Τρίτη, 31 Αυγούστου 2010

Βιολογική/Μηχανική των τραυματισμών.

. Βιολογική/Μηχανική των τραυματισμών.
3.1. Βιολογική/Μηχανική. Έννοιες και πεδίο.
Η Βιολογική/Μηχανική (Biomechanics) αναπτύχθηκε εκρηκτικά μετά τον Β΄ Παγκόσμιο πόλεμο, με αφετηρία τόσο την ύπαρξη κατά τη διάρκεια του πολέμου εκατομμυρίων τραυματιών και νεκρών, όσο και τη μετέπειτα ραγδαία αύξηση των τραυματισμών από τροχαία. Επιστήμονες, φυσικοί, μηχανικοί, βιολόγοι, ανατόμοι, ορθοπαιδικοί και νευροχειρουργοί, αναζήτησαν τη συσχέτιση των χαρακτηριστικών της βίας και του αποτελέσματος της εφαρμογής της στο ανθρώπινο σώμα. Δημιουργήθηκαν εργαστήρια, και ιδρύθηκαν οργανωμένα τμήματα Βιολογικής/Μηχανικής. Οι έρευνες αξιοποίησαν την εμπειρία και τις γνώσεις της τεχνολογίας αυτοκινήτων, αεροναυπηγικής, μηχανικής των κατασκευών, ενώ πειραματικές δημοσιεύσεις, ειδικά βιβλία και νέα διεθνή περιοδικά (π.χ. Journal of Biomechanics, Journal of Trauma) διεύρυναν το ενδιαφέρον της Παγκόσμιας Ιατρικής Κοινότητας (Franke E.K. 1956, Gaynor Evans F. 1957, Guardjian E. et. al. 1970a, Guardjian E. et. al. 1970b).
Στην περιοχή της κεφαλής, οι σύγχρονες έρευνες αρχικά επικεντρώθηκαν αρχικά στο εγκεφαλικό κρανίο και τις τραυματικές βλάβες του και παράλληλα μελετήθηκαν οι τραυματισμοί του σπλαχνικού κρανίου (Τριαρίδης Σ. και συν. 2004). Για την πρόκληση τραυματισμών στο σπλαχνικό κρανίο (που ξεκίνησε ο Le Fort στα 1901) χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονες συσκευές εφαρμογής βίας σε βιολογικό ανθρώπινο υλικό, κρανία, ανατομικά παρασκευάσματα (Hodgson et. al. 1968, Franke Ε.K. et. al. 1968, Couly C. 1975, Nahum A. 1975, Champy M. και Lodde J.P. 1977, Fain J. 1980, Manson P.N. et. al. 1980, Sturla F. et. al. 1980, Ferre J.C. et. al. 1983, Stanley R.J. et. al. 1985, Rudderman R. και Mullen R. 1992, Krenkel C. 1994, Hampson D. 1995, Mouzakes J. et. al. 1999, και πρόσφατα στο Α.Π.Θ. Τριαρίδης Σ. 2005, Καράταγλης Δ. 2005), αλλά και πειραματόζωα (Choukas N.C. et. al. 1970, Hellquist R. 1972, Hohl T.M.et. al. 1981, Lin K.Y. et. al. 1991, Zhang X. et. al. 1991, Yaremchuk M.J. et. al. 1994, Laurenzo J.F. et. al. 1995).
Ήδη από το 1970, στα πλαίσια της επιστημονικής συζήτησης, γίνονταν συγκρίσεις της μεθοδολογίας και σχολιασμός των αποτελεσμάτων της έρευνας με βάση τα πλεονεκτήματα ή τα μειονεκτήματα της μεθοδολογίας της έρευνας (Guardjian et. al. 1970c). Παρά το γεγονός ότι η έρευνα διαρκώς επεκτείνεται ήδη έχουν δημιουργηθεί πολλά δεδομένα για τα Βιολογικά/Μηχανικά χαρακτηριστικά του κρανίου, κατ’ αρχή των ενηλίκων (Τριαρίδης Σ., 2005).
Τα βασικά μεγέθη έννοιες της Βιολογικής/Μηχανικής είναι: (Hughes et. al. 1998).
Η δύναμη, που είναι το αίτιο που τείνει να προκαλέσει αλλαγή της κινηματικής κατάστασης ενός σώματος.
Η τάση, που αντιπροσωπεύει τη δύναμη που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας.
Η παραμόρφωση, δηλαδή η μεταβολή του μήκους ή πλάτους ενός φορτιζόμενου σώματος.
Η ελαστικότητα που είναι η ικανότητα των σωμάτων να επανακτούν την αρχική μορφή, μετά το τέλος της φόρτισης.
Οι καταπονήσεις του υλικού από την εφαρμογή της βίας είναι η σύνθλιψη ή συμπίεση (compression), o ελκυσμός (tension), η κάμψη (bending), η στρέψη (torsion) και διάτμηση (shear) (Hughes et. al. 1998).
Η έκταση και η βαρύτητα ενός τραυματισμού εξαρτάται από την ένταση της παραμορφωτικής δύναμης, τη γεωμετρία της διεπιφάνειας πρόσκρουσης (impact interface geometry) και την αντοχή των δομών της προσβαλλόμενης περιοχής (Cheesman A.D. 1999, Lee K.F. et. al. 1987). Τα χαρακτηριστικά της βίας σχετίζονται με την κινητική της ενέργεια (που εξαρτάται άμεσα από τη μάζα και την ταχύτητα), τη διεύθυνση και τη διάρκεια πρόσκρουσης, τη θέση και την επιφάνεια εφαρμογής της (ένταση δύναμης ανά μονάδα επιφανείας) (Τριαρίδης Κ., 1986). Η μηχανική αντοχή των οστικών δομών της προσβαλλόμενης περιοχής σχετίζεται με την τρισδιάστατη αρχιτεκτονική τους δομή, την ποιοτική τους σύσταση, την αναλογία μεταξύ φλοιώδους και σπογγώδους μοίρας, την παρεμβολή και το πάχος των μαλακών ιστών, την ηλικία του ασθενή, το βαθμό επασβεστίωσης και την ύπαρξη παθολογικών εξεργασιών (Αντωνιάδης Κ., 2002). Η καθήλωση ή όχι της κεφαλής έχει σημασία (σε συνδυασμό με τη διεύθυνση της παραμορφωτικής δύναμης), γιατί μέρος της ορμής μπορεί να απορροφηθεί σε κίνηση της κεφαλής και της αυχενικής μοίρας της σπονδυλικής στήλης, με πιθανές ανάλογες κακώσεις (Cheesman A.D. 1999, Stanley R.B.J. και Nowak G.M., 1985, Gentry L.R. et al. 1983).
Κάταγμα οστού εκδηλώνεται όταν η οστική παραμόρφωση ξεπερνά τα όρια αντοχής της δοκιμαζόμενης δομής. Η κλινική σημειολογία (εντόπιση, έκταση, βαρύτητα κατάγματος και παρεκτόπιση των οστικών τεμαχίων, σχετίζεται με τα χαρακτηριστικά της βίας που ασκήθηκε, τη θέση εφαρμογής της, τα όρια αντοχής και την κατασκευή της προσβεβλημένης δομής (Stanley R.B.J. και Nowak G.M. 1985), καθώς και από τις συνθήκες τραυματισμού και τη δράση των μυών που καταφύονται  στα οστικά κολοβώματα (Αντωνιάδης Κ. 2002, Δημητρίου Χ. 1999). Η δύναμη παραμόρφωσης μεταδίδεται μέσω των οστικών δομών από το σημείο εφαρμογής έως την πλήρη απορρόφησή της. Όταν, κατά τη διαδρομή της δύναμης, ξεπεραστεί σε κάποιο σημείο το όριο αντοχής του οστού, προκαλείται κάταγμα (Αντωνιάδης Κ. 2002, Τριαρίδης Σ. 2005). Έτσι:
·        αν η ένταση της βίας είναι μικρότερη από το όριο αντοχής στο σημείο πρόσκρουσης, μπορεί να προκληθεί έμμεσο κάταγμα σε απομακρυσμένο σημείο με μειονεκτική αντοχή.
·        αν η ένταση της βίας ξεπερνά οριακά τα όρια αντοχής στο σημείο εφαρμογής της, τότε προκαλείται άμεσο κάταγμα στο σημείο πρόσκρουσης.
·        αν η ένταση της βίας είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από τα όρια αντοχής στο σημείο πρόσκρουσης, τότε δημιουργεί μια ποικιλία άμεσων και έμμεσων τραυμάτων.
Η πρόκληση άμεσου ή έμμεσου κατάγματος εξαρτάται κυρίως από τη διάρκεια πρόσκρουσης και την ένταση της δύναμης ανά μονάδα επιφανείας. Έτσι, όταν η ενέργεια της παραμορφωτικής δύναμης εφαρμόζεται ακαριαία σε μικρή περιοχή, προκαλείται συντριπτική κάκωση του οστού, ενώ όταν κατανέμεται λιγότερο απότομα σε μεγαλύτερη περιοχή, μεταδίδεται και προκαλεί κάταγμα στα αδύνατα σημεία της οστικής δομής (Cheesman A.D., 1999). Οι δυνάμεις μεταδίδονται μέσω του οστέινου σκελετού ως διανυσματικά μεγέθη και στα σημεία που οι οστικές δομές συγκλίνουν μπορεί να αθροίζονται γεωμετρικά μεταξύ τους και με δυνάμεις που ασκούνται από τους καταφυόμενους μύες και να προκαλούν απομακρυσμένες, από τη θέση εφαρμογής, βλάβες (όπως στη βάση του κρανίου).
Ανάλογα με τη διαβάθμιση της κινητικής ενέργειας της βίας, τα τραύματα του σπλαχνικού κρανίου κατατάσσονται σε:
·        Αθλητικά: Η ένταση της βίας είναι μικρή και έχουμε την εμφάνιση άμεσων ή έμμεσων καταγμάτων στις ασθενέστερες θέσεις. Τα κατάγματα είναι ως επί το πλείστον ρινικά, υποκονδυλικά (σπανιότερα στο σώμα) της κάτω γνάθου και κατάγματα του ζυγωματικού.
·        Απλή πτώση: Η κινητική ενέργεια είναι μεγαλύτερη και έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση καταγμάτων στο σώμα της κάτω γνάθου και κατάγματα τύπου Le Fort του μέσου προσώπου.
·        Βίαιη συμπλοκή: Τα κατάγματα μοιάζουν με τα αθλητικά είναι δηλαδή άμεσα ή έμμεσα με την διαφορά ότι είναι πολλαπλά.
