水下冲击波和空气冲击波传播速度及物理参数的对比研究

目的 对比研究水下冲击波和空气冲击波的传播速度和物理参数。方法 分别用200、500和l000gTNT进行水下和空气中爆炸,用美国PCB公司生产的压力传感器测定冲击波物理参数,分析冲击波的传播速度、超压峰值、正向持续时间和冲量。结果 水下冲击波传播速度快、峰值压力高、冲量较大,但持续时间短,同空气冲击波相比,传播速度为空气冲击波的3．70～4．30倍,超压峰值为227．15～247．86倍,冲量为8．48～11．80倍。结论 水下冲击波较空气冲击波传播速度快,峰值压力高,冲量大,这对评价水下冲击伤伤情和防治有一定指导意义。     

水下冲击波致颅脑损伤的研究进展

水下冲击波和空气冲击波相比,传播速度快,传播距离远,冲击效应更加明显。目前模拟水下冲击波致伤的模型主要采用雷管引爆炸药和水下激波管两种方式。低频水下冲击波相比高频波更易引起颅脑损伤。颅脑损伤的致伤机制与胸腹腔压力升高经血管传递,以及爆炸瞬间的加速性损伤等有关。水下冲击波致颅脑损伤的伤情特点为严重的脑挫裂伤、颅骨骨折、脑...     

自由场爆炸冲击波对大鼠的损伤效应及其神经行为的影响

目的 探讨自由场爆炸冲击波对大鼠的损伤效应及其神经行为的影响,为弹药生物毁伤效应的评估及防护、救治提供实验依据。方法 健康成年SD大鼠90只,按照弹药类型和布放距离(18、20、25、30 m)随机分为三硝基甲苯爆炸(TNT)组(n=40)、温压(TB)爆炸组(n=40)与对照组(n=10)。采用TNT和TB装药在自由场爆炸,布放压力感受器测量距爆源不同距离的冲击波参数,通过大体解剖、组织病理检查及校正损伤严重程度指数(ASII)进行大鼠伤情判定,旷场和Morris水迷宫实验评估大鼠的神经行为学变化。结果 TNT爆炸组和TB爆炸组爆炸冲击波峰压、冲量均随距爆心距离延长而不断降低;TNT爆炸组18 m、20 m大鼠出现死亡(3/10、1/10),TB爆炸组大鼠全部存活,死亡大鼠表现为以肺冲击伤为主的复合伤;爆炸后24 h HE染色可见肺泡间隔增宽,红细胞和炎性细胞浸润,脑组织未发现明显异常病理改变;TNT爆炸组和TB爆炸组大鼠ASII评分与冲击波峰压明显相关(r=0.81、0.70,P<0.05);TNT爆炸组不同距离大鼠总活动时间、总活动距离较对照组缩短,但差异无统计学意义(P&...     

空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟

目的分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考。方法建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应。结果在冲击波与兔胸部接触的局部区域,肺部压力首先由壁面压力波经肌肉、骨骼透射进入肺部产生;肺部其他区域的压力首先由骨骼中传播的应力波透射进入肺部产生。结论空气冲击波作用下,兔肺部载荷由壁面压力波的直接作用和骨骼变形运动、骨骼-肺界面反射及空穴效应的间接作用共同决定。     

