Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe explosiegolven menselijk hersenletsel veroorzaken, zelfs zonder directe hoofdinslagen?

Blastverwondingen komen vaak voor tijdens explosies, die sterke schokgolven van samengeperste lucht produceren die zich met supersonische snelheden voortbewegen. Hoewel directe schokken op het hoofd ongetwijfeld tot ernstig hoofdletsel kunnen leiden, kunnen explosiegolven, zelfs zonder directe impact, nog steeds aanzienlijke schade aan de hersenen veroorzaken en worden ze soms 'niet-impact hersenletsel' genoemd.

De hersenschade veroorzaakt door explosiegolven kan op verschillende manieren ontstaan:

1. Drukgolf en hersenverplaatsing:De plotselinge verandering in atmosferische druk veroorzaakt door de explosiegolf kan een drukgradiënt over de schedel genereren. Deze ongelijkmatige drukverdeling kan ervoor zorgen dat de hersenen snel in de schedel verschuiven, wat mogelijk kan leiden tot kneuzingen, snijwonden en schade aan de bloedvaten.

2. Versnellings- en vertragingskrachten:De explosiegolf kan ervoor zorgen dat het hoofd en het lichaam snel accelereren en vervolgens abrupt vertragen, waardoor de hersenen worden blootgesteld aan hoge traagheidskrachten. Dit kan resulteren in hersenbewegingen in de schedel, wat leidt tot diffuse axonale schade (DAI) - schade aan de zenuwvezels die verschillende hersengebieden met elkaar verbinden.

3. Structurele vervormingen van de schedel:De intense druk die door de explosiegolf op het hoofd wordt uitgeoefend, kan ervoor zorgen dat de schedel vervormt of zelfs breekt. Deze vervormingen kunnen het hersenweefsel direct beschadigen, of ze kunnen resulteren in secundaire verwondingen zoals bloedingen of compressie van de hersenen.

4. Indirect letsel:explosiegolven kunnen ook letsel veroorzaken door andere delen van het hoofd en de nek te beschadigen. Het scheuren van trommelvliezen, schade aan de sinussen en ontwrichting of fracturen van de cervicale wervelkolom kunnen allemaal indirect de hersenen beïnvloeden en bijdragen aan symptomen van hersenletsel.

De omvang van de hersenbeschadiging door explosiegolven hangt af van verschillende factoren, waaronder de intensiteit van de explosie, de afstand tot de explosiebron, de positie van het hoofd van het individu en de aanwezigheid van beschermende uitrusting. Zelfs relatief milde blootstelling aan explosies kan echter resulteren in aanzienlijke neurologische gevolgen en gezondheidsproblemen op de lange termijn, zoals cognitieve tekorten, geheugenverlies, posttraumatische stressstoornis en chronische pijn.