แรงกระแทกจากแรงดันน้ำหรือที่รู้จักกันในชื่อไฮโดรช็อกเป็นแนวคิดที่ถกเถียงกันว่า กระสุนที่ทะลุทะลวง (เช่น กระสุนปืน) สามารถสร้างคลื่นแรงดันที่ก่อให้เกิด "ความเสียหายต่อระบบประสาทจากระยะไกล" "ความเสียหายเล็กน้อยในเนื้อเยื่อประสาท" และ "ผลกระทบอย่างรวดเร็ว" ในเป้าหมายที่มีชีวิต^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนะว่า ผลกระทบของคลื่นแรงดันสามารถทำให้เกิดกระดูกหักทางอ้อมในระยะห่างจากเส้นทางของกระสุน แม้ว่าต่อมาจะมีการพิสูจน์แล้วว่ากระดูกหักทางอ้อมเกิดจากผลกระทบของโพรงชั่วคราว (ความเครียดที่เกิดขึ้นกับกระดูกจากการเคลื่อนที่ของเนื้อเยื่อในแนวรัศมีที่เกิดจากการก่อตัวของโพรงชั่วคราว) ^{[ 5 ]}

ผู้สนับสนุนแนวคิดนี้โต้แย้งว่าแรงกระแทกจากน้ำสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อระบบประสาทจากระยะไกลและทำให้หมดสติได้เร็วกว่าผลกระทบจากการเสียเลือด^{[ 2 ]}ในการโต้แย้งเกี่ยวกับความแตกต่างของอำนาจการหยุดยั้งระหว่างขนาดกระสุนและระหว่าง รุ่น กระสุนผู้สนับสนุนกระสุนที่ "เบาและเร็ว" (เช่น9×19 มม. พาราเบลลัม ) เทียบกับกระสุนที่ "ช้าและหนัก" (เช่น.45 ACP ) มักจะอ้างถึงปรากฏการณ์นี้

Martin Facklerได้โต้แย้งว่าคลื่นความดันเสียงไม่ได้ทำให้เนื้อเยื่อถูกทำลาย และการก่อตัวของโพรงชั่วคราวต่างหากที่เป็นสาเหตุที่แท้จริงของการทำลายเนื้อเยื่อซึ่งเข้าใจผิดว่าเป็นผลมาจากคลื่นความดันเสียง^{[ 6 ]}บทวิจารณ์หนึ่งระบุว่ามีความเห็นที่แตกต่างกันอย่างมากในเอกสารวิจัยเกี่ยวกับว่าคลื่นความดันมีส่วนทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือ ไม่ ^{[ 5 ]}ในที่สุดก็สรุปได้ว่า "ไม่พบหลักฐานที่แน่ชัดเกี่ยวกับผลกระทบทางพยาธิวิทยาถาวรที่เกิดจากคลื่นความดัน"

มีการกล่าวถึง "การกระแทกด้วยแรงดันน้ำ" ครั้งแรกในนิตยสาร Popular Mechanicsในเดือนเมษายน พ.ศ. 2485 ^{[ 7 ]} ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ การอภิปรายครั้งแรกเกี่ยวกับคลื่นความดันที่เกิดขึ้นเมื่อกระสุนปืนกระทบเป้าหมายที่มีชีวิตนั้นนำเสนอโดย E. Harvey Newton และกลุ่มวิจัยของเขาที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในปี พ.ศ. 2490 ^{[ 8 ]}

โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับกันว่าเมื่อขีปนาวุธความเร็วสูงพุ่งชนร่างกายและเคลื่อนที่ผ่านเนื้อเยื่ออ่อน จะเกิดแรงดันขึ้นซึ่งวัดได้เป็นพันบรรยากาศ อันที่จริงแล้ว การเปลี่ยนแปลงแรงดันที่เกิดขึ้นมี 3 ประเภท ได้แก่ (1) แรงดันคลื่นกระแทกหรือพัลส์แรงดันสูงที่แหลมคม ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อขีปนาวุธพุ่งชนผิวร่างกาย (2) บริเวณที่มีแรงดันสูงมากทันทีที่อยู่ด้านหน้าและด้านข้างของขีปนาวุธที่กำลังเคลื่อนที่ (3) การเปลี่ยนแปลงแรงดันต่ำที่ค่อนข้างช้าซึ่งเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของโพรงระเบิดชั่วคราวขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นด้านหลังขีปนาวุธ การเปลี่ยนแปลงแรงดันดังกล่าวดูเหมือนจะเป็นสาเหตุของสิ่งที่นักล่ารู้จักกันในชื่อแรงกระแทกไฮดรอลิก ซึ่งเป็นการส่งผ่านพลังงานแบบไฮดรอลิกที่เชื่อกันว่าทำให้สัตว์ที่ถูกยิงด้วยกระสุนความเร็วสูงตายทันที (Powell (1))

