях военного госпиталя.[2][3] Ушивание разрыва после удаления инородных тел зависит от местоположения глобальной трещины: нейлон 10-0 с цианоакрилатным клеем обычно используется на роговице, а обработанный перикард человека может быть использован, если он доступен хирургическим путем. Для закрытия глобуса лимба и склеры требуется нейлон 9-0 и 8-0 соответственно.[2]

Если повреждение земного шара непоправимо, офтальмолог может провести первичный энуклеация, потрошение (офтальмология), или переоборудование в боевой госпиталь. 14% травм земного шара, полученных во время операции «Свобода Ирака», потребовалось энуклеации. Этим процедурам обычно следует имплантация окулопластической силиконовой сферы или аналогичного устройства.[2][3]

Послеоперационный уход

Послеоперационный уход за пациентами с травмой глаза, вызванной взрывом, осуществляется в учреждениях третичного уровня. Пациентам с закрытыми повреждениями глазного яблока требуется наблюдение и последующее обследование с окулист, включая микроскоп с щелевой лампой и осмотр расширенного глазного дна. Те, кто проходил лечение по поводу операции по удалению открытого глазного яблока, часто сталкиваются с задержкой послеоперационного лечения, которая составляет 10–14 дней после травмы. Этот период связан с лечением других опасных для жизни травм, а также с необходимостью точной оценки остроты зрения за пределами воспаления из-за травмы и хирургического вмешательства.[1][2][9]

У пациентов с ожогами лица воздействие кератопатия или хронический эпифора, офтальмолог может предложить операцию по реконструкции век. В зависимости от тяжести перенесенной физической травмы хирургическая коррекция экстраокулярных мышц может облегчить косоглазие. Перестройка экстраокулярных мышц также показана при хроническом диплопия это происходит в пределах 20 градусов поля зрения. Всем пациентам, получившим черепно-мозговую травму при отсутствии травмы глаза, по-прежнему рекомендуется пройти обследование у оптометриста. За пределами лечебного учреждения эти пациенты должны контролировать любые признаки поздних глазных патологий, вторичных по отношению к bTBI, включая снижение способности зрения / чтения и скорости, светобоязнь, помутнение зрения, снижение способности к аккомодации и головные боли.[2][9]

Визуальные результаты

Визуальные исходы для пациентов с травмой глаза в результате взрывной травмы различаются, и прогнозы зависят от типа полученной травмы. Большинство плохих визуальных исходов возникает из-за перфорационных повреждений: только 21% пациентов с перфорационными повреждениями и дооперационным восприятием света имели окончательную наиболее скорректированную Острота зрения (BCVA) лучше 20/200. В совокупности пациенты, которые испытали кровоизлияние в сосудистую оболочку, перфорированные или проникающие глобусы, отслоение сетчатки, травматическую оптическую невропатию и субретинальное макулярное кровоизлияние, имели самые высокие показатели заболеваемости BCVA - ниже 20/200. Отчеты операции «Свобода Ирака» (OIF) показывают, что 42% солдат с травмами земного шара любого типа имели BCVA больше или равное 20/40 через шесть месяцев после травмы, а у солдат с внутриглазными инородными телами (IOFB) оставалось 20/40 или улучшение зрения в 52% изученных случаев.[1][2][3]

Перфорация земного шара, окулопластическое вмешательство и нейроофтальмологические травмы в значительной степени способствуют ухудшению зрения. 21% специализированных центров, лечивших пациентов, подвергшихся взрывной травме, сообщили о травматической оптической нейропатии (TON) у своих пациентов, хотя отрыв зрительного нерва и TON были зарегистрированы только в 3% боевых травм.[2] В случае, если жертва проникающей травмы глазного яблока не может воспринимать свет в течение двух недель после хирургического вмешательства, офтальмолог может выбрать удаление ядра в качестве профилактической меры против симпатическая офтальмия. Однако эта процедура выполняется крайне редко, и текущие сообщения указывают на то, что только один солдат в OIF прошел энуклеацию в учреждении третичной медицинской помощи для предотвращения симпатической офтальмии.[2][3]

Профилактика

Глазная броня

Профилактика травм глаза наиболее эффективна, когда солдаты носят поликарбонат глазная броня правильно на поле боя. Для операций «Свобода Ирака» и «Несокрушимая свобода» военные США предоставили комбатантам и связанному с ними персоналу очки для защиты от баллистических лазеров (BLPS), специальные защитные цилиндрические очки (SPECS) и солнцезащитные / ветровые / пылевые очки (SWDG). Эти формы защиты глаз доступны в виде линз, отпускаемых без рецепта, и линз, отпускаемых по рецепту врача, и их использование стало обязательным в любое время, когда солдаты находятся в зонах потенциального конфликта. Несмотря на доказанный рекорд защиты от вторичной взрывной травмы, подчиненность солдат остается низкой: 85% солдат с травмой глаза в первый год OEF не носили защитные линзы во время взрыва. В то время как 41% солдат не могли вспомнить, были ли они в средствах защиты глаз во время взрыва, 17% раненых были в средствах защиты глаз, а 26% раненых - нет. Среди этой группы наихудшие визуальные прогнозы были зарегистрированы у лиц, не носивших защитные очки.[2][11] Отсутствие соответствия объясняется жалобами на комфорт, стильность и «запотевание» линз в полевых условиях. BLPS и SPECS предлагают ту же линию защиты от вторичных травм, что и очки SWD, и эти линзы могут преодолеть жалобы многих солдат на их очки военного назначения.[8]

Глазная броня и травма от первичной взрывной волны

Несмотря на успех защитных очков и линз от баллистических и вторичных травм, формы брони для глаз BLPS, SPECS и SWDG не защищают от повреждений от первичных взрывов. Пространство между линзами и глазами способствует дифракции звуковых волн, и текущие попытки искоренить глазные травмы, вызванные первичной взрывной волной, оказались безуспешными из-за этой воздушной границы линзы и глаза.[2]

Дизайн шлема и травматическое повреждение головного мозга, связанное с взрывом

Кроме того, современные исследователи соотносят дизайн шлема с усилением волн, которые могут вызвать bTBI. Moss et al. (2009) использовали модели человеческих голов, оснащенные шлемами, одобренными для использования в OEF и OIF, и подвергали их взрывным волнам 194G в течение 2,1 миллисекунды. Эти каски, Модульный интегрированный коммуникационный шлем (MICH) оснащены сеткой, которая обеспечивает комфорт между головой владельца и кевларовой оболочкой шлема. Группа Мосса сообщила, что несмотря на эффективность против баллистических травм, изгиб черепа усиливается воздушной границей между шлемом и черепом. Это пространство может усиливать эффекты bTBI, и группа предположила, что соединение из пеноматериала между шлемом и головой пользователя может уменьшить воздействие волны пикового давления во время взрыва.[11]

Устройство BrainPort Vision

Огромное количество исследований, связанных с травмами глаз, связанными с войной, было проведено Академическим отделом военной хирургии и травм (ADMST). Совместно с Wicab Industries ADMST разработало устройство BrainPort Vision Device, сенсорную замену солдатам, ослепшим на службе. Устройство использует язык вместе с камерой, установленной на паре солнцезащитных очков, чтобы предоставить пользователю электротактильное изображение окружающей среды. После калибровки и практики пользователь может интерпретировать объекты, формы и узоры в их непосредственном окружении.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Рамасами А., Харриссон С. Е., Класпер Дж. К., Стюарт М. П., Травмы в результате придорожных самодельных взрывных устройств. J Trauma 2008; 65 (4): 910-4.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Weichel ED, Coyler MH. Бороться с травмами глаза и системными травмами. Curr Opin Ophthalmol 2008; 19 (6): 519-25.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j Wolf SJ, Bebarta MV, Bonnet CJ. Взрывные травмы. Ланцет 2009; 374 (9687): 405-15.
  4. ^ а б Министерство обороны США. Совместная публикация 1-02, Словарь военных и связанных терминов Министерства обороны. 2008 г., с изменениями 2011 г. 171.
  5. ^ а б c Леонарди АЦП, Бир Калифорния, Ритцель Д.В., Вандеворд П.Дж. Внутричерепное давление увеличивается при воздействии ударной волны. J Neurotrauma. 2011. 2011. 28 (1): 85-94.
  6. ^ Накагава А., Мэнли Г. Т., Гин А. Д.. Механизмы первичной черепно-мозговой травмы, вызванной взрывом: выводы из исследований ударных волн. J Neurotrauma. 2010. Принята к печати; доступно в Интернете по адресу http://www.liebertonline.com/doi/pdfplus/10.1089/neu.2010.1442
  7. ^ Накагава А., Мэнли Г. Т., Гин А. Д.. Механизмы первичной черепно-мозговой травмы, вызванной взрывом: выводы из исследований ударных волн. J Neurotrauma. 2010. Принята к печати; доступно в Интернете по адресу http://www.liebertonline.com/doi/pdfplus/10.1089/neu.2010.1442.
  8. ^ а б c d Чавко М., Ватанабе Т., Адиб С., Ланкаски Дж., Алерс С.Т., Маккаррон Р.М. Взаимосвязь между ориентацией на взрыв и распространением волны давления внутри мозга крысы. Журнал методов неврологии. 2010. 30 (1): 61-66.
  9. ^ а б c Харлан Дж. Б., Пиерамики ди-джей. Обследование пациентов с травмой глаза. Ophthalmol Clin North Am. 2002; 15 (2): 153-61.
  10. ^ Лонг Дж. Б., Бентли Т.Л., Весснер К.А., Сероне С., Суини С., Бауман Р.А. Избыточное давление взрыва у крыс: воссоздание травмы на поле боя в лаборатории. J Neurotrauma. 2009. 26: 827-40.
  11. ^ а б Томас Р., Макманус Дж. Дж., Джонсон А., Майер П., Уэйд С., Холкомб Дж. Б.. Снижение травм глаз от использования защиты глаз в текущих боевых действиях. J Trauma. 2009. 66 (4): S99-S103.