·        Τροχαίο ή πτώση από μεγάλο ύψος: Η ένταση της βίας είναι πολύ μεγάλη και τα κατάγματα που προκαλούνται είναι τύπου Le Fort ή συνηθέστερα ολοπροσωπικά.
·        Από πυροβόλο όπλο: Η ένταση της βίας είναι μέγιστη και τα κατάγματα είναι αποσπαστικά.  Το μέγεθος της κάκωσης εξαρτάται από την ταχύτητα του βλήματος, τον τύπο του όπλου και την απόσταση πυροβολισμού. Τα υψηλής ταχύτητας βλήματα, παρά την μικρή πύλη εισόδου, λόγω της μεγάλης απελευθέρωσης κινητικής ενέργειας δημιουργούν προσωρινή κοιλότητα που προκαλεί μεγάλη αποδιοργάνωση και κακώσεις απομακρυσμένων οργάνων (Επιβατιανός Π. Α. 1988, A.C.S. 1993).
3.2. Βιολογική Μηχανική των μαλακών μορίων του προσώπου.
Το δέρμα του προσώπου ή του κρανίου μπορεί να διασχιστεί, να τρυπηθεί, να συνθλιβεί ή και να αποσπαστεί. Η απόσπαση του δέρματος του προσώπου είναι σπανιότερη σε σχέση με το δέρμα του κρανίου, λόγω του διαφορετικού τρόπου πρόσφυσης και της παρουσίας αρκετού χαλαρού συνδετικού ιστού. Ειδικά στην περιοχή των βλεφάρων, την υποκόγχια χώρα και τα χείλη, όπου έχει χαλαρή σύνδεση εξαιτίας της παρουσίας άφθονου χαλαρού συνδετικού ιστού, δημιουργούνται έντονες εκχυμώσεις και οιδήματα στις κακώσεις τους (Τριαρίδης Κ., 2001). Η αντοχή του δέρματος σε θλαστικά τραύματα είναι μεγάλη και συνήθως παραμένει ακέραιο σε κατάγματα του σκελετού του προσώπου. Μέρος της παραμορφωτικής δύναμης απορροφάται από το δέρμα και προστατεύει τις υποκείμενες οστικές δομές (Nahum A.M., 1975).
Οι μύες που καταφύονται στα οστά του σπλαχνικού κρανίου, ανάλογα με τη διεύθυνση δράσης τους, την εντόπιση και τη φορά της γραμμής κατάγματος και την ακεραιότητα του περιοστέου και των περιτονιών, τείνουν να παρεκτοπίσουν (δυσμενή κατάγματα) ή σταθεροποιήσουν (ευνοϊκά κατάγματα) τα οστικά τμήματα. Η δράση αυτή των μυών είναι πιο εμφανής στα κατάγματα της κάτω γνάθου (Manson P.N. et. al. 1980), ενώ σε κατάγματα του μέσου τριτημορίου αποκτά κλινική σημασία: i) σε συντριπτικά ρινογναθικά και ρινοηθμοειδικά, όπου η δράση του σφιγκτήρα των βλεφάρων παρεκτοπίζει το οστικό τεμάχιο στο οποίο καταφύεται ο έσω βλεφαρικός σύνδεσμος, ii) σε κατάγματα της άνω γνάθου, όπου το φατνιακό οστικό τμήμα παρεκτοπίζεται προς τα κάτω και πίσω από τους πτερυγοειδείς μύες (Ducic Y. και Hamlar D.D. 1998), iii) σε κατάγματα του τόξου και του ζυγωματικού οστού με ρήξη της κροταφικής περιτονίας,  όπου η δράση του μασητήρα παρεκτοπίζει το οστικό τμήμα προς τα κάτω.
Ο οφθαλμός περιέχει τα ενδοβολβικά υγρά, που όπως όλα τα υγρά σώματα είναι πρακτικά ασυμπίεστα και μεταφέρουν την κινητική ενέργεια από το σημείο της πλήξης του βολβού με κύματα προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο βολβός υφίσταται στιγμιαία παροδική παραμόρφωση με ελάττωση της προσθιοπίσθιας διαμέτρου του και διάταση του τοιχώματος στον ισημερινό, όπου επε­νεργούν δυνάμεις διάτασης, αλλά και ελκτικές δυνάμεις στην περιοχή της βάσης του υαλοει­δούς και στον περιφερικό αμφιβληστροειδή. Όταν η παραμορφωτική δύναμη δεν ξεπερνά το όριο αντοχής, ώστε να προκληθεί ρήξη του οφθαλμικού βολβού, προκαλούνται άμεσες βλάβες στο σημείο πλήξης, έμμεσες βλάβες στον οπίσθιο βολβό, ενώ μέρος της κινητικής ενέργειας μεταφέρεται στα οστικά τοιχώματα του οφθαλμικού κόγχου (blow out κατάγματα) (Δερεκλής Δ. και συν. 2002, Στάγκος Ν.Τ. 2002).
Τα μαλακά μόρια που περιέχονται στις κοιλότητες του κρανίου, εκτός από τις θλάσεις στις οποίες υπόκεινται κατά τις κακώσεις του οστέινου σκελετού και τον άμεσο τραυματισμό τους από τρώση ή συμπίεση από παρεκτοπισμένα οστικά τεμάχια ή παρασχίδες, υπόκεινται και σε άλλες κακώσεις με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Κατά την πρόσκρουση της κεφαλής, λόγω της απότομης επιβράδυνσης, το κρανίο και το πρόσθιο τμήμα του εγκεφάλου σταματούν να κινούνται, ενώ το οπίσθιο τμήμα του εγκεφάλου με την κεκτημένη του ταχύτητα πιέζει το πρόσθιο τμήμα του πάνω στη βάση του κρανίου με συμπίεση και θλάση της ενδοκράνιας μοίρας των εγκεφαλικών νεύρων κατά την έξοδό τους από τη βάση του κρανίου (compression injury) (A.C.S. 1993), Gossman M.D. et. al. 1992). Στην εκ διαμέτρου αντίθετη θέση (contre coup) αναπτύσσεται αρνητική πίεση και προκαλείται ρήξη του εγκεφαλικού φλοιού. Αντίστοιχα, σε κάκωση στην ινιακή χώρα μπορεί να προκληθεί blow out κάταγμα της οροφής του οφθαλμικού κόγχου (Επιβατιανός Π.Α., 1988). Στα σπλάχνα που ένα τμήμα τους είναι καθηλωμένο σε οστικές δομές (ενδοκαναλική μοίρα οπτικού νεύρου) και άλλο τμήμα τους μπορεί να κινείται ελεύθερα (ενδοκογχική μοίρα οπτικού νεύρου), κατά την απότομη επιβράδυνση της κεφαλής, το καθηλωμένο τους τμήμα σταματά ενώ το ελεύθερο τμήμα συνεχίζει να κινείται λόγω κεκτημένης ταχύτητας, οπότε αναπτύσσονται λόγω της αιφνίδιας διακίνησης (deceleration injury), δυνάμεις διάσχισης (shearing forces) (A.C.S. 1993). Στις εκρήξεις, το ωστικό κύμα μπορεί να προκαλέσει τραυματισμό των μαλακών μορίων. Ο οφθαλμός και το αυτί είναι ευάλωτα σε τέτοιους τραυματισμούς (ο οφθαλμός κυρίως σε υποθαλάσσιες εκρήξεις), οπότε προκαλείται ενδοβολβική αιμορραγία και αποκόλληση του αμφιβληστροειδή και ρήξη και βαρότραυμα τυμπάνου στο αυτί (A.C.S. 1993).
Τέλος, αναφέρεται, για ιστορικούς λόγους, η βιολογική μηχανική των κακώσεων των μαλακών μορίων και ιδιαίτερα του οφθαλμού στα τροχαία, από τα παλαιού τύπου παρμπρίζ (Grattan E. και Hobbs J.A. 1975). Η κάκωση προκαλείται από τα αιχμηρά θραύσματα του παρμπρίζ, τόσο κατά την πρόσκρουση της κεφαλής (πρώτη κρούση), όσο κυρίως από την επάνοδο του επιβάτη στη θέση, λόγω αδράνειας (δεύτερη κρούση), διαμέσου των αιχμηρών θραυσμάτων που προκαλούν απόσχιση των μαλακών μορίων (degloving injury) (Schultz R.C., 1970).
3.3. Βιολογική Μηχανική του κρανίου.
Αναφέρθηκε ότι η τρισδιάστατη αρχιτεκτονική της προσβεβλημένης δομής έχει ιδιαίτερο ρόλο στη μηχανική αντοχή της και την κλινική εικόνα του κατάγματος. Το σπλαχνικό και το εγκεφαλικό κρανίο παρουσιάζουν περιοχές ισχυρές, οι οποίες ονομάζονται αντηρίδες και περιοχές με ελαττωμένη αντίσταση, με πρακτική σημασία για τις γραμμές των καταγμάτων, τόσο στους μεμονωμένους όσο και στους πολλαπλούς τραυματισμούς (Δημητρίου Χ. 1999, Τριαρίδης Κ. 2001). Οι οστικές αντηρίδες έχουν τη δυνατότητα να αντέχουν μεγάλες δυνάμεις, χωρίς να εμφανίζουν τάση παραμόρφωσης, εφόσον η παραμορφωτική δύναμη οδεύει κατά τον επιμήκη άξονά τους. Αντίθετα, η αντοχή τους είναι ιδιαίτερα μειονεκτική αν η εφαρμογή της δύναμης γίνεται κάθετα (Cheesman A.D. 1999, Stanley R.B.J. και Nowak G.M. 1985). Δύναμη υποδεκαπλάσια του φορτίου που αντέχει η αντηρίδα κατά τον επιμήκη άξονα της, προκαλεί κάταγμα, όταν έχει φορά κάθετη προς την αντηρίδα (Αντωνιάδης Κ., 2002). Η δομή του σπλαχνικού κρανίου με τις κάθετα και οριζόντια προσανατολισμένες αντηρίδες έχει γίνει γνωστή από τους Sicher, Rouviere, Boenninghoff, Ombredanne, Spaltaholz, Frélat και Félizet (Τριαρίδης Κ. 1980, Sicher H. κια Tandler J. 1928, Σάββας Α.Π. 1958).
