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爆傷は、爆発に直接的または間接的に曝された結果として生じる複雑なタイプの身体的外傷です。[ 1 ]爆傷は、高次爆薬の爆発だけでなく、低次爆薬の爆燃によっても発生します。これらの損傷は、爆発が密閉された空間で発生した場合に悪化します。
爆傷は、一次、二次、三次、四次という4つの段階に分類される。
一次損傷は、爆風過圧波または衝撃波によって引き起こされます。全身の破壊は最も重篤で、必ず死に至る一次損傷です。[ 2 ]一次損傷は、地雷などの爆発する弾薬の近くにいる場合に特に起こりやすくなります。[ 3 ]過圧の影響を最も受けやすいのは耳で、次いで肺と消化管の空洞臓器です。消化管の損傷は、数時間または数日遅れて現れることがあります。[ 3 ]爆風過圧による損傷は、圧力と時間に依存する機能です。圧力または持続時間を増加させると、損傷の重症度も増加します。[ 3 ]
聴覚系にも広範囲にわたる損傷が生じる可能性があります。鼓膜（耳の鼓膜とも呼ばれる）は、圧力波の強度によって穿孔される可能性があります。さらに、蝸牛内にある音の受容体である有毛細胞は永久的に損傷を受け、軽度から重度の難聴を引き起こす可能性があります。[ 4 ]また、爆風による圧力変化の強度は、聴覚系内の血管や神経経路に損傷を与える可能性があります。[ 4 ] [ 5 ]そのため、影響を受けた人は、聴力閾値は正常であっても、聴覚処理障害を起こす可能性があります。これらの影響の組み合わせにより、難聴、耳鳴り、頭痛、めまい、音の処理困難などが生じる可能性があります。[ 5 ]
一般的に、一次爆風損傷は外傷がないことが特徴であり、そのため内部損傷はしばしば見過ごされ、その重症度は過小評価される。最新の実験結果によると、一次爆風による損傷の範囲と種類は、過圧のピークだけでなく、過圧ピークの数、過圧ピーク間の時間差、過圧ピーク間のせん断前線の特性、周波数共鳴、電磁パルスなどの他のパラメータにも依存する。剥離、内破、慣性、圧力差が一次爆風損傷の病因に関与する主なメカニズムであるという点で概ね合意が得られている。そのため、これまでの研究の大部分は、肺などのガスを含む臓器や臓器系内の爆風損傷のメカニズムに焦点を当てており、一次爆風による外傷性脳損傷は過小評価されたままである。爆風肺とは、肺胞や血管の損傷を伴う重度の肺挫傷、出血または腫脹、あるいはこれらの組み合わせを指す。 [ 6 ]爆発事故で最初に生き残った人々の中で最も一般的な死因である。[ 7 ]
二次的損傷は、爆発によって飛散した破片やその他の物体の衝撃によって引き起こされる弾道外傷です。 [ 8 ]これらの損傷は体のどの部分にも影響を及ぼす可能性があり、時には目に見える出血を伴う貫通外傷を引き起こすことがあります。[ 9 ]時には、飛散した物体が体内に埋め込まれ、体外への血液の流出を妨げることがあります。しかし、体腔内では大量の出血がある可能性があります。二次的爆傷は致命的となる可能性があるため、多くの対人爆発装置は高速で飛散する破片を生成するように設計されています。
死傷者のほとんどは二次的な負傷によるもので、破片は一般的に一次爆発地域よりも広い範囲に影響を与えるため、破片は数百メートル、あるいは数千メートルも容易に飛散する可能性がある。[ 8 ] [ 9 ]釘爆弾 などの一部の爆発物は、二次的な負傷の可能性を高めるように意図的に設計されている。[ 8 ] また、標的自体が周囲に飛散する破片の原材料となる場合もある。例えば、爆破された窓ガラスや建物のガラス張りの外壁の破片などである。 [ 8 ]
爆発による空気の変位は爆風を生み出し、犠牲者を固体物体に吹き飛ばすことがある。[ 3 ]このような外傷性衝撃による損傷は、三次爆傷と呼ばれる。三次損傷は、鈍的外傷と貫通性外傷の組み合わせとして現れることがあり、骨折やクー・コントル・クー損傷などが含まれる。子供は体重が比較的小さいため、三次損傷のリスクが特に高い。[ 8 ]
第四次損傷、またはその他の雑多な名称の損傷とは、最初の３つのクラスに含まれないその他のすべての損傷を指します。これには、フラッシュバーン、圧挫損傷、呼吸器損傷が含まれます。[ 8 ]
外傷性切断は、近くに適切な訓練を受けた熟練医療従事者やその他適切な施設に迅速に対応できる人がいない限り、すぐに死に至る。また、適切な施設への迅速な地上または航空医療搬送が可能で、止血帯（出血部位の圧迫用）やその他の必要な器具（標準品または即席品、滅菌済みまたは未滅菌）も利用可能でなければ、死に至る。このため、この種の負傷は生存者では一般的にまれであるが、全くないわけではない。生存可能かどうかにかかわらず、多くの場合、重大な他の負傷を伴う。[ 8 ]眼の負傷 率は爆発の種類によって異なる可能性がある。[ 8 ] 精神的損傷は最も一般的な第四次損傷であり、その一部は爆発中に受けた神経損傷によって引き起こされる可能性がある。また、外傷後ストレス障害は、それ以外に全く負傷していない人にも影響を与える可能性がある。[ 8 ]