自由场实弹爆炸比格犬颅内冲击波压力变化及其影响因素

目的明确自由场环境爆炸后颅骨对冲击波的阻挡效应,以及颅内外冲击波压力之间是否存在量化关系。方法选取18只成年比格犬,采用自由场爆炸模型,分别采用1 kg和3.5 kg三硝基甲苯(TNT)装药,在距地面1.5 m的高度进行爆破。分别在距离爆源1～6 m的范围内布置环境压力测点,并与比格犬头部相对于爆源的距离及高度相当。比格犬麻醉后,顶骨开颅放入压力传感器,一侧颅内压力传感器的孔朝向并紧贴脑组织,测量来自脑组织的压力;另一侧传感器的孔朝向颅骨,测量来自颅骨方向的压力。比格犬均为卧姿固定,头部正对爆源。结果 18只比格犬死亡1只,其余比格犬均存活,24 h后Tarlov评分均为优良,大动物神经功能评分均能独立生存。测得外部冲击波压力峰值达207(47.6～207) kPa,平均122 kPa,最大冲击波压力冲量达到88 Pa·s。比格犬颅内来自颅骨方向的压力测量曲线与脑组织压力测量曲线走势接近,但来自脑组织方向的压力曲线变化更平缓。来自颅骨方向的冲击波压力峰值与同位置的外界冲击波呈对数变化趋势(相关系数=0.804)。结论自由场环境爆炸后,冲击波能通过颅骨及胸腹途径进入颅内。颅骨对冲击波有一...     

水下爆炸固体冲击波致大鼠脑损伤研究

目的 探讨水下爆炸固体冲击波致大鼠脑损伤的伤情特点及其相关发生机制.方法 水下引爆模拟舰船舱室外的点爆源,制作固体冲击波致舱内大鼠脑损伤模型.72只SD雄性大鼠随机分为正常对照组(n=8)、致伤1组(600mg黑索金纸质点爆源制作,n=32)、致伤2组(800mg黑索金纸质点爆源制作,n=32),各致伤组随机分为3、6、24、72h共4个亚组(n=8),测量隔板整体及8只动物头部的固体冲击波峰值、上升时间及持续作用时间,观察伤前伤后动物生理变化,留取血浆样本行脑损伤标记物NSE、S-100β测定,处死动物后取脑组织右半部,烘烤称重,计算脑含水量.留取24h组动物脑组织左半部行病理检查,对海马CA1区正常锥体细胞进行计数分析.结果 致伤1组隔板上整体固体冲击波峰值为1369.74±91.70g,上升时间0.317±0.037ms,持续时间24.85±2.53ms,头部固体冲击波峰值为26.83±3.09g,上升时间0.901±0.077ms,持续时间104.21±6.26ms;致伤2组整体固体冲击波峰值为1850.11±83.86g,上升时间0.184±0.031ms,持续时间35.61±2.66ms,头部固体冲击波峰值为39.75±3.14g,上升时间0.607±0.069ms,持续时间132.44±7.17ms;两组数据对应参数之间差异有统计学意义(P＜0.01).伤后动物脑组织解剖大体观未见异常,脑损伤标记物NSE、S-100β伤后均增高,24h达峰值,各组差异有统计学意义,致伤2组＞致伤1组＞正常对照组(p＜0.05);伤后脑含水量增多,24h达峰值,各组差异有统计学意义,致伤2组＞致伤1组＞正常对照组(P＜0.05);光镜观察伤后24h大鼠脑组织存在神经元急性损伤改变,海马CA1区正常神经元密度致伤2组＜致伤1组＜正常对照组(p＜0.05).结论 水下爆炸固体冲击波可引起舱内大鼠脑水肿、脑神经元变性坏死等病理改变,造成大鼠轻度创伤性脑损伤,需加强防护与救治.     

爆炸性冲击伤

本文报告了爆炸性冲击伤的发生机理和采用的正确疗法。分析了爆炸产生的压力形式,即正性压力波、负压或冲击波吸力,高速风(紧靠冲击波阵面后迅速运行,也称动压),对水下爆炸冲击波也作了一些解释。描述了压力对人体的效应,即碎裂效应、内爆效应、人的冲击损伤。动物实验和临床经验表明,最易致伤的器官是鼓膜,肺和胃肠道。神经系统的变化亦最为常见。Benzinger证明,冠状动脉内的气栓是产生中枢神经系统症状的主要原因。爆炸后在体循环的动脉内(并非静脉内)发现气栓,这显然不同于潜水病综合征。当肺内气腔与肺静脉交界处肺组织破裂时,空气进入循环。在那些爆后立即死亡的动物脑内解剖时发     