Οι τέσσερις κάθετα προσανατολισμένες αντηρίδες (pillars ή vertical buttresses) που μεταφέρουν, κατανέμουν και αποσβένουν τις μασητικές δυνάμεις, μέσω της οδοντικής σύγκλεισης προς τη βάση του κρανίου και είναι: (Manson P.N. et. al. 1980) : i) η μέση αντηρίδα (nasomaxillary buttress) που εκτείνεται από τη φατνιακή απόφυση του κυνόδοντα και του 1ου προγομφίου, κατά μήκος του απιοειδούς στομίου και της μετωπιαίας απόφυσης της άνω γνάθου και συγκλίνει στη μέση γραμμή με την αντίστοιχη του αντίθετου ημιμορίου, όπου μεταπίπτουν στην μέση οβελιαία αντηρίδα του εγκεφαλικού κρανίου, ii) η πλάγια αντηρίδα (zygomaticomaxillary buttress) που εκτείνεται από τη φατνιακή απόφυση των προσθίων γομφίων, στο σώμα του ζυγωματικού και το έξω τοίχωμα του κόγχου και μεταπίπτει στην πρόσθια πλάγια αντηρίδα του εγκεφαλικού κρανίου και της πρόσθιας βάσης του κρανίου, iii) η οπίσθια αντηρίδα (pterygomaxillary buttress) που εκτείνεται από το γναθιαίο κύρτωμα και την πυραμοειδή απόφυση του υπερώιου, στο έσω πτερυγοειδές πέταλο και τη βάση του σφηνοειδούς και iv) η μονή αντηρίδα της μέσης γραμμής (χόνδρινο διάφραγμα, ίνιδα, κάθετο πέταλο του ηθμοειδούς, κάλλαιο).
Οι οριζόντια προσανατολισμένες αντηρίδες (horizontal bittresses) (Sturla F. et. al. 1980) είναι: i) η άνω ή κρανιακή πλατφόρμα (frontosphenoidal platform) από το υπερκόγχιο χείλος, το κογχικό πέταλο του μετωπιαίου και τις πτέρυγες του σφηνοειδούς, ii) η κάτω ή υπερώια πλατφόρμα (palatine platform) από τις φατνιακές και την υπερώια απόφυση της άνω γνάθου και το οριζόντιο πέταλο των υπερώιων οστών και iii) η γναθοζυγωματική αντηρίδα που ενώνει σε οριζόντιο επίπεδο τη μέση με την πλάγια αντηρίδα με το υποκόγχιο χείλος και συνεχίζει με το ζυγωματικό τόξο ως το κροταφικό οστό (Τριαρίδης Κ., 1980).
Οι κάθετα και οριζόντια προσανατολισμένες αντηρίδες δημιουργούν ένα δικτυωτό σκελετό με τις κάθετες αντηρίδες διατεταγμένες σε δύο επίπεδα: Επιφανειακά μεν οι μέσες και οι πλάγιες, εν τω βάθει (κρανιακά) δε οι οπίσθιες και η μονή αντηρίδα της μέσης γραμμής (Sturla F. et. al. 1980). Κάποιοι υποστηρίζουν ότι οι οπίσθιες αντηρίδες, μαζί με την κρανιακή πλατφόρμα, αποτελούν το βιολογικά μηχανικό ανάλογο της κάτω γνάθου που δέχεται τις μασητικές δυνάμεις από τις επιφανειακά διατεταγμένες αντηρίδες και έχει κατά αντιστοιχία με την κάτω γνάθο, ένα τμήμα με δοκιδώδη οστεοαρχιτεκτονική και ένα τμήμα όπου καταφύονται μύες της μάσησης (Couly C., 1975). Οι κάθετες αντηρίδες δεν είναι κατακόρυφες αλλά λοξές, ενώ η κάτω επιφάνεια της κρανιακής πλατφόρμας έχει κλίση 45ο με το οριζόντιο επίπεδο, με αποτέλεσμα η γεωμετρική αρχιτεκτονική του κρανίου να παίρνει τη μορφή τρίπλευρων και τετράπλευρων πυραμίδων που εξασφαλίζει τη μέγιστη αντοχή με την μικρότερη οστική μάζα. Δημιουργείται έτσι μία τρισδιάστατη γεωμετρική δομή με υποστηρικτικές οστικές αντηρίδες και στα τρία επίπεδα (οβελιαίο, στεφανιαίο, οριζόντιο) (Lee K.F. et. al. 1987, Gentry L.R. et. al. 1983a,b).
Κλινικές μελέτες καταγράφουν ευθραυστότητα των αντηρίδων στην περιοχή του γναθιαίου άντρου, των ηθμοειδών, του εδάφους του κόγχου και των πτερυγοειδών αποφύσεων (Manson P.N. et. al. 1980). Ανάμεσα στις αντηρίδες βρίσκονται λεπτά οστικά πέταλα που οριοθετούν κόλπους και κοιλότητες του σπλαχνικού κρανίου. Η κατανόηση του δικτύου των δομικών αντηρίδων έχει άμεση κλινική σημασία στη συστηματική αναγνώριση των γραμμών κατάγματος (Manson P.N. et. al. 1980), την απεικονιστική εκτίμησή τους (Gentry L.R. et. al. 1983a,b, Ayella R.J. 1978) και το σχεδιασμό αντιμετώπισης των κακώσεων με βάση τις σταθερές δομές του κρανιοπροσωπικού σκελετού (Σάββας Α.Π. 1958, Rowe et. al. 1968, Sturla et. al. 1980, Harle et. al. 1999).
Σε ασθενείς με κατάγματα του σπλαχνικού κρανίου, το ποσοστό ενδοκρανιακών βλαβών κυμαίνεται από 17,5% μέχρι 85% (Steidler N.E. et. al. 1980, Sinclair D. et. al. 1988). Οι σοβαρότερες ενδοκρανιακές βλάβες παρουσιάζουν ισχυρή στατιστική συσχέτιση με κακώσεις υψηλής κινητικής ενέργειας και κατάγματα του μέσου τριτημορίου (Haug R.H. et. al. 1990, 1992, Alvi A. et. al. 2003). Σε ασθενείς με κατάγματα του προσώπου, το ποσοστό συνοδών καταγμάτων στη βάση του κρανίου είναι 4,4-25%, με συχνότερη συσχέτιση τα κατάγματα του μέσου και άνω τριτημορίου και ειδικότερα τα κατάγματα των τοιχωμάτων του οφθαλμικού κόγχου και του γναθοζυγωματικού συγκροτήματος (Ghobrial W. et. al. 1986, Haug R.H. et. al. 1994, Slupchynskyj O.S. et. al. 1992). Σε πολλαπλά κατάγματα του σπλαχνικού κρανίου, η συχνότητα εμφάνισης καταγμάτων της βάσης του κρανίου αυξάνεται σημαντικά (Slupchynskyj O.S. et. al. 1992). Οι κακώσεις του κάτω τριτημορίου παρουσιάζουν ασθενέστερη κλινική συσχέτιση με κατάγματα της βάσης, αλλά ισχυρή συσχέτιση με κακώσεις της αυχενικής μοίρας της σπονδυλικής στήλης (Haug R.H. et. al. 1990, 1991).
Η αρχιτεκτονική διάταξη του σπλαχνικού κρανίου, κλασσικά θεωρείται ότι έχει ικανότητα απορρόφησης μέρους της κινητικής ενέργειας της παραμορφωτικής δύναμης και ότι η τρισδιάστατη οστική δομή του προσώπου προστατεύει τον εγκέφαλο μετριάζοντας τις δυνάμεις που μεταφέρονται στην βάση του κρανίου και το ενδοκράνιο (Lee K.F. et. al. 1987, Chang C.J. et. al. 1994). Οι νεότερες κλινικές (Haug R.H. et. al. 1992, 1994, Slupchynskyj O.S. et. al. 1992), απεικονιστικές (Genrty L.R. et. al. 1983 a,b), πειραματικές και νεκροτομικές μελέτες (Plaisier B.R. et. al. 2000), υποστηρίζουν τη μετάδοση της παραμορφωτικής δύναμης στη βάση του κρανίου διάμεσου των δομών του μέσου τριτημορίου του σπλαχνικού κρανίου και υπογραμμίζουν τον κρανιοπροσωπικό χαρακτήρα των κακώσεων αυτών (Haug R.H. et. al. 1992).
Στις κακώσεις υψηλής κινητικής ενέργειας, και ειδικά στα παιδιά που οι δομές του σπλαχνικού κρανίου έχουν μεγάλη ελαστικότητα, η παραμορφωτική δύναμη δεν εξαντλείται στην παραμόρφωση του σπλαχνικού κρανίου αλλά μεταδίδεται, κατά συνέχεια των αρθρούμενων οστικών δομών, στη βάση του κρανίου και το ενδοκράνιο με καταστροφικές συνέπειες (Gentry L.R. et. al. 1983, a,b, Plaisier B.R. et. al. 2000). Σε κακώσεις με υψηλή κινητική ενέργεια, οι τραυματισμοί του σπλαχνικού κρανίου συνοδεύονται από σημαντικά αυξημένο σχετικό κίνδυνο, απειλητικών για τη ζωή συνοδών κακώσεων, αλλά και από αυξημένο σχετικό κίνδυνο μη απειλητικών για τη ζωή μειζόνων επιπλοκών (σοβαρές οφθαλμικές κακώσεις) (Luce E.A. et. al. 1979). Στους τραυματισμούς του προσώπου, διαταράσσεται η αρχιτεκτονική των επιφανειακά διατεταγμένων αντηρίδων, ενώ στους κρα-νιοπροσωπικούς τραυματισμούς και των εν τω βάθει (κρανιακά) διατεταγμέ-νων κάθετων αντηρίδων και η κρανιακή πλατφόρμα (Sturla F. et. al. 1980).
Σε διάφορες πειραματικές μελέτες, έχουν γίνει μετρήσεις της δύναμης κρούσης που απαιτείται για να υπερνικηθεί το όριο αντοχής του κάθε οστού του σπλαχνικού κρανίου. Οι μετρήσεις αυτές δίνουν το εύρος της δύναμης παραμόρφωσης και της πίεσης ανά τετραγωνικό χιλιοστό, οι οποίες απαιτούνται για την πρόκληση καταγμάτων σε μεμονωμένα οστά (Hampson D., 1995). Το σπλαχνικό κρανίο ως σύνολο έχει χαμηλό όριο αντοχής σε δυνάμεις παραμόρφωσης, με τα ρινικά και το ζυγωματικό να είναι οι πιο ευαίσθητες δομές. Η παραμορφωτική δύναμη που προκαλεί κάταγμα στο μέσο τριτημόριο του προσώπου έχει μέγεθος το 1/3-1/5 των δυνάμεων που απαιτούνται για την πρόκληση κατάγματος της κάτω γνάθου ή του μετωπιαίου οστού (Banks P. και Brown A. 2001, Ducic Y. και Hamlar D.D. 1998). Ο σκελετός του σπλαχνικού κρανίου των γυναικών έχει χαμηλότερο όριο αντοχής στις παραμορφωτικές δυνάμεις (Nahum A.M., 1975).
Η εντοπισμένη εφαρμογή δύναμης, με μικρή κινητική ενέργεια, προκαλεί συνήθως μεμονωμένα κατάγματα. Τις περισσότερες φορές όμως, με εξαίρεση την κάτω γνάθο, συνυπάρχουν κατάγματα σε περισσότερα του ενός οστά και αυτό οφείλεται στη μεγάλη επιφάνεια εφαρμογής, στη μεγάλη κινητική ενέργεια και στη δομή του σπλαχνικού κρανίου.


