Травма глаза, связанная с взрывом

Взрывная травма глаза представляет собой специализированную подгруппу взрывных повреждений , вызывающих проникающие и тупые повреждения глаза и его структур. Частота травм глаз в результате взрывной волны резко возросла с внедрением в современную войну новых технологий производства взрывчатых веществ. Доступность этих летучих материалов в сочетании с тактикой современного терроризма привела к увеличению количества самодельных бомб, способных причинить чрезвычайный физический вред.

Военная классификация самодельных взрывных устройств

Министерство обороны США классифицирует СВУ как взрывные машины, которые сконструированы исключительно (т.е. без массового производства) и причиняют прямой физический вред окружающим людям. Использование этих бомб повстанцами стало основной причиной гибели и ранений среди солдат Коалиции с начала операции «Свобода Ирака» в апреле 2003 года. Детонация СВУ происходит дистанционно или в результате механического воздействия, вызванного действиями жертвы. Дальнейшая классификация СВУ подпадает под механизм доставки – автомобильный, лодочный, животный, террорист-смертник – и возникающий в результате эффект при детонации:

• Взрывоопасность : бомбы такого типа содержат химические вещества и вещества, которые приводят к образованию большого взрыва; может включать пиротехнику. Часто использует шрапнель для нанесения механических повреждений.
• Зажигательные: используйте сильно экзотермические химические процессы, чтобы инициировать быстрое распространение огня и пиротехнический ущерб.
• Химические: Бомбы этого класса содержат вредные химические материалы, которые могут вызвать патофизиологическую реакцию у людей, подвергшихся воздействию зоны взрыва во время и после взрыва.
• Биологические: во многом аналогичны химическим, за исключением того, что в биологических бомбах используются трансмиссивные патогены или другие биологически опасные материалы, чтобы инициировать патофизиологическую реакцию у подвергшихся воздействию людей.

Физика взрыва

Разряд бомбы характеризуется почти мгновенной сублимацией твердых веществ или быстрым испарением жидкостей в газовую фазу. Количество использованных взрывчатых материалов, концентрация и идентичность вторичных материалов, включенных в конструкцию бомбы, а также место и высота размещения бомбы - все это определяет мощность взрыва. Образующийся газ вытесняет окружающую среду – обычно воздух – и вызывает резкое увеличение давления, которое формирует характерную взрывную волну, часто называемую ведущей ударной волной. Физически эта волна характеризуется как нелинейный, прерывистый волновой фронт с бесконечной амплитудой и сопутствующая волна акустического давления, которая может создавать давление до 100 МПа за время всего в одну микросекунду. Это пиковое давление, или точка избыточного давления взрыва, создает положительное давление во время распространения взрывной волны и приводит к рассеиванию положительного давления по радиусу взрыва. За этой фазой положительного давления сразу же следует период отрицательного давления по сравнению с условиями перед взрывом; на этом этапе можно также учитывать травмы, полученные во время взрыва.

Воздействие взрыва на людей, находящихся в радиусе взрыва

Распространенность мин в операциях «Свобода Ирака» и «Несокрушимая свобода» сделала их наиболее частым механизмом травм, стоящим за травматической «сигнатурой» в современной войне, черепно-мозговой травмой, вызванной взрывом (ЧМТ). Несмотря на то, что бронежилеты снизили количество смертей из-за коллапса газонаполненных органов (самая частая причина смертей от взрывов до операции «Буря в пустыне »), медицинские работники теперь должны разработать методы лечения ЧМТ. Несмотря на то, что эти мины часто встречаются на фронте, отечественное производство этих мин затрудняет классификацию показаний пациентов для военных медицинских работников. В большинстве летальных случаев ЧЧМТ механизмом летального исхода является сдвиг аксонов, при этом наибольшее повреждение нервных волокон и сосудов происходит в лобных и височных долях.

