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低能的冲击加载,如准静态下试验,加速度为0. 02～0. 07 m / s2 ,大多发生髂骨或髋臼、髋髂嵴骨折。当加速度达到1 m / s2 以上, 冲击速度达到3 m / s以上属于高能量撞击,此时骶骨就会发生以下三种方式骨折(图1 ) (按Denis 骶骨骨折分类法[ 3 ] ) : Ⅰ型骨折为骶骨翼骨折(笔者按其形态又分为侧块骨折和关节旁骨折) , Ⅱ型骨折为骶骨孔劈裂状骨折, Ⅲ型骨折为中央椎管骨折, Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型骨折均累及一侧神经根或两侧神经根损伤。本
次冲击试验中劈裂状通过骶骨孔骨折4例( 40%) ;骶骨翼骨折4 例( 40% ) ,其中骶骨侧块骨折2 例(20% ) ,骶骨关节旁骨折2例( 20%) ;中央椎管骨折1例(10% ) ;其余为髂骨骨折或髋臼骨折。试验中发现,冲击能量达到25 J以上会产生劈裂状通过骶骨孔骨折,并累及神经根损伤;当低于20 J时,以发生髂骨骨折和骶骨骨折为多,处于20～25 J之间易产生Ⅰ型骨折。本次试验发现Ⅰ型合并Ⅱ型骨折1例,但未发现Ⅱ型合并Ⅲ形骨折,或Ⅰ型合并Ⅲ型骨折或三型同时合并的损伤,估计冲击能量可能要求更高。
从4具骶骨孔骨折(DeinsⅡ型)的标本来看,骶骨距冲击点L5 处较近, L5 载荷直接传递给第1骶椎,在骶骨切迹剪应力作用下产生裂纹,裂纹呈劈裂状汇集向下延伸并不断扩展,通过骶外侧嵴与骶正中嵴的交界薄弱区,在骶骨孔巨大的应力集中处拉应力作用下破裂(图2) 。由于载荷的脉冲式冲击使裂纹汇合、辐射,环向延伸,当超过临界应变的部位裂纹再继续扩展,加上第3, 4骶椎厚度变薄,应力增大,裂纹在薄弱区穿引,形成横形骨折,加重了骶骨
的结构破坏,产生不可逆转变形,最终导致整个骶骨·的破坏。
2. 2 动态冲击下骶骨骨折的特点
骨盆在冲击载荷作用下发生骶骨骨折的特点与骨盆静态试验不同。根据两组标本的试验结果,前者冲击载荷为( 9 366 ±514 ) N, 后者压缩载荷为(7 806 ±365) N,两者平均差达17% ( P < 0. 01) 。而骨盆静态试验的载荷- 位移曲线(图3)显示,骶骨的位移变化较均匀,无衰减状态,并随载荷的增加而呈线性变化,当达到极限状态时呈非线性变化,最后才达到骨折。当骨折破坏时,贮存的能量释放,如低速受载时,能量会通过单纯的裂隙而释放,骶髂关节薄弱处发生骨折,骨折时稍有或没有移位,骨盆和软组织仍能保持完整。而当骶骨正面高速受载时,
载荷响应曲线显示(图4) ,较大的冲击能量在瞬间内快速释放,发生粉碎性脆性状态骨折,并对周围的软组织及神经根产生广泛而严重损伤。
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