Passa ai contenuti principali

Le lesioni ossee causate dalle esplosioni

Sia in contesti di guerra che civili, gli attacchi terroristici sono diventati comuni. Gli ordigni esplosivi improvvisati sono comunemente usati negli atti di natura terroristica, essendo questi un mix di elementi professionali combinati ad altri "fatti in casa", e sono tipicamente un misto di esplosivi a basso ed alto potenziale. Anche le guerre moderne e contemporanee sono caratterizzate dall'uso massiccio di esplosivi. Questo si vede nel genere di lesioni sostenute dai militari in missione: ad esempio, tra i soldati statunitensi in Iraq e Afghanistan, le ferite da arma da fuoco si sono presentate solo nel 18% dei casi, mentre ben il 78% di esse sono state causate dall'uso di esplosivi. 

Un'esplosione è caratterizzata da una fase positiva ed una negativa. La fase positiva viene originata dalla detonazione, e viaggia attraverso il materiale esplosivo ad una velocità media di 6-8 km al secondo. Quando l'onda incontra l'atmosfera e si muove in essa, l'aria viene spostata ad alta velocità; il movimento dell'onda crea un vuoto che l'aria nell'atmosfera tende a riempire velocemente, creando la fase negativa dell'onda di esplosione. La fase negativa non è potente come quella positiva, ma dura di più. 

Gli esplosivi possono essere di alto o basso potenziale. Gli esplosivi a basso potenziale subiscono deflagrazione, ovvero la combustione subsonica degli agenti chimici presenti, come succede ad esempio in un incendio. Questo genere di esplosione avviene in caso di polvere da sparo, propellenti, e fuochi di artificio. Gli esplosivi ad alto potenziale subiscono detonazione, che è una reazione che avviene a velocità supersonica ed è autosufficiente, propagata da un'onda ad alta pressione che viaggia attraverso i materiali. I materiali che causano esplosioni ad alto potenziale includono PETN (Tetranitrato di pentaeritrite), HMX o ottogene, RDX o ciclonite, e nitroglicerina. Questi esplosivi causano traumi fisici ben più gravi, mentre quelli a basso potenziale producono lesioni che colpiscono solitamente solo i tessuti molli, in quanto non producono un'onda d'urto tanto intensa. 

Quando si studiano i traumi causati da esplosioni, vanno considerati numerosi fattori, quali il tipo e la quantità della carica esplosiva, la prossimità al punto di origine dell'esplosione, la struttura dell'area circostante l'evento primario, la presenza ed il tipo/quantità di frammenti vaganti, la presenza di strutture o cosiddetti target intermedi, e le caratteristiche fisiche delle singole vittime. 


Vi sono quattro tipi di lesioni causate dagli esplosivi:

Primarie - Sono causate dal contatto diretto o indiretto ravvicinato con l'onda d'urto. Si stima che circa l'86% delle lesioni da esplosione fatali siano di tipo primario. Questa categoria è la più osservata ed è associata a micro fratture, fratture alle costole, fratture complete ed amputazioni traumatiche. Gli attentatori suicidi presentano questo genere di lesioni, che includono anche disarticolazione completa degli arti e decapitazione. Siccome le lesioni primarie risultano da cambiamenti repentini nella pressione, gli organi più colpiti sono quelli cavi e con aria o fluido al loro interno, come timpani, polmoni, viscere e seni paranasali. Sono comuni infatti timpani rotti, pneumotorace, e perforazione intestinale;

Secondarie - Sono causate dai frammenti e schegge che penetrano nel corpo della vittima. Spesso oggetti come cuscinetti a sfera vengono incorporati nell'ordigno esplosivo per massimizzare i danni; gli oggetti metallici aggiunti all'esplosivo si comportano come proiettili al momento della detonazione. Nelle secondarie rientrano le fratture comminute, la penetrazione di schegge e la smussatura dell'osso. Le lesioni derivanti tendono ad essere un misto di lesioni da taglio e di tipo balistico. I frammenti penetranti creano schemi di lesione che riflettono la forma e la velocità a cui viaggiano i frammenti, e si distinguono in frammenti effettivamente somiglianti a proiettili, come nel caso dei cuscinetti a sfera, e in frammenti di forma irregolare, come sono ad esempio i pezzi che si staccano dal contenitore dell'esplosivo; 