Биофизики считают акустический импеданс , или отношение акустического давления к скорости частиц, фактором, способствующим повреждению от взрыва in vivo. Волновые переходы между тканями со значительно разными акустическими импедансами, особенно между внешней средой и костью, вызывают очаговые механические повреждения в результате диссипации волновой энергии. Текущие исследования выявили важность гистологического компонента взрывной травмы; У пациентов, подвергшихся воздействию взрывных волн, часто наблюдается удлинение и/или расщепление клеток из-за напряжения сдвига ударной волны. Это клеточное повреждение часто следует за направлением распространения волны. Расстояние пациента от эпицентра, материалы, использованные в конструкции бомбы, и ее локализация - все это определяет степень травмы, полученной пациентами, подвергшимися бомбардировкам. Кроме того, размер и геометрия черепа, степень проникновения волны в ткани и возможный «эффект линзы» из-за отражения волны при падении на вогнутый череп и/или диссипации в газонаполненных пазухах могут еще больше усложнить передачу волны. Кроме того, исследователи считают, что слуховые каналы и орбиты являются потенциальными путями распространения волн в центральную нервную систему.

Травма глаза, связанная с взрывом

Травма глаза является четвертой по распространенности травмой, полученной сегодня в военном бою. Из 387 случайно выбранных солдат, пострадавших от взрывной волны в ходе операции «Свобода Ирака», 329 (89%) получили травмы глаз. Неотложная помощь при полученных травмах относится к сфере неотложной помощи и эффективной сортировки пациентов, часто включающей протоколы лечения тупых и проникающих травм. В результате медики разработали краткий алгоритм лечения пациентов с травмами глаз, вызванными взрывной травмой.

Механизм травмы

Травма глаза может возникнуть в результате первичного воздействия взрывной волны. Откольные силы возникают, когда взрывная волна смещает плотную среду через менее плотную границу раздела, а силы инерции могут вызвать смещение оптических структур. Таким образом, первичная взрывная травма глаза включает непроникающие механические повреждения, такие как гифемы, разрывы глазных яблок, кровоизлияние в конъюнктиву, серозный ретинит и перелом глазницы. Однако травма глаза чаще всего подпадает под категорию вторичных взрывных повреждений, при которых обломки, смещенные избыточным давлением взрыва и возникающей взрывной волной, вызывают физическую травму глаза и/или орбиты. Таким образом, вторичная взрывная травма глаза отличается проникающим или тупым повреждением любого структурного компонента глаза или орбиты; Большую часть повреждений этой группы составляют открытые травмы глазного яблока, разрывы придатков слезной системы, век и бровей.

Изгиб черепа

За последние два десятилетия исследователи пересмотрели роль черепа при ЧМТ. Хотя первоначально считалось, что череп оставался неподвижным при контакте с фронтом первичной волны, клинически значимое искривление черепа было зарегистрировано in vivo у крыс, подвергшихся воздействию взрывных волн, и на моделях человеческих голов, подвергшихся воздействию взрывных волн. При контакте с взрывной волной череп становится упругим 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 быть причиной локализованных аксональных повреждений, характеризующих чМТ. Чавко и др. (2010) исследовали положение черепа в зависимости от тяжести черепно-мозговой травмы и обнаружили, что крысы, обращенные непосредственно к фронту взрывной волны, имели самую высокую внутричерепную амплитуду и периоды продолжительности давления (по сравнению с крысами, перпендикулярными фронту волны, и крысами, обращенными в сторону от ударной волны). Группа Алессандры Даль Сенджио Леонарди из Государственного университета Уэйна расширила гипотезу изгиба черепа на моделях крыс, дополнительно связав увеличение возраста и массы тела с увеличением внутричерепного давления у крыс с передней ЧМТ. Группа Чавко далее отметила роль кевларовой брони в повреждении нервно-сосудистой системы давлением жидкости, обнаружив, что подкорковые кровоизлияния, наблюдаемые у пациентов с чМТ, связаны с локальным давлением, а не с сосудистой гидродинамикой.