แฟรงค์ แชมเบอร์ลิน ศัลยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านการบาดเจ็บในสงครามโลกครั้งที่ 2 และนักวิจัยด้านขีปนาวิถี ได้สังเกตผลกระทบของคลื่นความดันระยะไกล พันเอกแชมเบอร์ลินได้อธิบายสิ่งที่เขาเรียกว่า "ผลกระทบจากการระเบิด" และ "ปฏิกิริยาไฮดรอลิก" ของกระสุนในเนื้อเยื่อ...ของเหลวถูกทำให้เคลื่อนที่โดย 'คลื่นกระแทก' หรือผลกระทบไฮดรอลิก... ในเนื้อเยื่อที่เต็มไปด้วยของเหลว ผลกระทบและการทำลายเนื้อเยื่อจะขยายออกไปในทุกทิศทางไกลเกินกว่าแกนของบาดแผล [ ^{10 ] เขา}หลีกเลี่ยงการใช้คำว่า "กระแทก" ที่คลุมเครือ เพราะคำนี้สามารถหมายถึงคลื่นความดันชนิดเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดและกระสุนความเร็วเหนือเสียง หรือหมายถึงสภาวะทางการแพทย์ในร่างกาย

พันเอกแชมเบอร์ลินตระหนักดีว่ามีทฤษฎีมากมายที่ได้รับการเสนอในด้านขีปนาวิถีบาดแผล ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เขาได้บัญชาการศูนย์โรงพยาบาลขนาด 8,500 เตียง ซึ่งรักษาผู้ป่วยกว่า 67,000 รายในช่วง 14 เดือนที่เขาดำเนินการพลทหารแอคลีย์ประมาณการว่า 85% ของผู้ป่วยได้รับบาดเจ็บจากกระสุนปืน^{[ 10 ]}พันเอกแชมเบอร์ลินใช้เวลาหลายชั่วโมงในการสัมภาษณ์ผู้ป่วยเกี่ยวกับปฏิกิริยาของพวกเขาต่อบาดแผลจากกระสุนปืน เขาทำการทดลองกับสัตว์มีชีวิตหลายครั้งหลังจากเสร็จสิ้นภารกิจของเขา ในเรื่องของทฤษฎีขีปนาวิถีบาดแผล เขาเขียนว่า:

ถ้าให้ผมเลือกทฤษฎีใดทฤษฎีหนึ่งเป็นความจริง ผมก็ยังคงเลือกทฤษฎีปฏิกิริยาไฮดรอลิกของของเหลวในร่างกายรวมกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบประสาทส่วนกลางอยู่ดี

นักวิทยาศาสตร์ในยุคสงครามโลกครั้งที่สองคนอื่นๆ สังเกตเห็นผลกระทบของคลื่นความดันระยะไกลในเส้นประสาทส่วนปลาย^{[ 11 ] [ 12 ]}มีการสนับสนุนแนวคิดเรื่องผลกระทบทางประสาทระยะไกลของคลื่นความดันบัลลิสติกในชุมชนทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ แต่คำว่า "hydrostatic shock" และวลีที่คล้ายกันซึ่งรวมถึง "shock" นั้นถูกใช้โดยนักเขียนเกี่ยวกับปืนเป็นหลัก (เช่น Jack O'Conner ^{[ 13 ] ) และอุตสาหกรรมอาวุธขนาดเล็ก (เช่น Roy Weatherby [ 14 ] และ} Federal " Hydra ^{- Shok} . " )

มาร์ติน แฟคเลอร์ ศัลยแพทย์ ผู้เชี่ยวชาญ ด้านการบาดเจ็บ ในยุคสงครามเวียดนามนักวิจัยด้านกระสุนปืน พันเอกในกองทัพสหรัฐฯ และหัวหน้าห้องปฏิบัติการกระสุนปืนของศูนย์ฝึกอบรมทางการแพทย์กองทัพสหรัฐฯ สถาบันเล็ตเตอร์แมน อ้างว่าการช็อกด้วยแรงดันน้ำได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นความจริง และข้ออ้างที่ว่าคลื่นแรงดันมีบทบาทในการบาดเจ็บหรือทำให้ทุพพลภาพนั้นเป็นเพียงตำนาน^{[ 6 ]}คนอื่นๆ ก็แสดงความคิดเห็นในทำนองเดียวกัน^{[ 15 ] [ 16 ]}

แฟคเลอร์อ้างอิงข้อโต้แย้งของเขาจากเครื่องสลายก้อนนิ่วซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในการสลายก้อนนิ่วในไต เครื่องสลายก้อนนิ่วใช้คลื่นเสียงที่มีแรงดันมากกว่าคลื่นที่เกิดจากกระสุนปืนพกส่วนใหญ่^{[ 6 ]}แต่ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่ออ่อนเลย ดังนั้น แฟคเลอร์จึงโต้แย้งว่าคลื่นแรงดันบัลลิสติกก็ไม่สามารถทำลายเนื้อเยื่อได้เช่นกัน^{[ 17 ]}

