Dočasná pulzující dutina je komplexní jev krátkodobého následného účinku, který nastává po průchodu vysokorychlostního zraňujícího projektilu (střepina, střela atd.) biologickými tkáněmi a způsobuje změny jejich fyzikálních a morfologických vlastností podél kanálu rány. [1] . Důsledkem tohoto jevu může být vážné poškození vnitřních orgánů, které jsou vyjmuty z dutiny kanálu rány na značnou vzdálenost [2] .
Efekt dočasné pulzující dutiny je považován za jeden z faktorů, které ostře odlišují moderní střelná poranění od střelných ran z 2. světové války . Tyto rozdíly předurčily nepoužitelnost většiny dříve vytvořených medicínských taktik pro léčbu střelných poranění v podmínkách lokálních válek 21. století [3] .
Studium zákonitostí vývoje a existence dočasné pulzující dutiny , jakož i stanovení vztahů mezi její velikostí a kinetikou úderného projektilu je třetím problémem ranové balistiky [4] .
Počáteční kontakt střely s cílovým povrchem vede ke stlačení a zhutnění biologických tkání v místě kontaktu. Setrvačnost tkáňových hmot vyvolává narušení stavu fyzické rovnováhy, což následně iniciuje divergentní deformační vlnu , která se často nazývá „rázová“ nebo kompresní vlna [5] .
Tato vlna se šíří v biologických tkáních rychlostí zvuku (která v kapalném a plastovém prostředí je asi 1500 m/s), čímž výrazně předčí rychle ztrácející rychlostní kulku. Tato skutečnost implikuje konvenčnost názvu „rázová“ vlna, protože skutečná rázová vlna se šíří rychlostí, která je mnohem vyšší než rychlost zvuku v daném médiu [5] .
Kompresní vlna v tkáních je charakterizována strmými frontami s vysokým kladným tlakovým spádem více než 1 MPa po časový interval kratší než jedna mikrosekunda. Fáze přetlaku trvá asi 0,05-0,5 ms, což je srovnatelné s dobou průchodu zraňující střely cílem; tento pokles tlaku lze registrovat ve velkých vzdálenostech od kanálu rány. Následuje nevýznamná fáze podtlaku [5] .
Po "rázové" vlně dochází k mnohem slabším nízkofrekvenčním tlakovým spádům s trváním do 30-40 ms, které se nazývají kompresní nebo smykové vlny; jejich amplituda nepřesahuje několik desítek kPa. Tyto vlny, šířící se tělem, mají schopnost odrážet se od hustých tkáňových útvarů, což nás nutí považovat jejich maximální amplitudu za superpozici dopadající a odražené složky. Podle řady výzkumníků je to právě tento typ vlny, který je zodpovědný za hlavní škodlivý účinek zraňujícího projektilu mimo zónu rány, protože „rázová“ vlna, která je vytvořila, je velmi krátkodobá a není spojené s přenosem tkáňového materiálu. Právě při existenci nízkofrekvenčních kmitů se projevuje fenomén dočasné pulzující dutiny [5] .
Dočasná pulzující dutina vzniká v důsledku přenosu kinetické energie střely do biologických tkání a rozpínání jejich fragmentů pod vlivem její kinetiky [6] [7] . Jeho fyzikální podstata je podle řady odborníků spojena s fenoménem kavitace , který doprovází zrychlený pohyb tělesa v kapalném prostředí [4] . Dočasná pulzující dutina se projeví, když je tkáň vystavena škodlivým prvkům, které mají rychlosti vyšší než 300 m/s, zvláště výrazné je to při zvýšení rychlosti na 700 m/s [6] . Zpravidla se značná část kinetické energie zraňující střely přenáší ve směru letu, takže oblast poškození tkáně se zpravidla zvyšuje směrem k výstupnímu otvoru [6] .
Pulsace tkání v oblasti dočasné dutiny (v zóně sekundární nekrózy [7] ) vedou k jejich zhmoždění (přímá traumatická nekróza [3] ), separaci a ruptuře, změnám objemu vnitřních orgánů, jejich posunutí a tzv. „praskání“, vytěsnění vnitřních orgánů, kapalin a plynů, vtažení cizích těles, mikroorganismů atd. do kanálu rány [6] . Jejich charakteristickým důsledkem jsou ložisková krvácení, destrukce buněk a intracelulárních struktur, poruchy mikrocirkulace krve, stáze vytvořených elementů, dilatace drobných cév, což v důsledku vede ke vzniku ložisek sekundárních nekróz [7] .
V závislosti na srážkových podmínkách může být výsledná pulzující vada přibližně 30 (podle jiných zdrojů 15–25 [7] ) násobkem příčného průměru střely [6] . Prostorová velikost dočasné pulzující dutiny je úměrná podílu energie přenesené do tkání a největší hodnoty dosahuje v místě maximálního zpomalení střely [7] . Dočasná pulzující dutina zpravidla dosáhne vrcholu ve svém vývoji asi po 2–4 ms, trvá 10–20 ms (někdy až 200 ms) a po několika pulzacích (od 2 do 5) zmizí [6] . Doba trvání pulsací překračuje dobu trvání průchodu úderného projektilu tkáněmi asi 2000krát [7] .
Fragmenty moderní munice díky svému složitému vroubkovanému tvaru podléhají většímu odporu a přenášejí maximum své energie do tkání [6] . Proto je dočasná pulzující dutina šrapnelových ran širší a kratší než u střelných ran a největší rozsah poškození je zaznamenán ze strany vtoku [6] .