Terziarie - Sono causate dallo spostamento del corpo e dalla collisione con le strutture circostanti come pareti o suolo, o con oggetti per via dell'onda d'urto. Le amputazioni traumatiche rientrano anche in questa categoria, anche se più comuni sono le lesioni da corpo contundente, particolarmente concentrate nel cranio. Queste lesioni tendono a somigliare a quelle derivate dalle cadute. I militari o i membri delle forze dell'ordine, che indossano il giubbotto antiproiettile al momento dell'esplosione, subiscono spesso un danno maggiore alla colonna vertebrale, perché il giubbotto con la sua rigidità altera il modo in cui l'onda d'urto colpisce il corpo; 

Quaternarie - Includono le lesioni miscellanee, tra cui le bruciature causate dalla breve ma intensa ondata di calore o dal fuoco stesso.

Le lesioni primarie sono causate dall'onda d'urto 

Le lesioni secondarie sono causate da frammenti e schegge

Le lesioni terziarie sono causate dalla collisione con oggetti o una superficie.
Source: Singh et al., 2016


La gravità dei traumi scheletrici è direttamente proporzionale alla quantità di esplosivo usata e alla prossimità della vittima al punto di origine dell'esplosione. 
Se la vittima non è vicina alla fonte dell'esplosione, le lesioni possono essere causate sia dall'onda d'urto associata ad essa che dalla raffica di vento causata dall'esplosione. Quando le vittime sono più vicine al punto di origine dell'esplosione, le lesioni sono causate dalla detonazione del materiale esplosivo e dell'oggetto che lo contiene, piuttosto che dall'onda d'urto. 
Se l'esplosione avviene in uno spazio chiuso le lesioni sostenute sono più gravi, perché  quando l'energia dell'esplosione viene contenuta in uno spazio confinato, l'onda d'urto viene riflessa da porte, muri, e soffitto, esponendo chi è all'interno ad una pressione maggiore e più lunga. 

Generalmente, i traumi scheletrici causati dalle esplosioni sono estesi a tutto il corpo. La diafisi delle ossa lunghe è solitamente la parte più severamente fratturata, con produzione di schegge e piccoli frammenti di osso. Si possono anche osservare delaminazione e deformazione plastica. Le fratture causate dall'onda esplosiva sono spesso associate a forze miste, come ad esempio compressione, taglio e piegatura. L'onda d'urto causa distensione e piegatura nella regione diafisale delle ossa lunghe, il che produce un alto numero di fratture trasverse ed oblique al punto di amputazione. Le fratture tendono a riflettere le caratteristiche dell'onda d'urto, che viaggia trasversalmente dal centro dell'esplosione, quindi esse possono indicare la direzionalità dell'esplosione o la posizione della vittima in relazione ad essa. 

Estese fratture comminute con numerose schegge e frammenti di osso sono comuni nelle ossa lunghe, scapole, e nelle ossa pelviche. Fratture trasversali ed oblique si verificano in testa, collo, e corpo delle costole. Fratture consistenti con l'eccessiva pressione si osservano nelle vertebre, nello specifico nelle facce articolari, nella lamina, e nei processi spinali e trasversi. Sono comuni anche le fratture ai calcagni. 

Sono assenti le fratture a stella o simili, ovvero quelle che indicano la presenza di uno specifico punto di impatto. Un'eccezione sono tuttavia le fratture a farfalla visibili nelle costole, che risultano dal piegamento forzato delle stesse in direzione opposta alla loro curvatura.


