BIOMECÂNICA DO IMPACTO

Transcrição

1 Biomecânica da Lesão no Tórax e Abdómen A biomecânica da lesão no tórax e no abdómen está directamente relacionada com a quantidade e taxa de deformação que ocorrem nesta região do corpo durante uma situação de impacto. Lesões no Tórax e Abdómen (Ilustração do aparato muscular)

2 Mecanismos de Lesão no Tórax e Abdómen A lesão no tórax e abdómen está directamente relacionada com a energia cinética do objecto de impacto assim como com a sua forma, rigidez e ponto e direcção de impacto. A resposta biomecânica do tórax e abdómen tem essencialmente 3 componentes: Uma componente de inércia que surge como oposição às acelerações induzidas pelo impacto nesta região do corpo. Uma componente elástica associada à rigidez dos ossos e tecidos moles e que é fundamental na protecção desta região em impactos a baixa velocidade. Uma componente viscosa associada às características viscosas dos tecidos moles e que é particularmente importante para o desenvolvimento de uma força resistente limitadora da deformação durante impactos a velocidades elevadas

3 Mecanismos de Lesão no Tórax e Abdómen Durante situações de impacto, estas três componentes combinam-se de forma a desenvolver uma força dinâmica resistente que limita a deformação e previna o aparecimento de lesão. A lesão surge quando a deformação provocada nos tecidos moles e órgãos internos excede o seu limite máximo de recuperação. A componente viscosa tem um papel muito importante na protecção dos órgãos pois permite a dissipação de parte da energia do impacto. Quando a compressão no torso excede o limite de tolerância desta região, vão existir fracturas de costelas. A partir deste momento os órgãos internos e veias ficam mais vulneráveis, havendo uma maior probabilidade de sofrerem contusões ou rupturas. No entanto, podem surgir lesões nos órgãos internos sem que haja fractura da caixa torácica. Quando este mecanismo de lesão ocorre tem a ver com forças de impacto transmitidas a velocidades muito elevadas e às ondas de choque associadas

4 Mecanismos de Lesão no Tórax e Abdómen Também a inércia associada aos órgãos internos pode estar relacionada com lesões nestes órgãos (hemorragias e rupturas) sem que para isso haja colapso da estrutura óssea. Devido à inércia dos órgãos internos, vai existir movimento relativo entre estes e a caixa torácica que pode resultar em vários tipos de lesão, se deste movimento resultarem extensões que vão para além do limite tolerável, podendo haver: Ruptura dos pontos de ligação e ancoragem. No caso de uma artéria, extensões excessivas provocam a sua ruptura ou disrupção. No caso do coração, movimentos excessivos podem provocar extensões excessivas da aorta junto dos seus pontos de ligação ao corpo, levando a lacerações transversais quando a extensão limite máxima é excedida

5 Mecanismos de Lesão no Tórax e Abdómen O abdómen é uma região mais vulnerável à lesão que o tórax uma vez que existe menos caixa torácica para proteger os seus órgãos internos. Impactos directos no abdómen podem lesionar órgãos vitais como o fígado e rins. Compressão no fígado aumenta a sua pressão interna gerando extensões e distorções nos tecidos que quando ultrapassam os limites de tolerância resultam na laceração dos vasos hepáticos mais importantes

6 Níveis de Tolerância à Lesão no Tórax e Abdómen Considerando o tipo de mecanismos de lesão no tórax e abdómen, os critérios de lesão mais utilizados estão também relacionados com a aceleração, deflexão e viscosidade: TTI Torax Trauma Index: O TTI é um critério de aceleração utilizado na avaliação do potencial de lesão no tórax em impactos laterais. Utiliza métodos de regressão linear para correlacionar a informação contida numa extensa base de dados com a informação medida por um vector de 12 acelerómetros, para a determinação da cinemática da caixa torácica. O TTI é um critério estatístico, o que é considerado como sendo uma desvantagem pois não há uma correlação directa com o fenómeno físico

7 Níveis de Tolerância à Lesão no Tórax e Abdómen TTI Torax Trauma Index: Inclui no seu cálculo o peso e idade da pessoa: TTI = 1.4 AGE ( RIBy + T12y) M RIBy [g] Valor máximo absoluto (após filtragem) da aceleração lateral medida na 4ª e 8ª costela. T12y [g] Valor máximo absoluto (após filtragem) da aceleração lateral medida na 12ª vértebra torácica. M e M std [kg] Massa do indivíduo e massa do ATD de 50%ile (75kg). A tolerância limite para o TTI é de 100 g. Tol. TTI (esq) > Tol. TTI (dir) devido à quantificação das lesões no fígado. M std

8 Níveis de Tolerância à Lesão no Tórax e Abdómen C Chest Compression Criterion: Testes realizados em cadáveres e animais revelaram que a compressão máxima do peito é um critério mais rigoroso para aferir o potencial de lesão no tórax e abdómen. A compressão no peito é calculada como: C = P( t) D Onde P é a deformação [mm] e D a espessura do tórax [mm]. Correlação entre a AIS e o TTI para impactos frontais

9 Níveis de Tolerância à Lesão no Tórax e Abdómen VC Viscous Criterion: O critério de compressão (C) não reflecte correctamente a probabilidade de lesão para velocidades de impacto mais elevadas. Simulações feitas com animais e cadáveres demonstraram que para um valor constante de compressão máxima, o valor da AIS é maior para maiores velocidades de compressão. Esta constatação é observada para impactos frontais, laterais e abdominais. Os ensaios revelaram que: Para velocidades até 3.0 m/s apenas a compressão necessita de ser tomada em consideração. Para velocidades acima de 3.0 m/s e abaixo de 30.0 m/s a compressão assim como a velocidade de compressão necessitam de ser consideradas. Para velocidades acima de 30.0 m/s apenas a velocidade de compressão interessa

10 Níveis de Tolerância à Lesão no Tórax e Abdómen VC Viscous Criterion: O VC é calculado da seguinte forma: dd( t) VC = V ( t) C( t) = dt D( t) D Onde: V(t) é a velocidade de compressão [m/s]. C(t) é a função de compressão instantânea. D é a espessura do tórax. Parâmetros preponderantes na análise do risco de lesão no tórax-abdómen. Testes mostram que o valor de VCmax é muito bem relacionado com o risco de lesão. VC max = 1 m/s significa uma probabilidade de 25% de haver uma AIS4+, i.e., lesões muito graves