แฟคเลอร์อ้างว่าการศึกษาบาดแผลจากกระสุนปืนไรเฟิลในเวียดนาม (ทีมข้อมูลบาดแผลและประสิทธิภาพของกระสุน) พบว่า "ไม่มีกรณีใดที่กระดูกหักหรือเส้นเลือดใหญ่ฉีกขาดที่ไม่ได้ถูกกระสุนเจาะทะลุ มีเพียงสองกรณีเท่านั้นที่อวัยวะที่ไม่ได้ถูกกระสุนเจาะทะลุ (แต่อยู่ห่างจากวิถีกระสุนเพียงไม่กี่เซนติเมตร) ได้รับความเสียหาย" แฟคเลอร์อ้างถึงการสื่อสารส่วนตัวกับ RF Bellamy ^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบที่ตีพิมพ์ของ Bellamy ในปีถัดมา^{[ 18 ]}ประมาณการว่า 10% ของกระดูกหักในชุดข้อมูลอาจเกิดจากการบาดเจ็บทางอ้อม และมีการอธิบายกรณีเฉพาะหนึ่งกรณีโดยละเอียด (หน้า 153–154) นอกจากนี้ การวิเคราะห์ที่ตีพิมพ์ยังบันทึกกรณีการบาดเจ็บที่ช่องท้องห้ากรณีในกรณีที่กระสุนไม่ได้เจาะทะลุช่องท้อง (หน้า 149–152) กรณีปอดฟกช้ำอันเป็นผลมาจากการถูกยิงที่ไหล่ (หน้า 146–149) และกรณีผลกระทบทางอ้อมต่อระบบประสาทส่วนกลาง (หน้า 155) นักวิจารณ์ของ Fackler โต้แย้งว่าหลักฐานของเขาไม่ได้ขัดแย้งกับการบาดเจ็บในระยะไกลอย่างที่ Fackler อ้าง แต่ข้อมูล WDMET จากเวียดนามกลับเป็นหลักฐานสนับสนุน^{[ 18 ] [ 19 ]}

บทสรุปของการอภิปรายดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในปี 2009 ในส่วนหนึ่งของภาพรวมทางประวัติศาสตร์ของการวิจัยเกี่ยวกับวิถีกระสุนที่ทำให้เกิดบาดแผล

อย่างไรก็ตาม Fackler [10, 13] ได้โต้แย้งสมมติฐานคลื่นกระแทก โดยอ้างว่าไม่มีหลักฐานทางกายภาพใด ๆ ที่สนับสนุนสมมติฐานนี้ แม้ว่าจะมีหลักฐานสนับสนุนสมมติฐานนี้จาก Harvey [20, 21], Kolsky [31], Suneson et. al. [42, 43] และ Crucq [5] ก็ตาม นับตั้งแต่นั้นมา ผู้เขียนคนอื่น ๆ ได้เสนอว่ามีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นที่สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าคลื่นกระแทกจากกระสุนความเร็วสูงสามารถก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อและระบบประสาทได้ ซึ่งแสดงให้เห็นในการทดลองต่าง ๆ โดยใช้แบบจำลองจำลอง [24, 48] หนึ่งในงานวิจัยที่น่าสนใจที่สุดคืองานวิจัยของ Courtney และ Courtney [4] ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการบาดเจ็บที่สมองและการเกิดคลื่นความดันในช่องอกและแขนขา

ทีมข้อมูลบาดแผลและประสิทธิภาพของกระสุน (WDMET) ได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับบาดแผลที่เกิดขึ้นระหว่างสงครามเวียดนามในการวิเคราะห์ข้อมูลนี้ซึ่งตีพิมพ์ในตำราการแพทย์ทหารโรนัลด์ เบลลามีและรัสส์ ซาจต์ชัค ชี้ให้เห็นถึงกรณีจำนวนหนึ่งที่ดูเหมือนจะเป็นตัวอย่างของบาดแผลระยะไกล เบลลามีและซาจต์ชัคอธิบายกลไกสามประการของการบาดเจ็บระยะไกลเนื่องจากแรงดันชั่วขณะ ได้แก่ 1) คลื่นความเครียด 2) คลื่นเฉือน และ 3) แรงกระตุ้นแรงดันหลอดเลือด

หลังจากอ้างถึงข้อสรุปของฮาร์วีย์ที่ว่า "คลื่นความเครียดอาจไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ" (หน้า 136) เบลลามีและซาจต์ชัคแสดงความคิดเห็นว่าการตีความของฮาร์วีย์อาจไม่ใช่ข้อสรุปที่แน่ชัด เพราะพวกเขาเขียนว่า "ความเป็นไปได้ที่คลื่นความเครียดจากกระสุนที่ทะลุทะลวงอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อก็ไม่สามารถตัดออกไปได้" (หน้า 136) ข้อมูล WDMET รวมถึงกรณีของปอดฟกช้ำที่เกิดจากการถูกยิงที่ไหล่ คำบรรยายใต้ภาพที่ 4-40 (หน้า 149) ระบุว่า "การบาดเจ็บที่ปอดอาจเป็นผลมาจากคลื่นความเครียด" พวกเขาอธิบายถึงความเป็นไปได้ที่การถูกยิงที่กล้ามเนื้อทราพีเซียสของทหารทำให้เกิดอัมพาตชั่วคราวเนื่องจาก "คลื่นความเครียดที่ผ่านคอของทหารโดยอ้อม [ก่อให้เกิด] ความผิดปกติของไขสันหลังส่วนคอ" (หน้า 155)

