Modeling of mechanical eye injury. Relevance. Background

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The share of eye injuries in Russia is from 3 to 8% of the total number of injuries in peacetime. Eye trauma is one of the three main causes of vision disability and accounts for 22.8%. In wartime, the mass admission of wounded with damage to the organ of vision requires prompt decisions on their sorting, treatment, rehabilitation, dismissal, or return to duty. In peacetime, mechanical trauma to the eye is associated with the disability of the working population and large material costs. Considering the relevance of mechanical trauma to the eye, ophthalmologists around the world are constantly investigating the features of the pathogenetic mechanism, diagnosis, and treatment. Retrospective studies are based on the analysis of clinical cases, which are not always homogeneous. Experimental damage modeling has a long history. Attempts to simulate mechanical eye trauma have been made since the 40s of the XX century. Mathematical models are calculated based on known data: thickness, density, the elasticity of tissues, this makes it possible to predict the result of exposure to a wounding agent. Unfortunately, in these models, it is difficult to reproduce the entire complex of pathomorphological changes. The created models fulfilled the assigned tasks but had certain drawbacks. In each subsequent experiment, the reproducibility improved and the model approached the desired one as accurately as possible. Specialists of the Professor V.V. Volkov Ophthalmology Department S.M. Kirov Military Medical Academy since the 40s. are engaged in solving this problem. For the first time in an experiment, B.L. Pole proved that closure of eyeball wounds with corneal and scleral sutures has an advantage over conjunctival covering. B.V. Monakhov et al. created an installation for inflicting mine-explosive injury to the eye. In the experiment, M.M. Shishkin inflicted a combined eye injury by striking the sclera with a knife with a rectangular blade and firing an air rifle at the knife handle. B.A. Kanevsky et al. reproduced a D-type gunshot open eye injury shot from an air rifle with a multi-compression piston pump. The creation of models that reproduce the mechanical trauma of the eye made it possible to study it in an experiment, which improved the quality of diagnostics and reduced the proportion of disability in this pathology (bibliography: 24 refs).

About the authors

Dmitry R. Zdorovtsov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Author for correspondence.
Email: zd97@mail.ru
SPIN-code: 5753-3051

cadet

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Sergey V. Churashov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: zd97@mail.ru
SPIN-code: 5370-7410

MD, DSc (Medicine), Professor

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Aleksey N. Kulikov

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: zd97@mail.ru
SPIN-code: 6440-7706

MD, DSc (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

Aleksey A. Kolbin

S.M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Email: zd97@mail.ru
SPIN-code: 4718-5171