Πίνακας ΙΙΙ: Όρια αντοχής των οστών του κρανίου (Luce et. al. 1979)

Οστά
 Σπλαχνικού κρανίου
Όριο αντοχής  σε δύναμη παραμόρφωσης
(Force tolerance σε N)
Βιβλιογραφική αναφορά
Όριο αντοχής     σε πίεση παραμόρφωσης
(Pressure tolerance σε N/mm2)          
Βιβλιογραφική αναφορά                                            
Ζυγωματικό
489-2401
Nyquisl et al. (1986), Hodgson (1967),
Gadd et al. (1968),
Allsop et al. (1988)
1,38-4,17
Nahum (1976),
Gadd et al. (1968)

Ζυγωματικό τόξο
890-1779
Schneider & Nahum (1974), Nahum (1976)
1,38-2,76
Nahum (1976),
Hodgson (1967)

Κάτω γνάθος
685-1779
Nyquist et al. (1986),
Gadd et al. (1968)
2,76-6,20
Schneider & Nahum (1974)

Άνω γνάθος
668-1801
Allsop et al. (1988), Hodgson (1967)
1,03-2,07
Nahum (1976), Schneider & Nahum (1974)
Μετωπιαίο
1000-6494
Nyquist et al. (1986), Allsop et al. (1988),
Gadd et al. (1968)
≥7,58
Gadd et al. (1968)

Μύτη
342-450
Nyquist et al. (1986),
Swearingen (1965)
0,13-0,34
Nahum (1976)


Η κλινική σημασία της γνώσης των δυνάμεων που απαιτήθηκαν για να  υπερνικηθεί  το  όριο αντοχής  συγκεκριμένων  οστικών  δομών,  σε έναν τραυματισμό,  έγκειται  στο γεγονός  ότι η  παραμόρφωση του οστέινου σκελετού του προσώπου αντανακλά το μέγεθος της κινητικής ενέργειας που απελευθερώθηκε κατά την πρόσκρουση και έμμεσα υποδηλώνει τη συχνότητα εμφάνισης και τη σοβαρότητα των συνοδών κακώσεων των σπλάχνων του θώρακα, της κοιλιάς, του οφθαλμού και του εγκεφάλου (Luce E.A. et. al. 1979). Οι ασθενείς με κατάγματα των οστών του σπλαχνικού κρανίου, με υψηλό όριο αντοχής στη βία, έχουν σημαντικά αυξημένο σχετικό κίνδυνο να έχουν υποστεί απειλητικές για τη ζωή συνοδές κακώσεις. Ειδικά στα κατάγματα του ισχυρού άνω τριτημορίου (υπερκόγχια χώρα και μετωπιαίο οστό), το ποσοστό των σοβαρών συνοδών κακώσεων είναι ιδιαίτερα υψηλό (70%) (Luce E.A. et. al. 1979, Mathog R.H. et. al. 1995).
Εκτός από την αρχιτεκτονική του σπλαχνικού κρανίου, η μηχανική αντοχή του οστίτη ιστού επηρεάζεται από την παρουσία: i) οστικής απορρόφησης, ii) υπερπνευμάτωσης των παραρρινικών κόλπων, iii) οστεολυτικών εξεργασιών (χρόνιες φλεγμονές, όγκοι), iv) υπεραρίθμων δοντιών ή οδοντικών σπερμάτων, v) προηγηθείσα ακτινοθεραπεία της περιοχής και vi) ηλικιακές μεταβολές των οστών (Αντωνιάδης Κ., 2002).
Όταν ξεπεραστεί το όριο οστικής αντοχής, το κάταγμα συνήθως εκδηλώνεται στα “ασθενή” σημεία του σκελετού του σπλαχνικού κρανίου, όπως οι περιοχές μετάπτωσης παχύτερων οστικών δομών σε λεπτότερες (Cheesman A.D. 1999, Gross C.E. et. al. 1981) και τα σημεία των ραφών των οστών με τα γειτονικά τους.
Οι προβάλλουσες δομές του μέσου τριτημορίου του σπλαχνικού κρανίου (κεντρικοί άνω τομείς, ρινική πυραμίδα, γναθοζυγωματικό σύμπλεγμα, χείλη του κόγχου) έχουν σχετικά χαμηλό όριο αντοχής και υπόκεινται συχνά σε τραύμα (Lee K.F. et. al. 1987, Schultz R.C. 1970). Η δομή που θα προσκρούσει πρώτη εξαρτάται από τη διεύθυνση της παραμορφωτικής βίας και τη γεωμετρία της διεπιφάνειας πρόσκρουσης. Οριζόντια διεύθυνση της βίας με το κεφάλι σε όρθια θέση θα εφαρμοσθεί στους κεντρικούς άνω τομείς και τη χόνδρινη ρινική πυραμίδα, ενώ με το κεφάλι σε κάμψη, η βία θα εφαρμοσθεί στον οστέινο ρινικό σκελετό και το ριζορίνιο.

