小破片伤的特点及救治研究进展

王建民

破片杀伤是指导弹、炮弹、炸弹、手榴弹等爆炸性武器爆炸时，其内部的炸药将外壳撕裂成许多破片至杀伤目标的过程。自然破片是在爆轰产物作用下，壳体膨胀、断裂破碎而成，因此其壳体既充当了容器又形成杀伤元素，破片的大小不均匀，形状不规则，在空气中飞行时速度衰减快，使榴弹的有效杀伤范围有限。预制破片采用壳体刻槽、炸药刻槽或增加内衬等技术措施，使壳体局部强度减弱，控制爆炸时的破裂部位，从而形成破片，这类损伤的特点是形成的破片大小均匀，形状基本规则。

现代战伤的流行病学研究表明，随着武器发展，以及打击方式、打击样式的改变，爆炸伤已经成为现代战争中战伤的主要类型。刘理礼等对近代12次战争的伤类统计分析发现［1］，爆炸伤与弹片伤仍然是现代战争的主要损伤因素，其中爆炸伤呈现出明显的增加趋势（表1）。

在爆炸伤的致伤因素中，破片与冲击波是两类主要的致伤因素，而其中破片的致伤半径通常达到冲击波的3倍以上，因此，破片伤的处理依然是现代战争中战伤救治的首要任务。

1 小破片伤的定义及其伤情特点

1.1 小质量破片（小破片）意义 根据国军标（GJBz 20450-97）“小质量钢质破片对人员的杀伤判据”［2］对于小破片的定义是，质量＜0.45 g的破片为小质量破片。

表1 不同战争时期不同伤型的发生率（%）

小质量破片目前广泛应用于各类杀爆致伤的设计中，破片质量多为0.15～0.25 g；在单兵榴弹的预制破片中，预制破片质量甚至小至0.1 g。小破片的广泛设计与应用，增加了破片致伤的密集度，同时给现代战伤救治带来了复杂性。

1.2 小破片的伤情特点 与破片的类型、打击速度、打击部位以及个体的防护密切相关。爆炸性武器破片的初速多较大，在新型高爆弹药战斗部中，破片初速可达2000 m/s以上。超高速破片的产生，不仅增加局部的损伤效应，还可导致严重的远达性损伤效应，从而增加救治的复杂性与难度。同时，近距离范围内，也多为爆炸冲击波的致伤区域，因此，近距离范围内的破片伤一方面毁伤较为严重，另一方面也常复合严重的冲击伤，尤其是破片复合冲击波损伤时，常导致肌肉软组织的广泛性撕裂与毁损。

在战斗部爆炸威力不断增大的同时，随着材料科学的发展，新型壳体材料的应用也导致了生物损伤效应的显著变化。由于战斗部攻坚任务的需求，钨合金等高密度壳体材料的应用，从而产生不同于普通破片的高密度破片伤。高密度破片通常穿透性能强，造成的组织毁伤范围大。笔者的实验研究发现，0.15 g的钢质球形破片，在900 m/s以下的速度时，已不能穿透实验猪的胸腔；而0.07 g的钨质破片，在600 m/s左右的速度时，则可以穿入实验动物的胸腔，造成胸主动脉的大出血致死。另一方面，由于战斗部易燃效能的需求，易燃金属稀土合金、锆锡合金和海绵锆等预制破片的应用，在遇到有生目标时也易产生较特殊的杀伤效应。此外，由于伍德合金等材料具有遇阻力变形的特点，因而能提高破片的剩余能量利用率，可出现高效杀伤性的破片伤。

小破片虽然覆盖面广、密度高，但同时在空气中衰减也快，因此，更大范围内的致伤有可能是通过低能小破片的方式对人员造成杀伤效应，这类破片大多数可被头盔、防弹衣所防护，因而需要手术治疗的伤员中以多发性四肢小破片伤占多数。

2 小破片伤的创伤弹道特点

一般投射物对机体的致伤，主要取决于两种作用力：一是前冲力，它使投射物沿弹轴前进，直接破坏组织，造成贯通伤和（或）非贯通伤，并形成永久伤道，是直接撕裂性损伤的主要致伤因素；此外，在高速投射物撞击体表的瞬间，在前冲力的作用下，可产生强大的冲击波，加重对机体组织的损伤。二是侧冲力，它与伤道垂直并主要以压力波的形式向伤道四周扩散。在侧冲力的强大压力波作用下，形成脉动性瞬时空腔，可造成四周软组织和骨组织的损伤。