ophthalmologist

Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Peterburg, 194044

References

  1. Kasymov FO, Kulikov VS, Nikolaenko VP, Zumbulidze NG. Mechanical trauma to the organ of vision. Tutorial. Saint Petersburg; 2014. (In Russ.)
  2. Chentsova EV, Alekseeva IB, Ivanov AN. Epidemiology of modern closed eye injury according to the data of a specialized hospital. Eurasian Union of Scientists. 2020;1-1(70):46–49. (In Russ.)
  3. Gundorova RA, Stepanov AV, Kurbanova NF. Modern ophthalmotraumatology. Moscow: Meditsina Publisher; 2007. (In Russ.)
  4. Gundorova RA, Neroev VV, Kashnikov VV. Eye trauma. Moscow: GeotarMedia Publisher; 2009. (In Russ.)
  5. Shah SM, Shah MA, Singh R, et al. A prospective cohort study on the epidemiology of ocular trauma associated with closed-globe injuries in pediatric age group. Indian J Ophthalmol. 2020;68(3): 500–503. doi: 10.4103/ijo.IJO_463_19
  6. Mansouri MR, Mirshahi A, Hosseini M. Domestic ocular injuries: a case series. Eur J Ophthalmol. 2007;17(4):654–659. doi: 10.1177/112067210701700427
  7. Chentsova EV, Alekseeva IB, Kulikov AN, et al. Clinical practice guidelines for closed eye injury. Neroyev VV, ed. Ministry of Health of the Russian Federation; 2017. (In Russ.)
  8. Yonekawa Y, Hacker HD, Lehman RE, et al. Ocular blast injuries in mass-casualty incidents: the marathon bombing in Boston, Massachusetts, and the fertilizer plant explosion in West, Texas. Ophthalmology. 2014;121(9):1670–1676. doi: 10.1016/j.ophtha.2014.04.004
  9. Sobacı G, Akýn, T, Mutlu, FM, et al. Terror-Related Open-globe Injuries: A 10-year Review. Am J Ophthalmol. 2005;139(5):937–939. doi: 10.1016/j.ajo.2004.11.009
  10. Vishnevsky NA. Conclusion. In: Experience of Soviet medicine in the Great Patriotic War. T. 7. Moscow; 1951. P: 303–322. (In Russ.)
  11. Volkov VV. Open trauma of the eye: monograph. Saint Petersburg: VMedA Publisher; 2016. (In Russ.)
  12. Leongardt TA, Belevitin AB, Boyko EV, Churashov SV, Kharitonova NN. Specialized medical care management for the wounded with closed globe injury (according to the materials of local armed conflicts on the territory of the Northern Caucasus in 1994–1996 and 1999–2002 years). Vestnik Rossiyskoy voyenno-meditsinskoy akadtmii. 2011;1(33):201–204. (In Russ.)
  13. Somov EE, Kutukov AY. Blunt trauma to the organ of vision. Somov EE, ed. Moscow: MEDpress-inform Publisher; 2009. (In Russ.)
  14. Ozeretskovsky LB, Humanenko EK, Boyarintsev VV. Wound ballistics: history and current state of firearms and personal body armor. Saint Petersburg: Kalashnikov Publishing House; 2006. (In Russ.)
  15. Bailoor S, Bhardwaj R, Nguyen TD. Effectiveness of eye armor during blast loading. Biomech Model Mechanobiol. 2015;14(6): 1227–1237. doi: 10.1007/s10237-015-0667-z
  16. Notghi B, Bhardwaj R, Bailoor S, et al. Biomechanical Evaluations of Ocular Injury Risk for Blast Loading. J Biomech Eng. 2017;139(8):081010. doi: 10.1115/1.4037072
  17. Blanch RJ, Ahmed Z, Sik A, et al. Neuroretinal cell death in a murine model of closed globe injury: pathological and functional characterization. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(11):7220–7226. doi: 10.1167/iovs.12-9887
  18. Bricker-Anthony C, Hines-Beard J, Rex TS. Eye-Directed Overpressure Airwave-Induced Trauma Causes Lasting Damage to the Anterior and Posterior Globe: A Model for Testing Cell-Based Therapies. J Ocul Pharmacol Ther. 2016;32(5):286–295. doi: 10.1089/jop.2015.0104
  19. Gregor Z, Ryan SJ. Combined posterior contusion and penetrating injury in the pig eye. I. A natural history study. Br J Ophthalmol. 1982;66(12):793–798. doi: 10.1136/bjo.66.12.793
  20. Pankova E.D. Polyak Boris Lvovich and his significant contribution to the development of military field ophthalmology. Bulletin SMUS74. 2018;2(3 (22)):46–48. (In Russ.)
  21. Volkov VV, Boyko EV, Kirillov YA, Reituzov VA. Boris Lvovich Polyak (on the occasion of his 110th birthday). Ofhthalmology journal. 2009;2(2):107–110. (In Russ.)
  22. Monakhov BV, Gladkikh AV. Protective properties of soft contact lenses against low-power explosions. Ognestrel’naya travma organa zreniya (Gunshot injury to the organ of vision). Abstracts. Report scientific conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of prof. B.L. Pole. Leningrad: VMedA Publisher; 1989. (In Russ.)
  23. Shishkin MM, Mironov AV. A variant of the experimental model of an open trauma of the eyeball. Aktual’nyye problemy oftal’mologii (Actual problems of ophthalmology). A collection of abstracts based on the materials of the 10th scientific-practical conference. Moscow; 2007. (In Russ.)
  24. Kanevsky BA, Churashov SV, Kulikov AN, et al. A standardized experimental model of a gunshot open eye injury. Sovremennye tekhnologii v oflal’mologii. 2018;(4):147–149. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Zdorovtsov D.R., Churashov S.V., Kulikov A.N., Kolbin A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».