水下冲击伤伤情特点的实验研究

目的 探讨水下冲击伤的伤情特点.方法 成年杂种犬19只,布放于离爆心10.36、12.79、15.25m,1.019kg和1.020kg TNT水下3m爆炸,PCB压力传感器测定冲击波物理参数,观察现场至伤后20～28小时动物存活情况和大体形态学改变.结果 犬死亡率为31.58%(6/19).形态学观察发现肺损伤发生率最高(100%),主要表现为不同程度的肺出血和肺水肿;其次为肠道损伤(26.32%),主要表现为浆膜下出血,浆肌层撕裂和浆膜下血肿;部分可见肝脾轻微的包膜下出血和血肿.1例出现膀胱浆膜和黏膜下出血,体表未见损伤.结论 水下冲击伤具有死亡率高,肺损伤发生率高、肠道损伤发生率较高、肝脾等实质脏器损伤轻微,胆囊、膀胱等含液脏器和体表很少发生损伤等特点.     

水下冲击伤后肺与血气的变化及其意义

目的 观察水下冲击伤后肺损伤程度及血气指标的动态变化与动物伤情的关系。方法 38只成年犬,用TNT炸药致不同程度的水下冲击伤,现场死亡动物和存活动物分别于死后即刻和伤后6h进行大体解剖观察,利用便携式手持血气分析仪测定伤前、伤后30min和6h的动脉血气。结果 水下冲击伤肺损伤主要表现为不同程度的肺出血、肺水肿;冲击波正向冲量与肺损伤程度和动物死亡密切相关;呼吸频率、血氧分压以及二氧化碳分压的变化可反映肺损伤程度。结论 严重的肺损伤导致的低氧血症可能是水下冲击伤动物早期死亡的主要原因,伤情的严重程度与水下冲击波的正向冲量密切相关。     

水下冲击波致犬肺损伤的病理学改变

目的 探讨水下冲击伤后肺的病理学改变.方法 成年杂种犬29只,布放于离爆心10.36～15.25m处,分别用968、1 019、1 020g TNT水下3m爆炸,水中压力传感器测定冲击波物理参数,观察伤后肺的大体形态学改变以及光镜和电镜下组织结构的变化.结果 肺损伤的发生率达93.1%,大体形态学改变主要为肺出血、肺淤血和肺水肿;光镜下可见肺泡腔内有大量的红细胞及纤维蛋白渗出;电镜下可见肺泡壁毛细血管内皮细胞破坏严重,部分线粒体出现空泡变与髓鞘样结构,常可见脱落的变性的肺泡Ⅱ型上皮细胞等特点.结论 严重的肺出血和肺水肿可能为动物水下冲击伤早期死亡的主要原因.     

水下冲击伤防护的初步探讨

目的 探讨水下冲击伤防护的可行性和一些基本原理和方法,为研制水下冲击伤的防护服奠定基础。方法 50只兔,随机分为对照组和防护组,分别将动物成对置于离爆心5．00、7．50、8．75、10．00、12．50、15．00、17．50m处,用200gTNT炸药球进行水下爆炸,采用压力传感器测试水下冲击波的物理参数。观察伤后6h动物的存活情况和病理形态学改变。结果 自行研制的防护装置对水下冲击伤具有明显的防护作用,尤以对水下冲击伤的靶器官肺和胃肠道最为明显,使用防护装置后其总伤情降低了2～3级。结论 防护装置可大大减轻水下冲击伤的伤情。     

水下冲击伤损伤特点的初步探讨

目的 初步探讨水下冲击伤的损伤特点。方法 成年杂种犬20只，布放于离爆心5.00-17.50m处,0.5kg TNT水下3m爆炸，水中压力传感器测定冲击波物理参数，观察伤后6h犬的存活情况和大体形态学改变。结果 犬的死亡率为25％（5／20），大体形态学改变主要为肺出血、肺水肿及肠管浆膜和黏膜下出血，少数犬有胰腺出血和心内膜下出血。结论 水下冲击伤具有死亡率高、肺损伤严重、肠管损伤发生率较高及肝、脾、肾等实质脏器和体表很少发生损伤的特点。     