Μηχανισμός τραυματισμών στο άνω τριτημόριο του προσώπου.

Το μετωπιαίο οστό είναι αρκετά παχύ και ανθεκτικό και δρα ιδιαίτερα προστατευτικά για τη μεταφορά της βίας προς τον εγκέφαλο (Luce E.A. et. al 1979). Η οστική αντοχή οφείλεται κυρίως στην κυρτότητα και όχι στο πάχος του. Όταν η βία δρα επί του μετωπιαίου οστού, η κυρτή του επιφάνεια και οι οροφές των οφθαλμικών κόγχων δοκιμάζονται με διαφορετικό τρόπο. Η βιολογική μηχανική συμπεριφορά εξαρτάται από την πνευμάτωση του μετωπιαίου κόλπου που δρα προστατευτικά προς την οροφή του κόγχου (Koltai P. et. al. 1995). Δύναμη με προσθιοπίσθια φορά, που ασκείται καθέτως στο μετωπιαίο οστό, προκαλεί γραμμοειδές κάταγμα και πιεστικό των τοιχωμάτων του μετωπιαίου κόλπου, ενώ όταν δεν εξαντληθεί στο άμεσο κάταγμα, οδεύει παράλληλα με την κορυφή του κόγχου. Στα παιδιά, πριν την πνευμάτωση του μετωπιαίου κόλπου (και σε απλασία ή υποπλασία του), η δύναμη μεταφέρεται άμεσα στην οροφή του κόγχου στην οποία δρα κατά εφαπτομένη και το λεπτό οστικό πέταλο της οροφής λυγίζει και τσακίζει προς τα κάτω (blow in κάταγμα οροφής) ή συνηθέστερα προς τα άνω προς τον πρόσθιο κρανιακό βόθρο και το μετωπιαίο λοβό (blow out κάταγμα οροφής) (Koltai P. et. al. 1995). Μελέτες με ολογραφική συμβολομετρία (holographic interferometry) της σκέδασης των δυνάμεων μετά από στατική φόρτωση σε κρανίο ενήλικα, στην περιοχή του υπερκόγχιου χείλους, δείχνουν επικέντρωση της παραμόρφωσης στο οπίσθιο τμήμα της οροφής του κόγχου πλησίον του οπτικού τρήματος, ενώ σε παιδικό κρανίο χρειάζεται μεγαλύτερη στατική φόρτωση για να παραχθεί ανάλογη όδευση και επικέντρωση της παραμόρφωσης (Gross C.E. et. al. 1981, Panje W.R. et. al. 1981).

Μηχανισμός τραυματισμών στο μέσο τριτημόριο του προσώπου.

Ο σκελετός του μέσου τριτημορίου του προσώπου, σε αντίθεση με την κάτω γνάθο και το μετωπιαίο οστό, αποτελείται από πολλές, συγκριτικά πιο εύθραυστες οστικές δομές, που αρθρώνονται μεταξύ τους σε ένα δικτυωτό σκελετό, με αποτέλεσμα να έχουμε περισσότερο συνδυασμούς καταγμάτων, συχνά συντριπτικώ (Banks P. και Brown A. 2001). Στην κλασσική του μελέτη, ο René Le Fort κατέδειξε τις “ασθενείς” περιοχές του σκελετού του σπλαχνικού κρανίου που σπάει σε πολλαπλά οστικά τεμάχια τα οποία όμως ακολουθούν τρεις γενικές γραμμές διάσπασης (Le Fort R. 1901). Η πρώτη γραμμή διάσπασης (μετέπειτα Le Fort ΙΙΙ κάταγμα) περνά από το “ασθενές” μέσο τριτημόριο των ρινικών, το παπυρώδες πέταλο, το έδαφος του κόγχου, το οπίσθιο τοίχωμα της άνω γνάθου, τη μετωποζυγωματική ραφή και την πτερυγοειδή απόφυση, διασπώντας όλες τις κάθετες αντηρίδες του σπλαχνικού κρανίου σε υψηλό επίπεδο και το χωρίζει από τη βάση του κρανίου. Η δεύτερη γραμμή διάσπασης (Le Fort ΙΙ) περνά επίσης από το μέσο τριτημόριο των ρινικών, το έδαφος του κόγχου, το υποκόγχιο χείλος, τη ζυγωματογναθική ραφή και την πτερυγοειδή απόφυση (Le Fort R. 1901). Το άνω τμήμα των ρινικών (κρανιακό κατά τον Le Fort) και το άνω τμήμα της μετωπιαίας απόφυσης της άνω γνάθου είναι παχύτερα και η αντοχή τους στις παραμορφωτικές δυνάμεις ενισχύεται από την παρουσία της υποκείμενης ρινικής άκανθας του μετωπιαίου οστού, ενώ το μέσο τμήμα της ρινικής πυραμίδας είναι λεπτότερο και αυτή η μετάπτωση το καθιστά “ασθενές” σημείο του σκελετού του προσώπου. Το ισχυρό κρανιακό τμήμα της ρινικής πυραμίδας που προστατεύει το τετρημένο πέταλο και την κεντρική πρόσθια βάση του κρανίου, εξασθενεί σε υπερπνευμάτωση  του  μετωπιαίου κόλπου και γίνεται ευάλωτο (Cheesman A.D., 1999), μεταφέροντας τη δύναμη παραμόρφωσης στο κάλλαιο και το κάθετο πέταλο του ηθμοειδούς και προκαλώντας κάταγμα στο τετρημένο πέταλο. Τα υποκείμενα λεπτά οστικά πέταλα των δακρυϊκών οστών και του ηθμοειδούς λαβυρίνθου δεν προσδίδουν ιδιαίτερη αντοχή στο κεντρικό μέσο πρόσωπο, γι’ αυτό και, όταν η ένταση της βίας είναι  πολύ μεγάλη,  εκδηλώνονται κατάγματα κατά συνέχεια, τηλεσκοπικά, άμεσα στη θέση πρόσκρουσης και έμμεσα κατάγματα κατά την σταδιακή όδευση της δύναμης, προκαλώντας χαρακτηριστική δυσμορφία (pig-snout) (Mathog R.H. et. al. 1995).
Το ζυγωματικό είναι ανθεκτικό, συμπαγές οστό με λίγη σπογγώδη ουσία που βρίσκεται σε κομβικό σημείο στην πλάγια ζώνη του μέσου προσώπου, στη συμβολή της κάθετης πλάγιας αντηρίδας με την οριζόντια γναθοζυγωματική και το ζυγωματικό τόξο. Λόγω της θέσης του, είναι εκτεθειμένο σε προσθιοπίσθια και πλάγια εφαρμογή βίας και όταν η παραμορφωτική δύναμη ξεπεράσει το όριο αντοχής του, σπάει en bloc και οι γραμμές κατάγματος περνούν από τις ραφές ένωσης με τα γειτονικά οστά, ενώ σε εφαρμογή έντονης βίας το σώ­μα του ζυγωματικού μπορεί να υποστεί συντριπτικό κάταγμα. Στις κακώσεις υψηλής κινητικής ενέργειας και σπανιότερα και σε σχετικά ασήμαντες κακώσεις του προσώπου (MacKinnon C.A. et. al. 2002, Δημητρίου Χ. 1999), η παραμορφωτική δύναμη μεταφέρεται μέσω των αρθρώσεων του ζυγωματικού με το σφηνοειδές, το μετωπιαίο και το κροταφικό οστό, προς τη βάση του κρανίου, με συνέπεια κατάγματα της βάσης του κρανίου και συνοδές κακώσεις των κρανιακών νεύρων κατά την έξοδό τους από το εγκεφαλικό κρανίο, προσδίδοντας κρανιοπροσωπικό χαρακτήρα στις κακώσεις (Δημητρίου Χ. 1999, Sturla F. et. al. 1980, Τριαρίδης Σ. 2002).
Όταν η παραμορφωτική δύναμη που ασκείται στα ισχυρά χείλη του οστέινου κόγχου ή στα γειτονικά οστά του προσώπου (μετωπιαίο, άνω γνάθος, ζυγωματικό οστό) είναι μικρότερη από το όριο αντοχής τους, ώστε να προκληθεί άμεσο κάταγμα, η μετάδοση της κινητικής ενέργειας προς το έδαφος, την οροφή ή το έσω τοίχωμα του κόγχου προκαλεί έμμεσα κατάγματα, σπάζοντας τα λεπτά οστικά πέταλα που οριοθετούν τον κόγχο προς τα μέσα ή προς τα έξω (blow in και blow out). Παραμορφωτική δύναμη μεγαλύτερης έντασης προκαλεί τόσο άμεσο κάταγμα του χείλους όσο και έμμεσα κατάγματα των τοιχωμάτων (ψευδο blow-out-κατάγματα). Εκτός από την παροδική παραμόρφωση και θραύση του ευένδοτου λεπτού οστικού πετάλου, έχει αποδειχθεί πειραματικά η υδραυλική θεωρία και μεταφορικά κατά αυτήν κινητική ενέργεια προς τα τοιχώματα του κόγχου, δια μέσου της στιγμιαίας παροδικής παραμόρφωσης του βολβού μετά από μεμονωμένη πλήξη του (Smith B. και Regan W.F. 1957).
Η διεύθυνση της παραμορφωτικής δύναμης, το επίπεδο κρούσης στο μέσο πρόσωπο και η επιφάνεια εφαρμογής είναι καθοριστικής σημασίας για το είδος των καταγμάτων που θα προκύψουν:
·        Βία με προσθιοπίσθια φορά, διεύθυνση παράλληλη με το οριζόντιο επίπεδο που εφαρμόζεται με μικρή επιφάνεια εφαρμογής: σε χαμηλό επίπεδο, θα προκαλέσει οδοντικό ή φατνιακό κάταγμα, σε μέσο επίπεδο θα προκαλέσει ρινογναθικό ή διατρητικό τραύμα του ιγμορείου και σε ανώτερο επίπεδο θα προκαλέσει ρινοηθμοειδικό ή πιο πλάγια κάταγμα της μετωποζυγωματικής ραφής με κίνδυνο τραυματισμού του οφθαλμού.
·        Βία με προσθιοπίσθια φορά, διεύθυνση παράλληλη με το οριζόντιο επίπεδο που εφαρμόζεται με μεγαλύτερη επιφάνεια εφαρμογής: σε χαμηλό επίπεδο θα προκαλέσει, ανάλογα με την κινητική της ενέργεια, εκτεταμένο φατνιακό κάταγμα ή κάταγμα τύπου Le Fort I. Σε μέσο επίπεδο θα προκαλέσει κάταγμα τύπου Le Fort II και σε ανώτερο επίπεδο θα προκαλέσει ρινογναθοηθμοειδικό κάταγμα, αφού πρώτα συντρίψει την ρινική πυραμίδα που προβάλει. Στα Le Fort I & ΙΙ, η προς τα κάτω πρόσθια στροφική παρεκτόπιση της υπερώας, και λιγότερο η οπίσθια παρεκτόπιση της άνω γνάθου, απορροφούν την παραμορφωτική δύναμη (Stanley R.B.J. και Nowak G.M. 1985).
·        Βία με προσθιοπίσθια φορά, που ασκείται στο ριζορίνιο με διεύθυνση 300-600 ως προς το οριζόντιο επίπεδο με χαμηλή κινητική ενέργεια προκαλεί μεμονωμένο κάταγμα της ρινικής πυραμίδας, εμβύθιση της μύτης και τραυματισμό των ηθμοειδών, ενώ, με υψηλή κινητική ενέργεια, κάταγμα τύπου Le Fort III. Στον κρανιοπροσωπικό διαχωρισμό, το μέσο τριτημόριο του προσώπου ολισθαίνει στο κεκλιμένο επίπεδο της βάσης του κρανίου  (450 με το οριζόντιο επίπεδο) και  παρεκτοπίζεται προς τα κάτω και πίσω. Και στα τρία επίπεδα κατάγματος της άνω γνάθου (Le Fort I-ΙΙΙ), η γνάθος απομακρύνεται από την πρόσθια βάση του κρανίου, το πρόσωπο επιμηκύνεται και παρουσιάζεται πρόωρη επαφή των γομφίων και διαταραχή της σύγκλεισης, ενώ σε εκτεταμένη συντριβή του μέσου προσώπου το πρόσωπο βραχύνεται και απωθείται προς τα πίσω (Stanley R.B.J. και Nowak G.M. 1985,  Banks P. και Brown A. 2001).
·        Βία που εφαρμόζεται με λοξή (πλάγια) διεύθυνση: σε χαμηλό επίπεδο θα προκαλέσει, ανάλογα με την κινητική της ενέργεια, φατνιακό κάταγμα, μονόπλευρο κάταγμα της γνάθου ή κάταγμα τύπου Le Fort I με στροφική παρεκτόπιση, σε μέσο επίπεδο θα προκαλέσει κάταγμα τύπου ημι Le Fort II και κάταγμα του ζυγωματικού οστού, ενώ σε ανώτερο επίπεδο με υψηλή κινητική ενέργεια θα προκαλέσει κάταγμα τύπου Le Fort III, χωρίς συντριβή στη ρινογναθοηθμοειδική χώρα. Αν η κεφαλή δεν μπορεί να κινηθεί ελεύθερα τη στιγμή της πρόσκρουσης (σταθεροποιημένη) και να εκτονώσει μέρος της ενέργειας, το μέσο πρόσωπο θα υποστεί συντριπτικές βλάβες με έντονη προς τα έσω παρεκτόπιση του ζυγωματικού, μετατόπιση του οπίσθιου τμήματός του στην υποκροτάφια χώρα και μετάδοση της ορμής βαθύτερα και πρόκληση καταγμάτων των πτερύγων του σφηνοειδούς και προσβολή του υπερκόγχιου σχίσματος (Ghobrial W. et. al. 1986).