นอกจากคลื่นความเครียดแล้ว เบลลามีและซาจต์ชัคยังอธิบายถึงคลื่นเฉือนว่าเป็นกลไกที่เป็นไปได้ของการบาดเจ็บทางอ้อมในข้อมูล WDMET พวกเขาประเมินว่า 10% ของกระดูกหักในข้อมูลอาจเป็นผลมาจากการบาดเจ็บทางอ้อม กล่าวคือ กระดูกหักจากการที่กระสุนผ่านใกล้กระดูกโดยไม่มีการกระทบโดยตรง มีการอ้างถึงการทดลองของจีนซึ่งให้สูตรประมาณการว่าขนาดของแรงดันลดลงอย่างไรตามระยะทาง เมื่อรวมกับความแตกต่างระหว่างความแข็งแรงของกระดูกมนุษย์และความแข็งแรงของกระดูกสัตว์ในการทดลองของจีน เบลลามีและซาจต์ชัคใช้สูตรนี้เพื่อประมาณการว่ากระสุนปืนไรเฟิลจู่โจม "ที่ผ่านในระยะหนึ่งเซนติเมตรจากกระดูกยาวอาจทำให้เกิดการแตกหักทางอ้อมได้" (หน้า 153) เบลลามีและซาจต์ชัคแนะนำว่าการแตกหักในรูปที่ 4-46 และ 4-47 น่าจะเป็นการแตกหักทางอ้อมประเภทนี้ ความเสียหายเนื่องจากคลื่นเฉือนขยายไปไกลกว่านั้นในกรณีการบาดเจ็บที่ช่องท้องในข้อมูล WDMET เบลลามีและซาจต์ชัคเขียนว่า "ช่องท้องเป็นหนึ่งในบริเวณของร่างกายที่อาจได้รับความเสียหายจากผลกระทบทางอ้อมได้บ่อย" (หน้า 150) มีการอธิบายถึงการบาดเจ็บที่ตับและลำไส้ดังแสดงในรูปที่ 4-42 และ 4-43 ว่า "ความเสียหายที่แสดงในตัวอย่างเหล่านี้ขยายวงกว้างออกไปไกลกว่าเนื้อเยื่อที่อาจสัมผัสกับกระสุนโดยตรง" (หน้า 150)

นอกจากจะยกตัวอย่างจากข้อมูล WDMET เกี่ยวกับการบาดเจ็บทางอ้อมอันเนื่องมาจากคลื่นเฉือนและคลื่นความเครียดที่แพร่กระจายแล้ว เบลลามีและซาจต์ชัคยังแสดงความเปิดกว้างต่อแนวคิดที่ว่าการเปลี่ยนแปลงความดันที่แพร่กระจายผ่านหลอดเลือดสามารถก่อให้เกิดการบาดเจ็บทางอ้อมได้ “ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงความดันที่เกิดขึ้นจากบาดแผลกระสุนปืนที่หน้าท้องอาจแพร่กระจายผ่านหลอดเลือดดำใหญ่และระบบหลอดเลือดดำจูงกูลาร์เข้าไปในโพรงกะโหลกและทำให้ความดันในกะโหลกศีรษะ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พร้อมกับความผิดปกติทางระบบประสาทชั่วคราว” (หน้า 154) อย่างไรก็ตาม ไม่มีตัวอย่างของกลไกการบาดเจ็บนี้จากข้อมูล WDMET แต่ผู้เขียนแนะนำว่าจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม โดยเขียนว่า “จำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลทางคลินิกและข้อมูลจากการทดลองก่อนที่จะสามารถยืนยันการบาดเจ็บทางอ้อมดังกล่าวได้” การบาดเจ็บระยะไกลในลักษณะนี้ได้รับการยืนยันในภายหลังจากข้อมูลการทดลองของนักวิจัยชาวสวีเดนและจีน^{[ 21 ] [ 22 ]}จากการค้นพบทางคลินิกของ Krajsa ^{[ 23 ]}และจากการค้นพบการชันสูตรศพจากอิรัก^{[ 24 ]}

ผู้สนับสนุนแนวคิดนี้ชี้ให้เห็นผลการชันสูตรศพมนุษย์ที่แสดงให้เห็นเลือดออกใน สมอง จากการถูกยิงที่หน้าอกจนถึงแก่ความตาย รวมถึงกรณีที่ใช้กระสุนปืนพก^{[ 25 ]}กรณีบาดแผลทะลุหน้าอกที่ถึงแก่ความตายจากกระสุนเพียงนัดเดียวจำนวน 33 ราย ได้รับการคัดเลือกจากชุดข้อมูลที่ใหญ่กว่ามาก โดยไม่รวมปัจจัยการบาดเจ็บอื่นๆ ทั้งหมด รวมถึงประวัติในอดีต