Fratture a farfalla in costole di maiale. Source: Dussault et al., 2014


L'aspetto e la location delle lesioni variano a seconda del genere di incidente. Ad esempio, le lesioni riscontrate negli attacchi terroristici differiscono da quelle sostenute negli attentati suicidi o negli incidenti con le mine. Negli attacchi terroristici predominano i traumi alle estremità, seguiti dai traumi alla testa. Vista la natura imprevedibile di questo genere di eventi, è improbabile che gran parte delle vittime sia protetta in queste parti del corpo, che sono spesso scoperte e quindi più esposte a traumi. Tra le estremità, la porzione distale degli arti inferiori è la più tipicamente colpita; nel cranio, le lesioni oculari, incluse le fratture orbitali, sono tipiche degli attacchi terroristici che hanno luogo all'interno di spazi chiusi. Nel 2-5% dei casi si presentano anche lesioni spinali, nonostante le vertebre individualmente ricoprano un'area proporzionalmente minore rispetto alla gran parte delle ossa. 

Le lesioni da combattimento sono ugualmente perlopiù riscontrate su estremità e viso. Mediamente le lesioni alle estremità sono maggiori rispetto a quelle causate da un attacco terroristico, ma quelle al torso sono decisamente minori, per via del materiale protettivo indossato dalle vittime. 

Le lesioni riscontrate negli attentati suicidi sono in gran parte nei tessuti molli, per via dell'uso da parte dell'attentatore di materiali che includono elementi aggiuntivi pensati a massimizzare i danni, come chiodi, cuscinetti a sfera ed altri pezzi metallici. Anche in questi casi, nell'apparato scheletrico la lesione più comune è la frattura delle ossa lunghe negli arti inferiori. 


Percentuali delle lesioni nelle varie aree del corpo distinte tra attacchi terroristici e contesti bellici. Sono incluse sia le lesioni ai tessuti duri che quelle ai tessuti molli. 
Source: Dussault et al., 2014 (modificata e tradotta)


Negli incidenti causati dalle mine gli arti inferiori sono i più colpiti, per via del movimento verso l'alto dell'onda d'urto, che causa fratture composte a tibia e fibula. Nel caso delle mine si osservano tre schemi differenti:

- Amputazione traumatica degli altri inferiori e altre lesioni meno severe, tra cui vi sono lesioni controlaterali di arto e/o scroto per gli uomini. Questo accade quando una mina viene detonata passandoci sopra;

- Distribuzione casuale e diffusa delle lesioni su ogni parte del corpo e ferite da frammento multiple somiglianti a quelle causate dalle granate. Le mine che causano questo genere di danno sono quelle detonate dai fili di scatto, chiamate mine di delimitazione; 

- La parte superiore del corpo, soprattutto viso e mani, è la più colpita nei casi di coloro che si feriscono mentre maneggiano una mina, volontariamente o involontariamente.



Tabella riassuntiva delle lesioni divise per parte del corpo e scenari in cui si presentano più spesso.
Riadattata e tradotta da Dussault et al., 2014


In generale, le fratture causate dalle esplosioni sono diverse da quelle causate da un'arma da fuoco. Le armi da fuoco causano lesioni scheletriche ben documentate. I proiettili a bassa velocità causano traumi da perforazione nell'osso spugnoso soprattuto in pelvi, femore distale, omero prossimale e colonna vertebrale. Quando un proiettile colpisce solo l'osso corticale si osservano fratture a farfalla e/o fratture a spirale e trasverse, soprattutto nella diafisi delle ossa lunghe. I proiettili ad alta velocità causano estese fratture comminute, soprattutto negli arti. Nelle esplosioni, le schegge da sole causano molti meno danni, per via della loro forma irregolare che le fa viaggiare ad una velocità minore rispetto ai proiettili balistici. 

Non vi sono molti studi antropologici sulle lesioni relative alle esplosioni. Gran parte della ricerca sui traumi fisici da esplosione è concentrata sui tessuti molli, per via della necessità di capire come curare o salvare i sopravvissuti subito dopo un bombardamento o un attentato. Inoltre, ricerche recenti in campo antropologico relative alle esplosioni sono state effettuate su corpi di maiali fissati in posizione eretta; questo genere di esperimenti non darà mai risultati accurati, essendo impossibile replicare la posizione bipede di un essere umano utilizzando un quadrupede che viene artificialmente tenuto su due zampe.