Μηχανισμός τραυματισμών του οφθαλμού και του οφθαλμικού κόγχου.

Οι τραυματισμοί του οφθαλμού και του κόγχου είναι αποτέλεσμα εφαρμογής αμβλείας ή διατρητικής βίας στην περιοχή. Ο τύπος και η βαρύτητα του τραυματισμού εξαρτάται από την κινητική ενέργεια της παραμορφωτικής δύναμης, το υλικό και την επιφάνεια πρόσκρουσης και την προϋπάρχουσα κατάσταση στον οφθαλμό και τον κόγχο. Η ύπαρξη στον κόγχο και τον οφθαλμό, ιστών διαφορετικής πυκνότητας και ελαστικότητας εξηγεί τη συνύπαρξη πολλών διαφορετικών ειδών κακώσεων σε ένα τραυματισμό.  Χτύπημα από άμεση πρόσκρουση με αμβλύ όργανο οδηγεί σε θλάση. Ανοιχτά τραύματα μπορεί να συνυπάρχουν και σε αμβλεία βία, με επιφανειακές κακώσεις, αλλά και θλάσεις ή ρήξεις των βαθύτερων δομών. Τραύματα από οξύαιχμα αντικείμενα ή βλήματα, ανάλογα με την κινητική τους ενέργεια, προκαλούν επιφανειακό ή βαθύτερο ανοιχτό τραύμα (διατρητικά ή διαμπερή τραύματα). Η ταχύτητα και η πυκνότητα του υλικού που τραυματίζει παίζουν ρόλο στο μέγεθος της βλάβης. Στις περιπτώσεις ανοιχτού τραύματος υπάρχει πάντα η πιθανότητα παραμονής ξένου σώματος στον οφθαλμό ή τον κόγχο, οπότε το υλικό κατασκευής του αντικειμένου κρούσης παίζει ρόλο στην ανάπτυξη απώτερων επιπλοκών. Στα κατάγματα του οστέινου οφθαλμικού κόγχου, η παραμορφωτική βία μπορεί να έχει εφαρμοσθεί:
·        άμεσα στα τοιχώματα και τα χείλη του οστέινου κόγχου (μεμονωμένα κατάγματα των τοιχωμάτων ή σύνθετα με τα αμέσως γειτονικά οστά και κρανιοπροσωπικοί διαχωρισμοί), οπότε και τα κατάγματα (γραμμικά, αποσπαστικά ή συντριπτικά) βρίσκονται στο σημείο που ασκήθηκε η βία ή ξεκινούν από το σημείο αυτό.
·        στο υπόλοιπο σπλαχνικό κρανίο (γναθοπροσωπικές και κρανιοπροσωπικές κακώσεις), οπότε οι γραμμές των καταγμάτων στον κόγχο, αποτελούν συνέχεια των γειτονικών καταγμάτων, ή υπάρχουν μόνο στον κόγχο από μεταφορά της ορμής και απορρόφησή της από τα τοιχώματα του κόγχου (έμμεσο κάταγμα).
·        στο εγκεφαλικό κρανίο (κατάγματα πρόσθιου ή μέσου εγκεφαλικού βόθρου και κορυφής του κόγχου). Έμμεσα κατάγματα από απορρόφηση της βίας στην οροφή και κορυφή του κόγχου.
·        στον οφθαλμικό βολβό, οπότε μεταφέρεται η πίεση από τον οφθαλμό στα τοιχώματα του κόγχου και τα λεπτά οστικά πέταλά λυγίζουν και σπάζουν προς τα εντός τραυματίζοντας το κογχικό περιεχόμενο (στα blow in κατάγματα), ή προς τα εκτός του κόγχου επιτρέποντας έξοδο του κογχικού λίπους και παγίδευση μαλακών μορίων στις γραμμές του κατάγματος (στα blow out κατάγματα) (Τριαρίδης Σ., 2005).