ในกรณีที่คัดเลือกมาอย่างพิถีพิถันเช่นนี้ เนื้อเยื่อสมองได้รับการตรวจสอบทางจุลพยาธิวิทยา โดยเก็บตัวอย่างจากสมองซีกซ้ายและขวา ปมประสาทฐาน พอนส์ ส่วนออลบลองเจต และซีรีเบลลัม พบการตกเลือดที่มีลักษณะคล้ายปลอกหุ้มรอบหลอดเลือดสมองขนาดเล็กในตัวอย่างทั้งหมด การตกเลือดเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของความดันโลหิตในหลอดเลือด อันเป็นผลมาจากการกดทับหลอดเลือดใหญ่ในช่องอกโดยคลื่นกระแทกที่เกิดจากกระสุนปืน

การศึกษาวิจัยในอิรักเป็นเวลา 8 เดือน ซึ่งดำเนินการในปี 2010 และตีพิมพ์ในปี 2011 รายงานเกี่ยวกับการชันสูตรศพเหยื่อกระสุนปืน 30 รายที่ถูกยิงด้วยกระสุนปืนไรเฟิลความเร็วสูง (มากกว่า 2500 fps) ^{[ 24 ]}ผู้เขียนพบว่าปอดและทรวงอกมีความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บจากระยะไกลมากที่สุด รองลงมาคือช่องท้อง การศึกษาระบุว่า "ขนาดตัวอย่างเล็กเกินไปที่จะถึงระดับนัยสำคัญทางสถิติ" อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนสรุปว่า:

การบาดเจ็บที่อยู่ห่างจากเส้นทางหลักของการบาดเจ็บจากกระสุนความเร็วสูงนั้นมีความสำคัญมากและมักพบได้เกือบทุกกรณี โดยเฉพาะในบริเวณหน้าอกและช่องท้อง ซึ่งควรนำมาพิจารณาโดยแพทย์นิติเวชและอาจรวมถึงศัลยแพทย์ทั่วไปด้วย

คลื่นกระแทกสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อของเหลวถูกแทนที่อย่างรวดเร็วโดยวัตถุระเบิดหรือกระสุน เนื้อเยื่อมีพฤติกรรมคล้ายกับน้ำมากพอที่คลื่นความดันเสียงสามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทบของกระสุน ทำให้เกิดแรงดันเกิน 1,500 psi (10,000 kPa) ^{[ 26 ]}

Duncan MacPherson อดีตสมาชิกของ International Wound Ballistics Association และผู้เขียนหนังสือBullet Penetrationอ้างว่าคลื่นกระแทกไม่สามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทบของกระสุนกับเนื้อเยื่อ^{[ 16 ]}ในทางตรงกันข้าม Brad Sturtevant นักวิจัยชั้นนำด้านฟิสิกส์คลื่นกระแทกที่Caltechมานานหลายทศวรรษ พบว่าคลื่นกระแทกสามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทบของกระสุนปืนพกกับเนื้อเยื่อ^{[ 27 ]}แหล่งข้อมูลอื่น ๆ ระบุว่าการกระทบของกระสุนสามารถสร้างคลื่นกระแทกในเนื้อเยื่อได้^{[ 21 ] [ 28 ] [ 29 ]}

คลื่นความดันจากการระเบิดและคลื่นความดันจากกระสุนปืนมีลักษณะทางกายภาพที่คล้ายคลึงกัน ก่อนการสะท้อนของคลื่น ทั้งสองชนิดมีลักษณะเป็นหน้าคลื่นที่ชัน ตามด้วยการลดลงแบบเกือบเป็นเลขชี้กำลังในระยะใกล้ ทั้งสองชนิดมีความคล้ายคลึงกันในวิธีการที่ทำให้เกิดผลกระทบต่อระบบประสาทในสมอง ในเนื้อเยื่อ คลื่นความดันทั้งสองชนิดมีขนาด ระยะเวลา และลักษณะความถี่ที่คล้ายคลึงกัน ทั้งสองชนิดแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดความเสียหายในฮิปโปแคมปัส^{[ 22 ] [ 30 ] [ 31 ]}มีการตั้งสมมติฐานว่าทั้งสองชนิดเข้าถึงสมองจากช่องอกผ่านทางหลอดเลือดใหญ่

ตัวอย่างเช่นIbolja Cernakนักวิจัยชั้นนำด้าน การบาดเจ็บ จากคลื่นระเบิดที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์มหาวิทยาลัยJohns Hopkinsตั้งสมมติฐานว่า "การเปลี่ยนแปลงในการทำงานของสมองหลังจากการสัมผัสกับแรงระเบิดเกิดจากการถ่ายโอนพลังงานจลน์ของแรงดันเกินจากแรงระเบิดผ่านหลอดเลือดใหญ่ในช่องท้องและทรวงอกไปยังระบบประสาทส่วนกลาง" ^{[ 32 ]}สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากการสังเกตผลกระทบทางประสาทในสมองจากการสัมผัสกับแรงระเบิดเฉพาะที่โดยเน้นที่ปอดในการทดลองในสัตว์^{[ 30 ]}