Оценка и лечение в военных условиях

Большинство травм глаз, связанных с взрывной волной, происходит у солдат, у которых имеются другие опасные для жизни травмы, требующие немедленного вмешательства. Текущий протокол больницы боевой поддержки (CSH) требует хирургической стабилизации любых опасных для жизни травм, а также гемодинамической стабильности перед первоначальной оценкой зрения и хирургическим вмешательством. Поэтому начало неотложной офтальмологической помощи часто происходит через несколько часов после травмы. Первичный осмотр военным офтальмологом начинается с общего осмотра каждого глаза и орбиты. 73–82% всех травм глаз в результате взрывов на минах происходят из-за фрагментации осколков при детонации, поэтому общий анатомический осмотр с помощью фонарика не может исключить травму открытого глазного яблока. Харлан Дж. Б., Пьерамичи DJ. Оценка пациентов с травмой глаза. Офтальмол Клиник Норт Ам. 2002 г.; 15(2):153-61./ref> Компьютерная томография (КТ) может обнаружить инородные тела и помочь врачу определить наличие травмы открытого глазного яблока.

Закрытые травмы глазного яблока

Действующий военный стандарт использует Бирмингемскую терминологическую систему травм глаз (BETTS) и классификационную группу травм глаз для определения и лечения взрывных травм. Травмы подразделяются на две отдельные группы: закрытая травма глазного яблока и травма открытого глазного яблока. Лечение закрытой травмы глазного яблока начинается с разделения глаза на зоны, каждая из которых имеет уникальное анатомическое строение и характер повреждения:

• Зона I: конъюнктива ; и поверхность роговицы Наиболее частыми повреждениями, наблюдаемыми в этой зоне, являются удержание инородных частиц конъюнктивой или эпителием/стромой роговицы, а также ссадины роговицы. Пробу Зейделя можно использовать для оценки состояния передней камеры, тем самым определяя наличие перфорации роговицы и патологического подтекания передней камеры.
• Зона II: область, обозначенная передней камерой , хрусталиком и складчатой ​​частью; наиболее распространенными травмами, полученными в этой области, являются гифемы и травматическая катаракта . Применение теста Зейделя в зоне I исключит просачивание передней камеры через перфорацию роговицы, а введение местных препаратов может уменьшить обнаруженное повышение внутриглазного давления . В зависимости от тяжести других телесных повреждений военный офтальмолог может провести промывание передней камеры для очистки гифем. Однако реконструкция передней камеры и хирургия катаракты часто проводятся в специализированных клинических центрах.
• Зона III: эта зона содержит полость стекловидного тела , сетчатку и зрительный нерв ; В этой области обычно наблюдаются кровоизлияния в стекловидное тело, травматические макулярные отверстия, отслойка сетчатки и повреждение зрительного нерва. Травма зрительного нерва требует нейроофтальмологического обследования и может потребовать нейрохирургического вмешательства в условиях военного госпиталя в зависимости от тяжести травмы.

Травмы открытого шара

Наличие открытых повреждений глазного яблока можно определить при клиническом осмотре и КТ. на 360 градусов полная ревизия глазного яблока с удалением конъюнктивы Однако наиболее эффективным способом определить, повреждено ли глазное яблоко, остается (периотомия), разделением прямых мышц и последующим исследованием склеры. Во время диагностической операции инородные тела можно удалить с помощью микрохирургических инструментов путем осмотра под микроскопом в операционной. Разрывы глазного яблока обычно зашивают как можно дальше назад, чтобы предотвратить дальнейшее снижение остроты зрения. Рваные раны позади обнаженного участка не зашиваются; попытки герметизировать эти повреждения часто приводят к экструзии внутриглазных компонентов. Заживление этих повреждений происходит естественным путем путем рубцевания дорсально-орбитальной клетчатки на склере . Если при синдроме орбитального компартмента обнаружено клинически значимое повышение внутриглазного давления , офтальмолог может выполнить экстренную кантотомию латерального угла глаза. Канальцевые повреждения, а также разрывы век также обычно лечатся в условиях военного госпиталя. Зашивание разрыва после удаления инородных тел зависит от местоположения глобальной трещины: для роговицы обычно используется нейлон 10-0 с цианакрилатным клеем, а также можно использовать обработанный перикард человека, если он доступен хирургическим путем. Для закрытия шара лимба и склеры требуется нейлон 9-0 и 8-0 соответственно.