爆風による負傷は、産業事故から意図的な攻撃まで、さまざまな種類の事件から発生する可能性があります。[ 9 ]高性能爆薬は超音速の過圧衝撃波を発生させますが、低性能爆薬は爆燃し、過圧波は発生しません。爆発によって発生する爆風波は、数ミリ秒続く単一の空気圧上昇パルスから始まります。爆風波の負圧（吸引）は、正の波の直後に続きます。爆風波の持続時間は、爆発物の種類と爆発点からの距離によって異なります。爆風波は、圧縮され急速に膨張するガスの球として爆発源から進み、非常に高速で同量の空気を押し出します。空気中の爆風波の速度は、使用される爆薬の種類と量に応じて、非常に高速になる場合があります。爆発の経路にいる人は、過剰な気圧だけでなく、爆風の衝撃波面のすぐ後ろを伝わる高速の風による圧力にもさらされます。爆風による被害の大きさは、初期の正圧波のピーク、過圧の持続時間、爆発する媒体、入射爆風からの距離、および閉鎖空間や壁による集束の度合いに依存します。たとえば、硬い固体表面の近くまたは内部での爆発は、衝撃波の反射により2～9倍に増幅されます。その結果、爆風と建物の間にいる人は、一般的に開けた空間にいる人に比べて2～3倍の怪我を負います。[ 10 ]
爆風による損傷は、潜在的な神経学的および神経感覚的影響を伴う、隠れた感覚[ 11 ]および脳損傷を引き起こす可能性があります。これは、一次、二次、三次、四次爆風メカニズムなど、すべての爆風の影響の組み合わせによって引き起こされる複雑な臨床症候群です。爆風による損傷は通常、多発外傷、つまり複数の臓器または臓器系が損傷する形で現れます。肺や腸などの損傷した臓器からの出血は、脳を含むすべての重要な臓器の酸素不足を引き起こします。肺の損傷は、空気からの酸素の取り込みの表面を減少させ、脳に供給される酸素の量を減少させます。組織の破壊は、血液中へのホルモンまたはメディエーターの合成と放出を開始し、これらが脳に運ばれると、脳の機能を変化させます。損傷した末梢組織または臓器の神経終末の刺激も、爆風誘発性神経外傷に大きく寄与します。
爆発にさらされた人は、爆発前後の出来事の記憶喪失、混乱、頭痛、現実感の低下、意思決定能力の低下を頻繁に示します。爆発で脳損傷を受けた患者は、継続的なモニタリングにもかかわらず、突然予期せぬ脳腫脹や脳血管攣縮を発症することがよくあります。しかし、爆発誘発性神経外傷（BINT）の最初の症状は、最初の出来事から数か月または数年後に現れる可能性があり、そのため二次性脳損傷に分類されます。[ 12 ]症状は多岐にわたり、体重減少、ホルモンバランスの乱れ、慢性疲労、頭痛、記憶、言語、バランスの問題などが含まれます。これらの変化はしばしば衰弱を招き、日常生活に支障をきたします。爆発被害者のBINTは過小評価されているため、予防療法やタイムリーなリハビリテーションのための貴重な時間が失われることがよくあります。[ 12 ]
2022年に発表された研究では、血液ベースのバイオマーカーの使用は、外見上の症状がない人でも神経外傷を検出する有望な方法であると指摘している。[ 13 ]この研究では、低レベルの爆発を繰り返し受けた軍人に、神経炎症と血管損傷に一致する分子変化が見られた。
戦闘地域で民間人や軍人が経験する既知の心的外傷後ストレス障害（PTSD）のリスク要因に加えて、2018年初頭、 60 Minutesは[ 14 ]、神経病理学の専門家であるダニエル・「ダン」・パール博士が外傷性脳損傷（TBI）にさらされた脳組織に関する研究を行い、IEDの爆風とPTSDの因果関係を発見したと報じた。パールは、 2008年に議会によって義務付けられた神経科学および再生医療センターを設立するために、病理学教授として制服軍保健科学大学の教員に採用された。 [ 15 ] 2006年、研究者らは、PTSDの症状の多くがTBIの症状と重複しており、爆風による負傷を経験した人々の誤診につながる可能性があることを発見した。[ 16 ]
密閉空間での爆発や構造物の崩壊を引き起こす爆発は、通常、より多くの死傷者を生む。密閉空間には、鉱山、建物、大型車両などが含まれる。事故による総死傷者数を概算するには、最初の1時間に現場に到着した人数を2倍にする。軽傷の患者は、自力で最寄りの病院に向かうため、最初に到着することが多い。最も重傷を負った患者は、救急サービスによって後から到着する（「逆順」のトリアージ）。構造物の崩壊が発生した場合、より重傷を負った患者はよりゆっくりと到着することになる。[ 17 ]