Βιολογικά/Μηχανικά χαρακτηριστικά της μασητικής λειτουργίας.
Η ρινική αναπνοή και η μάσηση έχουν ουσιαστικό ρόλο στην αναπτυξιακή διαδικασία του σπλαχνικού κρανίου. Στη μάσηση ιδιαίτερα σημαντική παράμετρος είναι η μεταφορά των μασητικών πιέσεων προς τις κατακόρυφες αντηρίδες του προσώπου (Culy C. 1975, Manson P.N. et. al. 1980, Sturla et. al. 1980, Τριαρίδης Σ. 2005). Οι δυνάμεις που ασκούν πίεση στην κάτω γνάθο κατά τη μάσηση διακρίνονται σ’αυτές του κροταφίτη, του μασητήρα και τις δυνάμεις που αναπτύσσονται στη δήξη, ως αντίδραση στις μυϊκές δυνάμεις. Ο προσδιορισμός τους έχει σημασία για τον τρόπο αντιμετώπισης των καταγμάτων (ακινητοποίηση, άμεση συρματόδεση, εφαρμογή μίνι-πλακών). Οι δυνάμεις που αναπτύσσονται ιδιαίτερα στη μασητική λειτουργία, μελετήθηκαν διεξοδικά κυρίως από Ορθοδοντικούς, ερευνητές. Την τελευταία εικοσαετία κλινικές παρατηρήσεις διερευνήθηκαν πειραματικά σε πιθηκοειδή (Oyen J. και Tsay T.R. 1991).
Το όριο αντοχής των οστών σε δύναμη παραμόρφωσης (Force tolerance σε Ν) διαφέρει από άτομο σε άτομο και ιδιαίτερα είναι μικρότερο στην παιδική ηλικία. Κατά τους Härle F. et. al. 1999, οι μέγιστες δυνάμεις δήξης σε νέα άτομα με υγιείς οδοντικούς φραγμούς είναι κατά περιοχές της κάτω γνάθου, 290 Ν στους τομείς, 300 Ν στους κυνόδοντες, 480 Ν στους προγόμφιους, 660 Ν στους γομφίους.
Φυσιολογικά, η συνδυασμένη μυϊκή μασητήρια λειτουργία παράγει δυνάμεις τάσης στο άνω χείλος της κάτω γνάθου και δυνάμεις συμπίεσης στο κάτω χείλος (Champy et. al. 1977,  Härle F. et. al. 1999). Αυτό έχει σημασία για την επιλογή της θέσης που θα τοποθετηθούν άμεσες συρματοδέσεις ή πλάκες οστεοσύνθεσης στην παιδική κάτω γνάθο με τις δομικές ιδιαιτερότητές της.
Οι πιέσεις από τις μασητικές κινήσεις στο μέσο πρόσωπο, αποτέλεσμα της δράσης κυρίως των μασητήρων, των έξω πτερυγοειδών και της πίεσης της γλώσσας, δημιουργούν κυρίως πιέσεις στρέψης και μικρότερες πιέσεις συμπίεσης. Οπωσδήποτε οι πιέσεις αυτές, όπως απέδειξαν οι Champy και Lodde 1977, εξουδετερώνονται ευκολότερα απ’ ότι στην κάτω γνάθο. Αυτό σημαίνει ότι η διοστική ακινητοποίηση στο μέσο πρόσωπο είναι σταθερότερη, σε σχέση με τις μασητικές πιέσεις απ’ ότι στην κάτω γνάθο (Härle F. et. al. 1999).
Συνοψίζοντας, επισημαίνουμε τη Βιολογική/Μηχανική σημασία της μάσησης και των δομών της κατά την πρόκληση των τραυματισμών, το αποτέλεσμά τους στις παρεκτοπίσεις και την επιλογή των μεθόδων αντιμετώπισης. Στα παιδιά θα πρέπει να συνυπολογίζονται ως ευνοϊκή συνθήκη, η μικρότερη ή ανύπαρκτη μετατόπιση και η διαδικασία αναπτυξιακής αποκατάστασης (Τριαρίδης Κ., 1986).
3.4. Βιολογικές Μηχανικές ιδιαιτερότητες στην παιδική ηλικία.
Οι Βιολογικές/Μηχανικές ιδιαιτερότητες του παιδικού σπλαχνικού κρανίου, αναφορικά με την εφαρμογή της βίας, είναι πολλές και δεν είναι ενιαίες σ’ολόκληρη την παιδική ηλικία. Αφορούν το μέγεθος των δομών και τη σχέση του όγκου του προσώπου προς το εγκεφαλικό κρανίο, τη σύσταση των οστών (φλοιός-σπογγώδης ουσία) την ύπαρξη των οδοντικών σπερμάτων στη βρεφική ηλικία και αντίστοιχα την ανυπαρξία η πολύ μικρή ανάπτυξη των αεροφόρων κοιλοτήτων. Η διαφοροποίηση της κάθε μιας από αυτές τις παραμέτρους με την πάροδο της ηλικίας προεξοφλεί την ποικιλομορφία της Βιολογικής/Μηχανικής συμπεριφοράς των δομών του προσώπου στις διάφορες περιόδους της παιδικής ηλικίας.
Στο μικρό παιδί, το σπλαχνικό κρανίο είναι πολύ μικρότερο από το εγκεφαλικό κρανίο και ιδιαίτερα το μέσο και κάτω τριτημόρια του προσώπου  είναι μικρότερα σε σχέση με το άνω τριτημόριο. Η ανάπτυξη του εγκεφαλικού κρανίου είναι έντονη τον πρώτο χρόνο της ζωής και συνεχίζει μέχρι τα επτά, ενώ το προσωπικό κρανίο αναπτύσ­σεται με πιο αργό ρυθμό μέχρι και την ενηλικίωση. Η σχέση εγκεφαλικού προς σπλαχνικό κρανίο από 1:8 στο νεογνό μεταβάλλεται με την ηλικία (1:5 στο 5ο έτος, 1:3 στο 10ο) μέχρι την ενηλικίωση (1:2 ♂ και 1:2,5 ♀) (Τριαρίδης Κ. 1986, Δημητρίου Χ. 1999, Σάββας Α.Π. 1958, Larrabee W.F. et. al. 2004). Τα οστά του σπλαχνικού κρανίου στο παιδί διαθέτουν κάποια ελαστικότητα (μεγαλύτερη αναλογία σπογγώδους μοίρας, περιορισμένη πνευμάτωση οστών, ύπαρξη χόνδρινων κέντρων ανάπτυξης - πυρήνες οστέωσης) (Thaller S.R. και Huang V. 1992), οι συμφύσεις τους δεν έχουν συνοστεωθεί και το δέρμα έχει σημαντικό πάχος και άφθονο υποδόριο λίπος (Τριαρίδης Κ. 1986, Δημητρίου Χ. 1999). Η μαστοειδής απόφυση δεν είναι αναπτυγμένη κατά τη γέννηση, ενώ οι γνάθοι περιέχουν τα οδοντικά σπέρματα. Η παιδική μύτη δεν προεξέχει πολύ και ο χόνδρινος ρινικός σκελετός υπερέχει.
Η ελαστικότητα των μαλακών μορίων στον παιδικό σκελετό έχει ως αποτέλεσμα την κατανομή της δύναμης σε μεγαλύτερη επιφάνεια και τη μεγαλύτερη διάρκεια της κρούσης. Η εκτεθειμένη παιδική μύτη και τα πρόσθια δόντια υπόκεινται συχνότερα σε τραυματισμούς (Τριαρίδης Κ., 1980). Μέρος της ορμής απορροφάται από την ελαστικότητα των οστών και το παχύ δέρμα με τελικό αποτέλεσμα τα κατάγματα να μην είναι τόσο συχνά. Όταν όμως η ορμή της βίας είναι μεγάλη, το σπλαχνικό κρανίο, εξαιτίας της ελαστικότητας, δεν μπορεί να απορροφήσει το μέγεθος της ορμής και τότε αυτή μεταφέρεται στο ενδοκράνιο με συχνά θανατηφόρα αποτελέσματα (Τριαρίδης Κ., 2001). Οι συνοδές κακώσεις στους τραυματισμούς του παιδικού σπλαχνικού κρανίου αφορούν κυρίως κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις και καταγράφονται σε ποσοστό 45-88% (Iizuka T. et. al. 1995, McGrow B.L. και Cole R.R. 1990, Thaller S.R. και Huang V. 1992). Μελέτη με συμβολομετρία (electronic speckle pattern interferometry) μετά από περιοφθαλμική πλήξη σε κρανίο ενήλικα, καταγράφει ταχεία σκέδαση των δυνάμεων με ελάχιστες μετατοπίσεις, σε αντίθεση με το πιο ελαστικό παιδικό κρανίο που εκδηλώνει βραδύτερη σκέδαση των δυνάμεων με μεγαλύτερες μετατοπίσεις (Mouzakes J. et. al. 1999). Η ελαστικότητα των οστών του παιδικού προσώπου εξη­γεί τη μεγάλη συχνότητα καταγμάτων τύπου “χλωρού ξύλου” (Ducic Y. και Hamlar D.D. 1998, Δημητρίου Χ. 1999) και την καταγραφή παράδοξων οστικών κακώσεων τύπου διάσχισης σε κατ’ εφαπτομένη δυνάμεις (Hirano A. et. al. 1991).