Если повреждение глазного яблока непоправимо, офтальмолог может провести первичную энуклеацию , эвисцерацию или экзентерацию в боевом госпитале. 14% травм глазного яблока, полученных во время операции «Свобода Ирака», потребовали энуклеации. За этими процедурами обычно следует имплантация окулопластической силиконовой сферы или аналогичного устройства.

Послеоперационный уход

Послеоперационный уход за пациентами с травмой глаза, вызванной взрывом, осуществляется в учреждениях третичного уровня. Пациенты с закрытыми травмами глазного яблока требуют наблюдения и последующего обследования у оптометриста , включая микроскопию с щелевой лампой и осмотр расширенного глазного дна. Те, кто лечился по поводу операции с открытым шаром, часто сталкиваются с задержкой послеоперационного лечения, которая колеблется от 10 до 14 дней после травмы. Этот период обусловлен лечением других опасных для жизни повреждений, а также необходимостью точной оценки остроты зрения вне воспалительного процесса вследствие травмы и хирургического вмешательства.

Пациентам с ожогами лица, экспозиционной кератопатией или хронической эпифорой офтальмолог может предложить операцию по реконструкции век. В зависимости от тяжести полученной физической травмы хирургическая перестройка экстраокулярных мышц может облегчить косоглазие . Перестройка экстраокулярных мышц также показана при хронической диплопии , возникающей в пределах 20 градусов поля зрения. Всем пациентам, перенесшим черепно-мозговую травму при отсутствии травмы глаза, по-прежнему рекомендуется пройти обследование у врача-офтальмолога. За пределами лечебного учреждения эти пациенты должны следить за любыми признаками поздних глазных патологий, вторичных по отношению к ЧЧМТ, включая снижение способности и скорости зрения/чтения, светобоязнь , нечеткость зрения, снижение аккомодационной способности и головные боли.

Визуальные результаты

Результаты зрения у пациентов с травмой глаза в результате взрывной травмы различаются, а прогноз зависит от типа полученной травмы. Большинство плохих результатов по зрению обусловлено перфоративными ранениями: только у 21% пациентов с перфоративными ранениями с дооперационным светоощущением окончательная острота зрения с наилучшей коррекцией (BCVA) была лучше 20/200. В совокупности у пациентов, перенесших хориоидальное кровоизлияние, перфорированные или проникшие глазные яблоки, отслойку сетчатки, травматическую нейропатию зрительного нерва и субретинальное макулярное кровоизлияние, наблюдался самый высокий уровень заболеваемости МКОЗ, хуже 20/200. Отчеты операции «Иракская свобода» (OIF) показывают, что у 42% солдат с травмами глазного яблока любого рода МКОЗ была больше или равна 20/40 через шесть месяцев после травмы, а у солдат с внутриглазными инородными телами (IOFB) сохранялась 20/40 или 20/40 или 20/40. улучшение зрения в 52% изученных случаев.

Перфорация глазного яблока, окулопластическое вмешательство и нейроофтальмологические травмы в значительной степени способствуют плохим результатам зрения. В 21% третичных центров, лечивших пациентов, подвергшихся взрывной травме, сообщили о травматической оптической нейропатии (ТОН) у своих пациентов, хотя отрыв зрительного нерва и ТОН были зарегистрированы только в 3% боевых ранений. Если пострадавший от проникающей травмы глазного яблока не может воспринимать свет в течение двух недель после хирургического вмешательства, офтальмолог может выбрать энуклеацию в качестве профилактической меры против симпатической офтальмии . Однако эта процедура применяется крайне редко, и текущие отчеты показывают, что только один солдат ОИС прошел энуклеацию в учреждении третичного уровня для предотвращения симпатической офтальмии.

Профилактика

Броня для глаз

Профилактика травм глаз наиболее эффективна, когда солдаты из поликарбоната правильно носят на поле боя защитные очки . Для операций «Свобода Ирака» и «Несокрушимая свобода» военные США предоставили комбатантам и связанному с ними персоналу защитные очки от баллистического лазера (BLPS), цилиндрическую систему специальных защитных очков (SPECS) и очки от солнца/ветра/пыли (SWDG). Эти формы защиты глаз доступны в виде линз, отпускаемых без рецепта и по рецепту, и их использование стало обязательным всегда, когда солдаты находятся в зонах потенциального конфликта. Несмотря на доказанную эффективность защиты от вторичной взрывной травмы, соблюдение солдатами требований остается низким: 85% солдат, получивших травму глаз в первый год OEF, не носили защитных линз во время взрыва. В то время как 41% солдат не могли вспомнить, носили ли они защитные очки или нет во время взрыва, 17% раненых носили защитные очки, а 26% раненых - нет. Среди этой группы самые плохие прогнозы по зрению были зарегистрированы у людей, которые не носили средства защиты глаз. Несоответствие требованиям объясняется жалобами на комфорт, стильность и «запотевание» линз в полевых условиях. BLPS и SPECS обеспечивают ту же линию защиты от вторичной травмы, что и очки SWD, и эти линзы могут решить проблемы, с которыми сталкиваются многие солдаты в отношении очков военного образца.

Броня глаз и первичная травма взрывной волны

Несмотря на успех очков и линз против баллистических и вторичных травм, формы защиты глаз BLPS, SPECS и SWDG не защищают от первичных взрывных повреждений. Пространство между линзами и глазами способствует дифракции звуковых волн, и нынешние усилия по устранению травм глаз из-за первичной взрывной волны оказались безуспешными из-за этого воздушного интерфейса линза-глаз.

Конструкция шлема и черепно-мозговая травма, связанная с взрывом

Кроме того, нынешние исследователи связывают дизайн шлема с усилением волн, которые могут вызвать черепно-мозговую травму. Мосс и др. (2009) использовали модели человеческих голов, оснащенных шлемами, одобренными для использования в OEF и OIF, и подвергали их воздействию взрывных волн силой 194G в течение 2,1 миллисекунды. Эти шлемы, модульные интегрированные коммуникационные шлемы (MICH), оснащены сетчатой ​​сеткой, которая обеспечивает комфорт между головой пользователя и кевларовой оболочкой шлема. Несмотря на эффективность против баллистических травм, группа Мосса сообщила, что изгиб черепа усиливается за счет воздушной границы между шлемом и черепом. Это пространство может усилить воздействие bTBI, и группа предположила, что пенопластовое соединение между шлемом и головой пользователя может уменьшить воздействие волны пикового давления во время взрыва.

Устройство машинного зрения BrainPort

Огромный объем исследований, касающихся травм глаз, связанных с войной, был проведен Академическим факультетом военной хирургии и травматологии (ADMST). Совместно с Wicab Industries ADMST разработал устройство BrainPort Vision Device, сенсорную замену для солдат, ослепленных во время службы. Устройство использует язык в сочетании с камерой, установленной на солнцезащитных очках, чтобы предоставить пользователю электротактильное изображение окружающей среды. После калибровки и практики пользователь может интерпретировать объекты, формы и узоры в ближайшем окружении.