Fonti: 

Baraybar, J.P. (2015) Variation of gunshot injury patterns in mortality associated with human rights abuses and armed conflict: an exploratory study, Science & Justice, 55 (5): 355-362

Carmona, A.J. (2020), Identifying Primary, Secondary and Tertiary Blast Force Skeletal Trauma Patterns for Forensic Recovery Applications, Thesis, Boston University School of Medicine 

Christensen, A.M., Smith, V.A., Ramos, V., Shegogue, C., Whitworth, M. (2012), Primary and Secondary Skeletal Blast Trauma, Journal of Forensic Sciences, 57 (1): 6-11

Dussault, M.C., Smith, M., Osselton, D. (2014), Blast Injury and the Human Skeleton: An Important Emerging Aspect of Conflict-Related Trauma, Journal of Forensic Sciences, 59 (3): 606-612

Dussault, M.C., Smith, M., Hanson, I. (2016), Evaluation of trauma patterns in blast injuries using multiple correspondence analysis, Forensic Science International, 267: 66-72 

Singh, A.K., Ditkofsky, N.G., York, J.D., Abujudeh, H.H., Avery, L.A., Brunner, J.F., Sodickson, A.D., Leve, M.H. (2016), Blast Injuries: From Improvised Explosive Device Blasts to the Boston Marathon Bombing, RadioGraphics, 36 (1): 295-307




Commenti

Post popolari in questo blog

Un approfondimento sui decessi per impiccagione e strangolamento

Source: Getty Images Il collo umano è molto vulnerabile ed esposto a lesioni potenzialmente mortali, per via del suo diametro relativamente piccolo, della mancanza di una schermatura ossea, e della sua stretta associazione con le vie respiratorie, il midollo spinale, e i principali vasi sanguigni.  Le forme più comuni di decesso legato a lesioni del collo sono l'impiccagione e lo strangolamento. L'impiccagione può essere completa o incompleta: si definisce completa quando tutto il corpo è sollevato dal suolo e l'intero peso della vittima è sopportato dal collo; si definisce incompleta quando una parte del corpo tocca una superficie e il peso della vittima non è totalmente sopportato dal collo. L'impiccagione viene anche classificata a seconda dell'intento: giudiziaria, omicida, suicida, autoerotica, ludica o accidentale.  Nelle impiccagioni di tipo giudiziario, che si rivelano essere spesso quelle più estreme, vi è un'effettiva decapitazione, con una

La figura dell'antropologo forense: ruolo, formazione e problematiche annesse

Source: Boston University School of Medicine Negli ultimi anni, l'antropologia forense è diventata una disciplina sempre più complessa, che richiede competenze specifiche ed esperienza in altre determinate discipline che in passato non erano solitamente correlate all'antropologia forense. Infatti, per diventare un antropologo forense qualificato, oggi bisogna completare lunghi e intensi anni di studi. Il numero degli antropologi qualificati e certificati è in costante aumento. Tuttavia, vi sono ancora idee equivoche sull'antropologia forense, anche nella stessa comunità scientifica, che soprattutto nelle indagini di tipo legale/forense possono costituire un serio problema. Ciò accade perché a volte si sottovaluta la complessità della formazione di un antropologo, e si tende a pensare che alcune figure professionali, come ad esempio i patologi, possano in teoria lavorare sui resti scheletrici, semplicemente frequentando qualche corso integrativo di antropologia. Fonda