小破片的创伤弹道学特点符合一般创伤弹道学的基本规律，但也有其自身的特点，主要表现是：（1）瞬时空腔效应不明显。瞬时空腔的形成是高速投射物致伤的一个最重要的特点。在投射物高速穿过机体组织的过程中，伤道周围弹性软组织在压力（高达10 MPa以上）作用下向外扩展，可形成比投射物本身直径大10～30倍的空腔，但仅持续数毫秒。瞬时空腔既是高速飞行的投射物穿过机体组织后，组织内部发生的一种变化迅速的物理现象，又是造成组织器官严重创伤的一个重要原因。瞬时空腔不仅在体积上远大于投射物本身，而且具有急剧胀缩的脉动性周期。空腔开始形成时，空腔内压力值最大，当瞬时空腔膨胀至最大时，压力值降至最小，甚至达负压值。瞬时空腔的周期性胀缩，既可产生强大的压力波在机体内传播，引起邻近及远隔部位组织器官的损伤，又可通过空腔内的负压吸吮作用，导致伤道严重污染。小破片由于体积小，与生物组织的接触面小，因此撞击时遇到的阻力小，对生物组织产生的切割力大，产生的侧冲力小，因此形成的瞬时空腔小，远隔部位的损伤与局部的伤口污染程度均可能较小。（2）伤道入口多大于出口。刘荫秋等对0.44 g的钢球、圆柱、方形及三角形破片致伤生物研究表明，小破片致伤时，伤道入口多大于出口，且速度愈快、差别愈大。速度达到1300 m/s时，入口面积比出口大十几倍或更多。不同速度破片致伤时的伤道形状呈入口逐渐增大的变化规律。低速破片撞击时，伤道呈圆柱状；中速撞击时，伤道似葫芦状；高速撞击时则呈浅而宽的倒喇叭状；高速撞击时的倒喇叭状形成是因为高速钢球穿入组织时，由于组织内的阻力大而骤然减速，大量的能量释放在入口部较短的距离上，则造成浅而宽的伤道。（3）非贯通伤多。非贯通伤是指仅有入口、没有出口的一种伤道类型。小破片由于在组织内能量衰减快，穿透能力弱，因此容易停留在组织内，造成非贯通伤。（4）复杂伤道多。伤道的复杂性是投射物致伤的一个重要特征。高速弹丸所致伤道的复杂性主要体现在两方面，一是投射物伤道损伤组织多，体现在组织损伤的类型复杂；二是组织损伤的深度在伤道周围呈锯齿状交错，体现在组织损伤的范围复杂。小破片所致伤道不仅同样具有上述的伤道复杂性，还具有其自身的复杂性特征。主要体现在伤道的径路复杂。小破片在组织内能量衰减较快，遇密度不同组织时易发生弹道方向的变化，因此容易造成复杂伤道。

3 小破片伤的效应评估

小破片伤的评估包括杀伤效应评估与损伤效应评估两方面，杀伤效应评估体现小破片对人体作用后，人员失去执行战斗任务能力的水平，它是为武器的设计提供依据的一种评估。损伤效应评估是体现小破片伤对人员生命体征的威胁程度，是为战伤救治提供依据的一种评估。

3.1 小破片的杀伤效应评估 我国目前仍使用的8 kg/m杀伤标准。也就是说一个投射物具有8 kg/m的动能就认为具有杀伤能力，常用的具体方法采用的松木版穿透能力的评估方法。虽然该评估方法长期来被各国采用，但它也存在一些局限性，主要表现在：（1）对生物体的不同部位而言，伤情差别很大。如命中要害部位，损伤主要脏器，虽不足8～10 kg/m动能，也能致重度的损伤；相反，命中非要害部位，即使上述2倍的动能，也不一定造成严重损伤。（2）由于命中部位不同的伤情差异，单一杀伤能力的动能标准是不存在的。也就是说不存在一个明显的杀伤不杀伤的能量界限，即在这个界限以上具有杀伤能力，在这个界限以下就不具有杀伤能力。（3）由于投射物的种类很多，形状各异，质量不一，即使动能相同，其他杀伤因素也不会相同，因此其杀伤能力也不会存在差异。

由于动能杀伤标准与客观实际情况的不相符性，因此，国内外学者提出了单个破片杀伤效应的概率评估方法［3］，即建立破片参数（如质量、速度等）与命中人体条件下杀伤概率的关系来表征单个破片杀伤威力的方式。其中以条件性概率法评估投射物杀伤效应的方法得到了最为广泛的认可。该评估方法中包括了失能概率P（I/H）与致死概率P（L/H）的评估，其中H为命中概率，I为失能概率，L为致死概率。P（L/H）的计算相对简单，死亡与非死亡通常以伤后50 min为界。就个体而言，该事件为0或1；就群体而言，P（L/H）即为死亡个体占群体的百分比。但对于失能概率P（I/H）的计算，则要复杂得多。顾名思义，所谓失能，即指战斗人员丧失执行某项特定战斗任务的能力。因此，失能概率P（I/H）的计算不仅与投射物的致伤程度、损伤部位有关，而且与战斗人员执行战斗任务的类型有关。这些任务包括了进攻、防御、后勤以及预备等，根据不同的战斗任务，所需要观察的时间从伤后30 s到伤后5 d不等。对于个体的失能概率，其失能评估的数学模型为；P（I/H）=1-exp［-a（mv3/2-b）n］。其中，m 为投射物的质量，v为投射物的撞击速度，a为执行战斗任务的类型，b为伤后时间，n为投射物致伤的头、颈、胸、腹、四肢等解剖部位。