爆炸性武器破片与冲击波复合伤发生情况初探

目的 探讨爆炸性武器破片与冲击波复合伤发生情况和损伤特点。方法 山羊34只,用装药量2k和30k的战斗部进行静爆,观察现场至伤后24小时动物存活情况,形态学改变和破片与冲击波复合伤的发生率。结果 现场死亡15只,伤后24小时内死亡3只,死亡率为18／34(52．94％)。形态学改变主要表现为软组织挫伤或缺损,体腔破裂,肢体断离缺失,肢体骨折,心、肺、胃肠道、肝、肾等内脏器官不同程度出血,甚至发生肺破裂,胃肠道穿孔和肝、肾破裂。破片与冲击波复合伤的发生率为16／34(47．06％)。结论 爆炸性武器所致破片与冲击波复合伤具有发生率高、伤情重,死亡率高的特点,早期救治的重点是及时有效地处理肺损伤和内脏器官破裂与穿孔。     

Primary blast injuries]

Blast injuries are defined as injuries occurring under effects of blast wave caused by explosion. They can be primary (exclusively due to blast wave effects), secondary (impact of fragments from the environmental material), and tertiary (whole body displacement and impact into solid objects or ground). Today they are result of war operations, terrorist actions and accidents in industry and households. One of the basic characteristics of primary blast injury are severe and even fatal damages, primarily of air-containing organs (respiratory and digestive tracts, auditory system) with simultaneous lack of visible external signs of injuries. Except for magnitude and duration (over-pressure) of the blast wave, the severity of injury depends also on other factors. When the blast wave reaches the lethal level, most of the lethal cases occur during the first 2 hours after injury, and those who survive have good chance for recovery. Some measures and procedures can lessen the harmful effects of blast wave, however, effective protection is not available.     

颌面部爆炸伤(弹冲复合伤)致肺损伤的实验研究

目的探讨颌面部爆炸伤时肺损伤的情况及其致伤机制.方法采用瞬发纸质电雷管、“五三”式滑膛枪以及同步测速及测压系统,建立口腔颌面部爆炸伤模型,造成犬颌面部弹(片)冲击复合伤.记录致伤参数,观察动物伤情及肺组织的病理变化.结果所有动物颌面部损伤均为咬肌区软组织切线伤,胸部压力波超压值平均63.7kPa,并未见明显损伤.伤后动物呼吸浅快,肺组织损伤严重,表现为肺组织的瘀血、水肿,以及大量中性粒细胞浸润,以左肺上叶明显.结论颌面部弹(片)冲复合伤时可并发肺组织的严重损伤,高速破片及爆炸冲击波的复合作用可能为其致伤机制.     

爆炸冲击伤的诊断

爆炸冲击伤是爆炸后冲击波超压直接作用机体,因释放能量而产生的各种损伤,属原发性爆炸伤。爆炸冲击伤表现外轻内重,多发伤、复合伤多见,脏器挫伤重,伤情发展迅速,诊断难度大。本文详细介绍了爆炸伤的分类及爆炸冲击伤的致伤机制,肺、胃肠道和耳爆炸冲击伤的临床表现,X线片、CT和超声检查,动脉血气以及耳镜及电耳镜、听功能和前庭功能等检查手段,并阐述了常见爆炸冲击伤的诊断要点。     

水下冲击伤后犬主要脏器的病理学改变

目的：观察动物水下冲击伤后主要脏器的形态学变化。方法：采用大体、光镜和电镜的方法观察犬水下冲击伤后肺脏、小肠及心脏的病理变化。结果：损伤动物大体解剖可见明显肺出血、水肿,光镜下可见肺出血、淤血,肺泡腔内有大量的红细胞及纤维蛋白渗出,电镜下可见肺泡壁毛细血管内皮细胞破坏严重,部分线粒体出现空泡变与髓鞘样结构。以出血为主的肠道损伤明显可见。可见少量心肌纤维断裂,心肌细胞肿胀。结论：严重的肺出血、水肿可能是水下冲击伤动物早期死亡的主要原因。动物伤情的严重程度与水下冲击波的正向冲量密切相关。肠道损伤也应引起足够重视。