Το μέσο τριτημόριο του σπλαχνικού κρανίου στα παιδιά, λόγω των μικρότερων διαστάσεών του, είναι σχετικά προστατευμένο και τα κατάγματά του είναι λιγότερο συχνά (0,2-13% του παιδικού τραύματος) (Iizuka T. et. al. 1995) σε σχέση με τους ενήλικες. Στα παιδιά προσχολικής ηλικίας προκαλούνται συνήθως φατνιακά κατάγματα, ενώ στα μεγαλύτερα κυρίως κατάγματα ρινικών και επίσης φατνιακά, ζυγωματικού, Le Fort και κογχικά. Κατάγματα του παιδικού οφθαλμικού κόγχου καταγράφονται σε σχετικά υψηλό ποσοστό (23-27%) (Thaller S.R. και Huang V. 1992, Anderson P.J. 1995, Posnick J.C. et. al. 1993), ενώ δεν έχουν καταγραφεί κακώσεις της κορυφής του κόγχου, καθότι η κινητική ενέργεια που απαιτείται για μια τέτοια κάκωση θα προκαλούσε θανάσιμη εγκεφαλική βλάβη (Koltai P. et. al. 1995). Τα φατνιακά κατάγματα προκαλούνται κυρίως σε κακώσεις χαμηλής κινητικής ενέργειας (πτώσεις), ενώ τα κατάγματα του ζυγωματικού και τα Le Fort σε υψηλής κινητικής ενέργειας (τροχαία) (Iizuka T. et. al. 1995). Λόγω του μεγάλου εγκεφαλικού κρανίου και της έλλειψης πνευμάτωσης του μετωπιαίου κόλπου και του ιγμορείου, στα παιδιά κάτω των 7 χρονών, είναι αυξημένη η συχνότητα καταγμάτων του άνω τριτημορίου και της οροφής του κόγχου, ενώ με την πνευμάτωση των παραρρινικών κόλπων η εντόπιση των καταγμάτων μετατοπίζεται προς το μέσο και κάτω τριτημόριο του προσώπου (McGrow B.L. και Cole R.R. 1990, Koltai P. et. al. 1995, Τριαρίδης Σ. 2005).
Η επούλωση και η πώρωση των καταγ­μάτων στα παιδιά είναι ταχύτατη, γι’αυτό πρέπει να αντιμετωπίζονται όσο πιο σύντομα γίνεται. Η διαγναθική ακινητοποίηση, λόγω της ύπαρξης των νεογιλών οδόντων ή μικτής οδοντοφυΐας, παρουσιάζει δυσκολίες, ενώ κατά τη χρήση υλικών οστεοσύνθεσης πρέπει να αποφεύγεται τραυματισμός των οδοντικών σπερμάτων και προτείνεται η αφαίρεση των υλικών οστεοσύνθεσης σε δεύτερο χρόνο (Ducic Y. και Hamlar D.D. 1998). Κατάγματα χωρίς παρεκτόπιση εί­ναι προτιμότερο να αντιμετωπίζονται συντηρητικά (Thaller S.R. και Huang V. 1992). Η σοβαρότητα των τραυματισμών του προσωπι­κού κρανίου έγκειται στη βλάβη των κέντρων ανάπτυξης - πυρήνων οστέωσης και πιθανές μετέπειτα αναπτυξια­κές διαταραχές (Thaller S.R. και Huang V. 1992, Δημητρίου Χ. 1999).
3.5. Το αποτέλεσμα της άσκησης βίας στο πρόσωπο του παιδιού.
-     Το μικρό (συγκριτικά) -και όχι ακόμα πλήρως αναπτυγμένο- μέσο πρόσωπο συμμετέχει (στατιστικά) λιγότερο στους τραυματισμούς απ’ όσο στους ενήλικες.
-     Στο παιδικό κρανίο, όπως και στον ενήλικα, υπάρχουν αντηρίδες, περιοχές αυξημένης αντίστασης και περιοχές-γραμμές ευθραυστότητας. Η διαφορά είναι ότι :
·        οι αντηρίδες (γραμμές - πυλώνες του Sicher) έχουν ελαστικότητα και, σε άσκηση βίας η «παραμόρφωσή» τους, εξισορροπείται με τη μεταφορά της ορμής στις άλλες συνδεδεμένες αντηρίδες. Έτσι ανθίστανται περισσότερο στο να προκληθεί κάταγμα, άμεσα ή έμμεσα από μεταφορά από άλλη αντηρίδα, αλλά η ορμή δεν εξαντλείται και μεταφέρεται προς τη βάση του κρανίου,
·        οι περιοχές αυξημένης αντίστασης στα παιδιά (εστίες του Ombredane) έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα-αντίσταση από τη μη ανάπτυξη των ιγμορείων (περιοχές ζυγώματος, άνω γνάθου).
·        Η περιοχή αυξημένης αντίστασης των φατνιακών αποφύσεων της άνω γνάθου (υπερώια πλατφόρμα) είναι λιγότερο ανθεκτική στα παιδιά γιατί περιλαμβάνει τα οδοντικά σπέρματα. Έτσι, στο σύνολο των καταγμάτων Le Fort, σε παιδιά, τα οριζόντια κατάγματα (Le Fort I ή Guerin) είναι τα συχνότερα, γεγονός που δεν ισχύει για τους ενήλικες.
·        Οι γραμμές ευθραυστότητας (γραμμές Le Fort) είναι οι γραμμές των καταγμάτων. Στα παιδιά αφορούν κυρίως τις περιοχές των ραφών της άνω γνάθου, του ζυγωματικού, των ηθμοειδών και τις φατνιακές αποφύσεις της άνω γνάθου και κάτω από τον κόγχο.
·        Η διαφορά της Βιολογικής/Μηχανικής συμπεριφοράς στη βία και την απορρόφηση της ορμής μεταξύ παιδιών και ενηλίκων θυμίζει τη διαφορά της μηχανικής συμπεριφοράς σε τεκτονικούς σεισμούς ανάμεσα σε ξύλινα οικοδομήματα και τουβλόχτιστα (Τριαρίδης Κ., 1986).
-     Η ελαστικότητα των οστικών δομών δεν επιτρέπει την απορρόφηση της ορμής στο σπλαχνικό κρανίο, όπως στους ενήλικες. Έτσι η ορμή μεταφέρεται προς τη βάση του κρανίου και το ενδοκράνιο. Το αποτέλεσμα είναι να υπάρχουν στα παιδιά μικροί τραυματισμοί στο σπλαχνικό κρανίο με μεγάλες ενδοκρανιακές βλάβες, ενώ στους ενήλικες οι συχνές συντριπτικές βλάβες στο σπλαχνικό κρανίο δε συνοδεύονται από σοβαρές ενδοκρανιακές βλάβες.
Εξαιτίας της ελαστικότητας των οστών στα παιδιά, παρατηρείται μια μεγάλη συχνότητα καταγμάτων τύπου «χλωρού ξύλου», χωρίς μεγάλη παρεκτόπιση και με ύπαρξη μιας συνέχειας μεταξύ των τμημάτων του κατάγματος.
-     Το παχύ στρώμα των μαλακών μορίων προστατεύει τις οστικές δομές και συνεισφέρει στη συνολική ελαστικότητα των δομών.
-     Η μύτη στα παιδιά δεν προεξέχει όσο στους ενήλικες. Η ρινική πυραμίδα στα παιδιά, με μεγαλύτερο το χόνδρινο τμήμα της, έχει μεγάλη ελαστικότητα, συμπιέζεται και επανέρχεται. Έτσι είναι συχνή η απεξάρθρωση του διαφράγματος, τα αιματώματα, και σπάνια, σε σχέση με τους ενήλικες, τα κατάγματα των ρινικών οστών. Όταν υπάρχουν κατάγματα, αφορούν τη μεσορινική ραφή (κατάγματα τύπου «ανοιχτού βιβλίου»).
Η μη απορρόφηση της ορμής της βίας από τη ρινική πυραμίδα τη μεταφέρει προς την άνω γνάθο, τα μαλακά μόρια και το ενδοκράνιο και καταγράφεται κλινικά με την εικόνα παιδιού με μικρή ή καμιά κάκωση στη μύτη -σε εφαρμογή βίας στη ρινική πυραμίδα- και μεγαλύτερες κακώσεις γύρω από τη μύτη.
-     Στα κατάγματα της κάτω γνάθου, η τάση των μασητήριων μυών, αλλά και των μυών πάνω από το υοειδές, συμπλησιάζει ή απομακρύνει τα οστικά τμήματα, ανάλογα με την εντόπιση της γραμμής του κατάγματος.
-     Τέλος, το μικρότερο βάρος και ύψος του παιδιού περιορίζει την ορμή που αναπτύσσεται κατά την πρόσκρουση, και αιτιολογεί κι αυτό τη μικρότερη συχνότητα σοβαρών τραυματισμών (Τριαρίδης Α., 2002).




Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου