WOUND BALLISTICS IN PENETRATING GUNSHOT INJURIES

Abstract

The wound ballistics focus on the treatment methods of gunshot injuries by developing on the personal ballistic protection equipment and increasing the effectiveness of ammunition. The scientific studies of Dr. Theodor Kocher are the initial origin of the modern wound ballistics, and also he formed the basis for the international the international war law with his studies. The modern wound ballistics is a common field of study of law, ballistics, and medicine. Because of this interdisciplinary structure, the science of wound ballistics works together with working groups which constitutes of various scientific field experts and specialized institutes.

In this study, three basic mechanisms of gunshot wounds are emphasized; Penetration, Temporary Cavity (Blast Effect) and Fragmentation. Penetration is the first and basic effect of bullet and shrapnel on the tissues. A projectile must be hit by a velocity that can exceed the elasticity limit of the tissue to penetrate the tissue. This impact velocity is called "Threshold Velocity". In order for the target to be incapacitation, the projectile must penetrate the tissue and open the cavity at least 30 cm in length. The sum of the threshold velocities of each of the tissue is a "Critical Velocity". To calculate the critical velocity, the threshold velocities of each tissue should be calculated separately on the projectile and tissue that is along the cavity.

The second important mechanism of gunshot injury is the Temporal Cavity resulting from the Blast effect. The amount of kinetic energy that a projectile transfers to tissues along the cavity determines the scale of the blast effect. Blast effect constitutes the main difference between the high kinetic energy rifle bullet and handgun bullet injuries. This difference is critical in the treatment of gunshot wounds and the design of ballistic protective equipment.

The third firearm injury mechanism covered in this study is Fragmentation. The severity of the injury increases due to the fragmentation of the projectile outside the tissue or within the tissue. The effectiveness of treatment in firearm injuries will increase and ballistic protection technologies will be improved by analysing these mechanism.

Keywords

• Wound Ballistics,Gunshot Injuries,Ballistics,Temporary Cavity

PENETRAN ATEŞLİ SİLAH YARALANMALARINDA YARA BALİSTİĞİ

Abstract

Ateşli silah yaralanmalarının mekanizması, tedavi yöntemleri, bireysel balistik koruma ekipmanları ve mühimmat etkinlikleri üzerine bilimsel çalışmaları konu alan Yara Balistiği bilimi, Dr. Theodor Kocher’in çalışmaları ile başlamıştır. Kocher, yaptığı çalışmalarla uluslararası savaş hukukunun da temellerini atmıştır. Modern yara balistiği, hukuk, balistik ve tıp bilimlerinin ortak çalışma alanıdır. Yara balistiği bilimi, bu disiplinler arası yapısından dolayı tüm dünyada farklı alan uzmanlarının bir araya geldiği çalışma grupları veya özelleşmiş enstitüler tarafından çalışılmaktadır.

Bu çalışma kapsamında ateşli silah yaralanmalarının üç temel mekanizması üzerinde durulmuştur; Delme (Penetrasyon), Geçici Kavite (Blast Etki) ve Parçalanma. Delme, mermi çekirdeğinin ve şarapnelin dokular üzerindeki ilk ve temel etkisidir. Bir mermi çekirdeğinin dokuyu delebilmesi için dokunun elastikiyet sınırını aşabilecek bir hız ile isabet etmesi gerekmektedir. Bu hıza dokunun “Eşik Hız” değeri denir. Hedefin etkisiz hale gelmesi için mermi çekirdeğinin en az 30 cm uzunluğunda kavite açması gerekir, bu sırada deldiği her bir dokunun eşik hızları toplamı “Kritik Hız” değerini oluşturmaktadır. Her bir dokunun, mermi çekirdeği üzerinde yaralanma özelinde kritik hız sınırı hesaplanmalıdır.

Ateşli silah yaralanmasının ikinci önemli mekanizması ise Blast etki sonucu oluşan Geçici Kavite’dir. Bir mermi çekirdeğinin kavite boyunca yer alan dokulara aktardığı kinetik enerji miktarı, blast etkinin ölçeğini belirlemektedir. Blast etki, yüksek kinetik enerjili uzun namlulu ateşli silah mermi çekirdeği yaralanmaları ile kısa namlulu ateşli silah mermi çekirdeği yaralanmaları arasındaki temel farkı oluşturmaktadır. Bu fark, ateşli silah yaralanmasının tedavisinde ve balistik koruyucu ekipmanların tasarlanmasında kritik öneme haizdir.

Çalışma kapsamında ele alınan üçüncü ateşli silah yaralanma mekanizması ise Parçalanma’dır. Mermi çekirdeğinin doku dışında veya doku içerisinde parçalanmasına bağlı olarak yaralanmanın şiddeti artmaktadır. Bu mekanizmaların bilinmesi ile ateşli silah yaralanmalarına müdahale etkinliği artacağı gibi koruma teknolojilerinin de gelişimi de sağlanacaktır.

Keywords

• Yara Balistiği,Ateşli Silah Yaralanmaları,Balistik,Geçici Kavite

References

1. Barach E., Tomlanovich, M., Nowak, R. (1986). Ballistics: A Pathophysiologic Examination of The Wounding Mechanisms of Firearms. The Journal of Trauma, 26(3), 225-235.
2. Beat P. Kneubuehl, Robin M. Coupland, Markus A. Rothschild, Michael J. Thali (2011). Wound Ballistics; Basics and Applications, Springer-Verlag GmbH, Berlin Heidelberg.
3. Bratton SL, Dowd MD, Brogan TV, (1997). Serious and fatal air gun injuries: more than meets the eye. Pediatrics, 100(4),609-612.
4. Breitenecker, R. (1969), Shotgun Wound Patterns. The American Journal of Clinical Pathology, 52(3),258-269.
5. Cooper GJ, Ryan JM. (1990). Interaction of penetrating missiles with tissues. Br. J. Sur., 77:606-610.
6. Dakak M, Uzar AI, Sağlam M, Ozer T, Gürkök S, Balkanli K, Oner K, Sen D. (2003, Oct.). Increased Damage from Rifle Wounds of The Chest Caused By Bullets Striking Commonly Carried Military Equipment, The Journal of Trauma, 55(4), 622-5. DOI: 10.1097/01.TA.0000052363.33436.8B
7. DeMUTH, WE. (1974). Ballistic Characteristics of "MAGNUM" Sidearm Bullets. The Journal of Trauma, 14 (3), 227-229.
8. Di Maio, V.J.M. (2015). Gunshot Wounds, Practical Aspects of Firearms, Bal¬listics, and Forensic Techniques, CRC Press, Balton.

9. Digiulio GA, Kulick RM, Garcia VF. (1985). Penetrating Abdominal Air Gun Injuries. Annals of Emergency Medicine, 26(2), 224-228.
10. Fackler M, Dougherty P. (1991). Theodor Kocher and the scientific foundation of wound ballistics. Surgery Gyn&Obst. 172, 153-160.
11. Fackler ML (1986). Ballistic Injury. Annals of Emergency Medicine, 29(3), 1451-1455.
12. Fackler ML, Malinowski JA. (1985). The Wound Profile. The Journal of Trauma. 25(6), 522-529.
13. Fackler ML, Surinchak JS, Malinowski JA (1984). Bullet fragmentation.A major cause of tissue disruption. The Journal of Trauma. 24, 35-39
14. Fasol R, Zilla P, Irvine S,von Oppell U. (1988, Feb.), Thoraco-Abdominal Injuries in Combat Casualties on The Cambodian Border. Thorac Cardiovasc Surg. 36(1), 33-6. DOI: 10.1055/s-2007-1020038
15. Giannoun C., Baldan, M., (2010). War Surgery; Working With Limited Resources In Armed Conflict and Other Situations of Violence, International Committee of the Red Cross, Geneva.
16. Greenwood, C., (2001). Legal Aspects of Current Regulations, Third International Workshop on Wound Ballistics, Thun, Switzerland, 28-29 March 2001.
17. Heard BJ. (2008), Handbook Of Firearms And Ballistics. 2nd Ed. John Wiley&Sons Ltd; West Sussex, England.
18. Hodalic Z, Svagel M, Sebal D. (1999). Surgical Treatment Of 1211 Patients At The Vinkovci General Hospital, During The 1991-1992 Serbian Offensive. Mil Med 169(11), 803-808.
19. Kneubuehl B.P. (1997). Introduction to the Methodology of Wound Ballistics Tests, International Workshop on Wound Ballistics, Interlaken, Switzerland, 7-8 October 1997.
20. Knudsen PJT, Theilade P. (1993), Terminal Ballistic of the 7.62 Mm NATO Bullet. Int.J.Leg. Med, 106, 61-67.
21. Kozak, O., Uzar, Aİ. Güleç, B., Balkan, M., Arslan, İ., Alpaslan, F.(1997), Ateşli Silahlarda Oluşan Karın Yaralanmaları. Turkiye Klinikleri J Surgery, 139-147.
22. Nennstiel R., (1999). Exterior Ballistics Version 4, User Manuel, Wiesbaden, Germany.
23. Öğünç GI., Özer, MT., Eryılmaz, M., Uzar, Aİ., (2014). The Wounding Potential and Legal Situations of Air Guns – Experimental Study. Australian Journal of Forensic Sciences, 46(1), 39-53 DOI:10.1080/00450618.2013.789078.
24. Öğünç, G. (2013). Balistik İncelemeler; Temel Eğitim Kitabı. Emniyet Genel Müdürlüğü Kriminal Daire Başkanlığı Yayınları, Ankara.
25. Özer, MT., (2017). Yüksek Kinetik Enerjili Ateşli Silah Yaralanmalarında Yara Balistiği ve Cerrahi Tedaviye Yansımaları. Okmeydanı Tıp Dergisi 33(Ek sayı), 40-47, 2017. Doi:10.5222/otd.2017.040
26. Peters CE, Sebourn CL. (1996). Wound Ballistics of Unstable Projectiles. Temporary Cavity Formation and Tissue Damage. The Journal of Trauma, 40(3), 16-21.
27. Rinker, R., (2005). Understanding Firearm Ballistics, Basic To Advance Ballistics Simplified, Il¬lustrated & Explained, 6th Edition, Mulberry House Publishing, Indiana.
28. Sanow E., Sanow, J. (1992). Handgun Stopping Power; The Definitive Study, Paladin Press, Colorado.
29. Swan KG, Swan RC. (1991). Principles of Ballistics Applicaple to The Treatment of Gunshot Wounds. Sur Clin of North Am, 71(2), 22-239.
30. Trouwborst A, Weber BK, Dufour D. (1987). Medical Statistics of Battlefield Casualties. Injury, 18, 96-99.
31. Uzar Aİ, Dakak M., Özer T., Ogunc G., Yiğit T., Öner K. (2003-a). A new ballitic simulant “Transparent Gel Candle” (Experimental Study). Ulusal Travma Derg, 9(2),104-106.
32. Uzar Aİ, Güleç B, Kayahan C., (1998-a), Yara balistiği I. Kalıcı ve Geçici Kavite Etkileri. Ulusal Travma Dergisi, 4(4), 225-229.
33. Uzar Aİ, Yıldız M, Balkan M, (1998). Yüksek Hızlı Mermilerle Oluşan Karaciğer Yaralanmaları. GATA Bülteni, 40, 16-21
34. Uzar Aİ., Dakak M., Özer T., Öğünç G., Yiğit T., Kayahan, C., Öner, K., Şen, D. (2003-c). The Magazine: A Major Cause of Bullet Fragmentation. Mil. Med.168(12), 969-974.
35. Uzar, Aİ., (2002). Mermi Kinetiği ve Yara Balistiği. Ulusal Cerrahi Kongre Kitabı 15-19 Mayıs, içinde (ss.45-50) Antalya.
36. Uzar, Aİ., Dakak, M., Öner, K., Ateşalp, AS., Yiğit, T., Özer, T., Öğünç, G., Şen, D., (2003-b). Tabanca ve piyade tüfeği mermileri ile oluşturulan yumuşak doku ve kemik yaralanmalarının karşılaştırılması, Acta Orthop Traumatol Turc 37 (3), 261-267
37. Uzar, Aİ., Kayahan C,, Güleç C, (1998-b). Yara balistiği II. Ateşli Silah Yaralanmalarında Mermideki Şekil Bozuklukları ve Parçalanma Etkileri. Ulusal Travma Dergisi. 4(4), 235-239.
38. Wasserberger, Ordog GJ., Balasubramaniam, JS. (1988). Shotgun Wound Ballistics. The Journal of Trauma, 28(5), 624-631.