3.2 小破片的损伤效应评估 对于破片损伤严重度的评估［4］，常用简明损伤定级法（abreviated injury scale，AIS），以及在AIS基础上派生的损伤严重度评分（injury severity score，ISS）。 AIS 评分对每一损伤条目给一个特定的六位数编码再加一个严重度评分（共七位数），记为小数形式。AIS编码的含义如下：首位数表示身体区域；第二位数表示解剖结构的类别；三、四位数表示具体的解剖结构或在体表损伤时具体的损伤性质；第五、六位数表示解剖结构的损伤程度，小数点后面的数字为AIS评分。例如腹部皮肤撕脱伤NFS伴脾脏中度撕裂伤长度3 cm，评分为“510800.1、544224.3”。

4 小破片伤的救治原则

高速小破片伤由于具有伤口与伤区多、伤口小、非贯通伤多等特点，其救治一方面要遵循火器伤救治的一般规律，同时，也要注重小破片伤本身的损伤特点。

对于小破片伤，手术清创仍然是首要选择［5，6］。但清创的原则与传统清创有所差异。传统的清创手术要求早期完全开放伤道，冲洗并清除各种异物，切除因损伤而失活或坏死的肌肉组织，开放引流3～5 d后延期缝合伤口。其处理原则的理论依据是基于瞬时空腔脉动不仅对伤道组织产生巨大的撕裂、挫伤作用，造成伤道内严重污染，还严重破坏其周围组织的微循环，导致组织缺血坏死，因而伤道内组织大多需要切除。对于坏死肌肉组织的判断主要采用 “4C”法，即颜色 （colour）：暗红色；韧性（consistence）：触之软泥样；收缩性（contractility）：夹之无收缩；血供（capillary）：切开不出血。支持较大范围组织切除的另一个重要原因是火器伤伤道内组织污染的严重性。虽然弹片和可见的衣物碎片不难清除，泥土等污物也可通过大量冲洗去除，但一些细小不可见的异物可呈放射状分散进入组织深处，成为潜在的感染灶。切除有活力但污染严重的组织的确有助于感染的控制，但这种一个世纪前无抗生素时代建立的方法现在受到了越来越多的质疑。切除过多肌肉或创缘将造成较大的组织缺损，有时不得不以转移皮瓣或植皮覆盖，这也必将影响后期的功能康复。

对于小破片伤的处理，Bowyer曾做过较细致的研究［7，8］，他采用 0.2 g 的钢柱，以 500 m/s 的速度打击猪后肢，失活组织边界在不同时间组中均接近1 mm，不同时间组并没有明显的临床区别。受伤后皮肤表面菌群在类别和数量上与受伤之前均无明显改变；伤道内细菌学检查表明，12个伤道样本中只有2个产生阳性培养结果，其中1只在伤后1 h取样，在接近动物伤口表面及伤口深处有非致病性葡萄球菌及粪链球菌呈少量混合生长。1只伤后6 h取样，动物伤口表面有少量混合生长的非致病性葡萄球菌。所有厌氧菌培养均为阴性。以上结果表明，小破片伤伤道周围组织失活区域较局限，大多数情况下无须外科处理；同时这些伤口感染概率也较低，因此，大部分小破片伤在无感染情况下无须外科处理，而可以自行恢复，因而现代战争中的多发小破片伤适宜保守治疗。

参考文献

［1］刘理礼，周世伟.时效救治理论与救治措施时效标准研究［D］.重庆：第三军医大学，2003.

［2］中华人民共和国国家军用标准.小质量钢质破片对人员的杀伤判据（GJBz 20450-97）［S］.中国人民解放军总参谋部发布（1997-10-13）.

［3］王建民，赖西南，陈 洪，等.武器杀伤效应的检测与失能判定的标准与依据［J］.野战外科通讯：武器杀伤效应评估评估现状与进展特辑，2006，31（3）：55-57.

［4］姚元章.创伤评估方法及进展［J］.野战外科通讯：武器杀伤效应评估评估现状与进展特辑，2006，31（3）：58-63.

［5］许 川，李兵仓.爆炸破片伤的机制、特点及早期外科处理［J］.创伤外科杂志，2011，13（1）：86-89.

［6］赖西南，陈志雄，李素芝，等.高原破片伤的创伤弹道学特点［J］.创伤外科杂志，2006，8（4）：297-300.

［7］ Bowyer GW，Cooper GJ，Rlce P.Management of small fragment wounds in war：Current research［J］.Ann R Coll Surg Engl，1995，77（2）：131-134.

［8］ Bowyer GW.Management of small fragment wounds in modern warfare：a return to Hunterlan principles?［J］.Ann R Coll Surg Engl，1997，79（2）：175-182.