"I rischi del mestiere": i potenziali pericoli dell'antropologia forense

Source: University of Huddersfield Gli antropologi forensi operano quotidianamente sui resti umani, scheletrizzati e decomposti, quindi sono esposti ad una serie di potenziali pericoli per la salute. Oltre al fatto stesso di maneggiare resti umani decomposti, altre potenziali fonti di rischio sono il lavoro sul campo e gli attrezzi usati in laboratorio. Ad esempio, ci si può ferire durante l'utilizzo del bisturi, si può contrarre un'infezione, o si può essere esposti a patogeni per via di schizzi di fluidi contagiosi che hanno contatto con le mucose o con eventuali ferite già presenti, per inalazione di particelle infettive, o per diretta inoculazione con oggetti taglienti. Nella ricerca antropologica, è in costante aumento il numero di strutture che studiano la decomposizione dei resti umani, le cosiddette "body farm", dove numerosi corpi donati volontariamente vengono disposti in estesi campi per osservarne da vicino il processo di decomposizione. Le donazion

La determinazione dell'epoca del decesso: metodi e problematiche

Stabilire l'epoca del decesso è fondamentale in ambito forense, perché sapere esattamente quando una persona è deceduta può aiutare anche a capire quale sia la causa del decesso e chi sia coinvolto nella sua morte. Inoltre, nel caso di un corpo in avanzato stato di decomposizione, mummificato o scheletrizzato, stabilire l'epoca del decesso aiuterebbe innanzitutto a stabilire se il corpo ritrovato sia di interesse archeologico o forense.  Capire quale sia il momento esatto in cui una persona ha smesso di vivere non è affatto facile, né tantomeno immediato, come spesso si vede nelle serie tv, dove dopo una sola occhiata il coroner è in grado di dire addirittura l'ora esatta del decesso. Incredibilmente errori grossolani di questo tipo si vedono anche nella vita reale, come nel caso ormai noto in Italia della morte di Dale Pike, il cui referto autoptico stabilisce sia morto tra le 18:00 e le 19:16, cosa del tutto ridicola che ha però contribuito a far finire in carcere negli S

I tumori benigni e maligni dell'osso

I tumori sono il risultato di una proliferazione incontrollata di cellule, che non sono normali sia nella forma che nelle dimensioni, e vengono riconosciute come estranee dal sistema immunitario. La causa di un tumore è solitamente multifattoriale. Tra le moderne cause di tumore vi sono radiazioni, dieta, consumo di tabacco, alcool o droghe, occupazione, infezioni, e predisposizione genetica. Quest'ultima sembra avere un ruolo importante nei tumori al seno e alle ovaie, nel retinoblastoma, nella neurofibromatosi, nei melanomi e nel tumore di Wilms, che colpisce i reni. Ad oggi si contano più di cento tipi diversi di tumore, sia benigni che maligni (e tumori benigni che si trasformano in maligni). Tra questi, oltre 40 colpiscono le ossa, inclusi cartilagine, tessuto connettivo fibroso e vasi sanguigni vicini. Gran parte dell'evidenza archeologica di tumori è rappresentata da lesioni scheletriche, ma è importante chiedersi quanto siano precise le diagnosi di tumore fatte solo o

Le fratture ossee derivanti dai diversi tipi di caduta fatale

Punto d'impatto di una caduta da altezza che ha causato la morte di un lavavetri a Tacoma (WA), negli Stati Uniti. Source: thenewstribune,com Le cadute sono tra le principali cause di morte o di lesioni fisiche non intenzionali. Vi sono moltissimi tipi di caduta, ed ognuno di essi costituisce un evento complesso e unico che produce forme uniche di trauma osseo. L'unicità e la complessità di ogni singola caduta sono da attribuire alla molteplicità di eventi che possono intrecciarsi tra loro; le forze generate durante la caduta sono diverse, così come le conseguenze che queste hanno sulle differenti aree dello scheletro. Per un antropologo forense sarebbe di particolare interesse riconoscere le morfologie dei vari traumi ossei e la loro distribuzione per ogni tipo di caduta, per poter ricostruire le circostanze dell'evento traumatico. Studi clinici e forensi incentrati sui trami ossei risultanti dalle cadute vengono condotti sin dagli inizi del 1900. Uno dei primi cas