เอกสารหลายฉบับอธิบายฟิสิกส์ของคลื่นความดันบัลลิสติกที่เกิดขึ้นเมื่อกระสุนความเร็วสูงเข้าสู่ตัวกลางหนืด^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการกระทบของบัลลิสติกก่อให้เกิดคลื่นความดันที่แพร่กระจายด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วเสียง

Lee และคณะนำเสนอแบบจำลองเชิงวิเคราะห์ที่แสดงให้เห็นว่าคลื่นแรงดันขีปนาวิถีที่ไม่สะท้อนกลับสามารถประมาณได้ดีด้วยการลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียล ซึ่งคล้ายกับคลื่นแรงดันระเบิด^{[ 34 ]} Lee และคณะตั้งข้อสังเกตถึงความสำคัญของการถ่ายโอนพลังงาน:

อย่างที่คาดไว้ การประมาณค่าการสูญเสียพลังงานจลน์ของกระสุนอย่างแม่นยำนั้นมีความสำคัญเสมอในการกำหนดคลื่นขีปนาวิถี

การคำนวณที่เข้มงวดของ Lee et al. จำเป็นต้องทราบค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านและพื้นที่หน้าตัดของกระสุนที่ทะลุทะลวงในทุกช่วงเวลาของการทะลุทะลวง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเป็นไปไม่ได้กับกระสุนปืนพกที่ขยายตัว Courtney และ Courtney จึงพัฒนารูปแบบจำลองสำหรับการประมาณค่าคลื่นความดันสูงสุดของกระสุนปืนพกจากพลังงานการกระทบและความลึกของการทะลุทะลวงในเจลาตินบัลลิสติก [ ^{37 ] รูป}แบบจำลองนี้สอดคล้องกับวิธีการที่เข้มงวดกว่าของ Lee et al. สำหรับกระสุนที่สามารถนำมาใช้ได้ทั้งสองแบบ สำหรับกระสุนปืนพกที่ขยายตัว ขนาดของคลื่นความดันสูงสุดจะเป็นสัดส่วนกับพลังงานจลน์ของกระสุนหารด้วยความลึกของการทะลุทะลวง

Göransson และคณะเป็นนักวิจัยร่วมสมัยกลุ่มแรกที่นำเสนอหลักฐานที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับผลกระทบระยะไกลของสมองจากการถูกกระสุนปืนที่ปลายแขนขา^{[ 38 ]}พวกเขาได้สังเกตการเปลี่ยนแปลงในการอ่านค่า EEG จากหมูที่ถูกยิงที่ต้นขา การทดลองติดตามผลโดย Suneson และคณะได้ฝังตัวแปลงสัญญาณความดันความเร็วสูงเข้าไปในสมองของหมูและแสดงให้เห็นว่าคลื่นความดันที่มีนัยสำคัญไปถึงสมองของหมูที่ถูกยิงที่ต้นขา^{[ 21 ] [ 39 ]}นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้สังเกตเห็นภาวะหยุดหายใจ การอ่านค่า EEG ที่ลดลง และความเสียหายของระบบประสาทในสมองที่เกิดจากผลกระทบระยะไกลของคลื่นความดันบัลลิสติกที่มาจากต้นขา

ผลการศึกษาของ Suneson et al. ได้รับการยืนยันและขยายความโดยการทดลองในสุนัขในภายหลัง^{[ 22 ]} ซึ่ง "ยืนยันว่ามีผลกระทบระยะไกลในระบบประสาทส่วนกลางหลังจากขีปนาวุธพลังงานสูงกระทบที่ปลายแขนขา พบคลื่นความดันสั่นความถี่สูงที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่และระยะเวลาสั้นในสมองหลังจากขีปนาวุธพลังงานสูงกระทบที่ปลายแขนขา..." Wang et al. สังเกตเห็นความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญทั้งในบริเวณไฮโปทาลามัสและฮิปโปแคมปัสของสมองเนื่องจากผลกระทบระยะไกลของคลื่นความดันขีปนาวุธ

ในการศึกษาเกี่ยวกับการบาดเจ็บจากปืนพก Sturtevant พบว่าคลื่นความดันจากการกระทบของกระสุนที่ลำตัวสามารถไปถึงกระดูกสันหลังได้ และผลกระทบจากการโฟกัสของพื้นผิวเว้าสามารถทำให้คลื่นความดันเข้มข้นขึ้นที่ไขสันหลัง ทำให้เกิดการบาดเจ็บอย่างรุนแรง^{[ 27 ]}ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยอื่นๆ ที่แสดงให้เห็นถึงการบาดเจ็บที่ไขสันหลังในบริเวณห่างไกลจากการกระทบของกระสุน^{[ 40 ] [ 41 ]}

Roberts และคณะนำเสนอทั้งงานทดลองและการสร้างแบบจำลององค์ประกอบจำกัดที่แสดงให้เห็นว่าอาจมีขนาดคลื่นความดันจำนวนมากในช่องอกสำหรับกระสุนปืนพกที่ถูกหยุดโดยเสื้อเกราะเคฟลาร์^{[ 28 ] [ 29 ]}ตัวอย่างเช่น กระสุนขนาด 8 กรัมที่ความเร็ว 360 ม./วินาที กระทบกับเสื้อเกราะ NIJ ระดับ II บริเวณกระดูกอก สามารถสร้างระดับคลื่นความดันโดยประมาณได้เกือบ 2.0 MPa (280 psi) ในหัวใจ และระดับคลื่นความดันเกือบ 1.5 MPa (210 psi) ในปอด การกระทบเหนือตับสามารถสร้างระดับคลื่นความดันโดยประมาณได้ 2.0 MPa (280 psi) ในตับ

งานของ Courtney et al. สนับสนุนบทบาทของคลื่นแรงดันบัลลิสติกในการทำให้หมดสภาพและบาดเจ็บ^{[ 37 ] [ 1 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}งานของ Suneson et al. และ Courtney et al. ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบต่อระบบประสาทจากระยะไกลสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยระดับการถ่ายโอนพลังงานที่เป็นไปได้ด้วยปืนพก ประมาณ 500 ft⋅lbf (680 J) โดยใช้เทคนิคทางชีวเคมีที่ละเอียดอ่อน งานของ Wang et al. ชี้ให้เห็นถึงเกณฑ์พลังงานการกระทบที่ต่ำกว่าสำหรับการบาดเจ็บต่อระบบประสาทจากระยะไกลในสมอง ในการวิเคราะห์การทดลองของสุนัขที่ถูกยิงที่ต้นขา พวกเขารายงานผลกระทบต่อระบบประสาทที่มีนัยสำคัญสูง (p < 0.01) ที่ตรวจจับได้ง่ายในไฮโปทาลามัสและฮิปโปแคมปัสด้วยระดับการถ่ายโอนพลังงานใกล้เคียง 550 ft⋅lbf (750 J) Wang et al. รายงานผลกระทบระยะไกลที่ไม่สำคัญมากนัก (p < 0.05) ในไฮโปทาลามัสด้วยการถ่ายโอนพลังงานที่ต่ำกว่า 100 ft⋅lbf (140 J) เล็กน้อย^{[ 22 ]}

แม้ว่า Wang และคณะจะบันทึกความเสียหายของระบบประสาทจากระยะไกลสำหรับระดับการถ่ายโอนพลังงานต่ำ ประมาณ 100 ฟุต⋅ปอนด์ (140 จูล) แต่ระดับความเสียหายของระบบประสาทเหล่านี้อาจน้อยเกินไปที่จะทำให้เกิดการหมดสติอย่างรวดเร็ว Courtney และ Courtney เชื่อว่าผลกระทบต่อระบบประสาทจากระยะไกลจะเริ่มมีส่วนสำคัญต่อการหมดสติอย่างรวดเร็วก็ต่อเมื่อระดับคลื่นแรงดันจากกระสุนปืนสูงกว่า 500 psi (3,400 kPa) (ซึ่งสอดคล้องกับการถ่ายโอนพลังงานประมาณ 300 ฟุต⋅ปอนด์ (410 จูล) ในการเจาะทะลุ 12 นิ้ว (30 ซม.)) และจะสังเกตเห็นได้ง่ายขึ้นเมื่อสูงกว่า 1,000 psi (6,900 kPa) (ซึ่งสอดคล้องกับการถ่ายโอนพลังงานประมาณ 600 ฟุต⋅ปอนด์ (810 จูล) ในการเจาะทะลุ 12 นิ้ว (0.30 ม.)) ^{[ 1 ]}ผลกระทบที่ทำให้หมดสติในช่วงการถ่ายโอนพลังงานนี้สอดคล้องกับการสังเกตการบาดเจ็บที่ไขสันหลังระยะไกล^{[ 27 ]}การสังเกต EEG ที่ถูกกดและภาวะหยุดหายใจในหมู^{[ 38 ] [ 45 ] [ 46 ]}และการสังเกตผลกระทบที่ทำให้หมดสติของคลื่นแรงดันบัลลิสติกโดยไม่มีช่องบาดแผล^{[ 47 ]}

วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์มีการค้นพบอื่นๆ ที่สำคัญเกี่ยวกับกลไกการบาดเจ็บของคลื่นแรงดันบัลลิสติก Ming และคณะพบว่าคลื่นแรงดันบัลลิสติกสามารถทำให้กระดูกหักได้^{[ 48 ]} Tikka และคณะรายงานการเปลี่ยนแปลงแรงดันในช่องท้องที่เกิดขึ้นในหมูที่ถูกยิงที่ต้นขาข้างหนึ่ง^{[ 49 ]} Akimov และคณะรายงานเกี่ยวกับการบาดเจ็บที่เส้นประสาทจากบาดแผลกระสุนปืนที่ปลายแขนขา^{[ 50 ]}