Cenni su balistica e ferite da arma da fuoco

Una fetta importante delle lesioni riscontrate nei casi forensi è costituita dalle ferite da arma da fuoco. Se si escludono i contesti militari e/o di guerra, nei casi che coinvolgono civili la gran parte delle ferite da arma da fuoco deriva da pistole, carabine e fucili da caccia.  Per individuare correttamente una ferita da arma da fuoco sui resti umani, ossei e non, bisognerebbe avere una conoscenza basilare della struttura e del funzionamento delle armi da fuoco più comuni, dei proiettili e della loro interazione con i tessuti molli e ossei. Una cartuccia comprende una base o fondello (4), un bossolo (2), della polvere da sparo (3), e un proiettile (1): Source: Wikipedia Dalla base viene innescata (5) la polvere da sparo, la cui combustione produce un gas che spinge il proiettile, poi rilasciato dalla cartuccia al momento dello sparo. Il calibro è il diametro del proiettile ed è indipendente da massa, velocità e struttura dello stesso. Generalmente i proiettili sono

Gli effetti dell'abuso di alcol sulle ossa: un problema per le analisi antropologiche forensi

Source: jonbarron.org In antropologia forense, l'analisi dei resti umani è condizionata dalla comprensione dei processi di rimodellamento osseo, nei quali il tessuto osseo più vecchio viene costantemente sostituito da tessuto osseo più giovane. Il turnover osseo condiziona fortemente l'assegnazione dell'età del decesso e la distinzione tra lesioni ossee ante- e post-mortem. Inoltre, stabilire il momento in cui una determinata lesione ossea ha avuto luogo può essere fondamentale nei casi forensi dove vi è una morte per trauma o una storia cronica di abusi fisici; anche qui una conoscenza approfondita del ritmi di rimodellamento osseo e di eventuali fattori che potrebbero condizionarli è fondamentale. L'alcolismo è uno di quei fattori che risultano problematici per l'assegnazione dell'età e l'analisi dei traumi, perché gli effetti che esso ha livello osseo sconvolgono il normale ritmo di rimodellamento. L'abuso di alcool e la dipendenza da esso (a

Le principali differenze tra ossa umane ed animali - Parte I

Scheletro umano, scheletro di cervo reale, e scheletro aviario (non in scala). Source: psychic-vr-lab.com; Lydekker & Sclater, 2011;bafari.org Resti scheletrici sia umani che non umani, interi o frammentati, possono essere ritrovati in contesti sia archeologici che forensi, come scene del crimine, fosse comuni o disastri di massa, o anche semplicemente in bagagli dal contenuto sospetto. Individuare la natura umana o animale delle ossa è importante, perché nella gran parte delle investigazioni di tipo forense la procedura verrebbe interrotta se i resti ritrovati si rivelassero essere animali, e si risparmierebbero tempo e denaro. A meno che non si tratti di un'investigazione incentrata sul traffico di specie animali protette o per la quale i resti di un animale possano dare indizi significativi, i resti scheletrici non umani non sono vitali nei casi forensi. Anche nei contesti archeologici, il ritrovamento di resti umani ha certamente un valore diverso rispetto a quello

L'affidabilità dei metodi di classificazione "razziale" dei resti ossei viene messa in discussione

Source: Bone Clones, Inc. Chiunque segua la famosa serie televisiva "Bones" sa bene che alla Dottoressa Temperance Brennan basta un'occhiata ad uno scheletro per determinare il gruppo etnico della vittima: "Caucasico" o "Ispanico" sono definizioni che la Brennan dà con una velocità e una facilità impossibili per un antropologo vero. Infatti, nel mondo reale, la determinazione dell'etnia di un individuo a partire dai suoi resti scheletrici è tutt'altro che facile.   Vi sono indubbiamente caratteri scheletrici, che si concentrano soprattutto nel cranio, che sono considerati a ragione come tipici di determinati gruppi etnici. Alcuni membri di una particolare "razza" possono condividere alcune caratteristiche ossee; ad esempio, un'ampia apertura nasale, prognatismo, e una cresta sopra-orbitale pronunciata sono alcuni degli elementi ritenuti caratteristici della classe Negroide (brutta parola, ma è una classificazione antropolo