ในชุมชนการป้องกันตนเอง การทหาร และการบังคับใช้กฎหมาย ความคิดเห็นแตกต่างกันเกี่ยวกับความสำคัญของผลกระทบจากการบาดเจ็บระยะไกลในการออกแบบและการเลือกกระสุน ในหนังสือเกี่ยวกับการช่วยเหลือตัวประกันของเขา Leroy Thompson ได้กล่าวถึงความสำคัญของแรงกระแทกจากแรงดันน้ำในการเลือกกระสุน . 357 Magnumและ9×19mm Parabellumที่ มีดีไซน์เฉพาะ ^{[ 51 ]}ในหนังสือ Armed and Female Paxton Quigley อธิบายว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำเป็นแหล่งที่มาที่แท้จริงของ " พลังในการหยุดยั้ง " ^{[ 52 ]} Jim Carmichael ซึ่งดำรงตำแหน่งบรรณาธิการด้านการยิงปืนของ นิตยสาร Outdoor Lifeเป็นเวลา 25 ปี เชื่อว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำมีความสำคัญต่อ "ผลกระทบในการทำให้ไร้ประสิทธิภาพในทันที" และเป็นความแตกต่างที่สำคัญในประสิทธิภาพของกระสุนหัวกลวง . 38 Specialและ.357 Magnum ^{[ 53 ]}ใน "การค้นหาปืนพกตำรวจที่มีประสิทธิภาพ" Allen Bristow อธิบายว่าหน่วยงานตำรวจตระหนักถึงความสำคัญของแรงกระแทกจากแรงดันน้ำเมื่อเลือกกระสุน^{[ 54 ]}กลุ่มวิจัยที่เวสต์พอยต์แนะนำกระสุนปืนพกที่มีพลังงานอย่างน้อย 500 ฟุต⋅ปอนด์ (680 จูล) และการเจาะทะลุ 12 นิ้ว (300 มม.) และแนะนำว่า: ^{[ 55 ]}

ไม่ควรประทับใจมากเกินไปกับแนวโน้มที่แรงกระทำที่เจาะทะลุตื้นๆ จะทำให้เกิดคลื่นความดันขนาดใหญ่ เกณฑ์การคัดเลือกควรพิจารณาความลึกของการเจาะทะลุที่จำเป็นสำหรับการประเมินความเสี่ยงและการใช้งานที่กำหนดก่อน และใช้ขนาดของคลื่นความดันเป็นเกณฑ์การคัดเลือกเฉพาะสำหรับแรงกระทำที่ตรงตามข้อกำหนดการเจาะทะลุขั้นต่ำเท่านั้น การขยายตัว การเจาะทะลุ การป้อน และการทำงานที่เชื่อถือได้ ล้วนเป็นแง่มุมที่สำคัญของการทดสอบและการคัดเลือกแรงกระทำ เราไม่ได้สนับสนุนให้ละทิ้งแง่มุมต่างๆ ของกระบวนการทดสอบและการคัดเลือกแรงกระทำที่ใช้กันมานาน แต่ดูเหมือนว่าจะเป็นการรอบคอบที่จะพิจารณาขนาดของคลื่นความดันควบคู่ไปกับปัจจัยอื่นๆ

หน่วยงานบังคับใช้กฎหมายและหน่วยงานทหารจำนวนหนึ่งได้นำ กระสุนขนาด 5.7×28 มม . มาใช้ หน่วยงานเหล่านี้ได้แก่หน่วยซีลของกองทัพเรือ^{[ 56 ]}และ หน่วย บริการคุ้มครองของรัฐบาลกลางของICE [ ^{57 ] [ 58 ] ใน}ทางตรงกันข้าม ผู้รับเหมาด้านการป้องกันประเทศ นักวิเคราะห์ด้านการบังคับใช้กฎหมาย และนักวิเคราะห์ด้านการทหารบางรายกล่าวว่า แรงกระแทกจากน้ำเป็นปัจจัยที่ไม่สำคัญเมื่อเลือกกระสุนสำหรับการใช้งานเฉพาะ เนื่องจากผลกระทบใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นกับเป้าหมายนั้นยากที่จะวัดและไม่สม่ำเสมอในแต่ละบุคคล ซึ่งแตกต่างจากปัจจัยต่างๆ เช่น การวางตำแหน่งกระสุนที่ถูกต้องและการเสียเลือดจำนวนมาก ซึ่งมักจะทำให้เป้าหมายหมดสภาพในที่สุดสำหรับเกือบทุกคน^{[ 59 ]}

FBI แนะนำว่ากระสุนที่ใช้สำหรับการป้องกันตนเองและการบังคับใช้กฎหมายต้องมีคุณสมบัติการทะลุทะลวงขั้นต่ำ 12 นิ้ว (300 มม.) ในเจลาตินบัลลิสติก และแนะนำอย่างชัดเจนว่าไม่ควรเลือกกระสุนโดยพิจารณาจากผลกระทบของแรงกระแทกไฮโดรสแตติก^{[ 15 ]}

แรงกระแทกจากแรงดันน้ำมักถูกพิจารณาว่าเป็นปัจจัยหนึ่งในการเลือกกระสุนปืนล่าสัตว์ ปีเตอร์ แคปสติก อธิบายว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำอาจมีประโยชน์สำหรับสัตว์ที่มีขนาดไม่เกินกวางหางขาวแต่สัดส่วนของการถ่ายโอนพลังงานต่อน้ำหนักของสัตว์เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับสัตว์ขนาดใหญ่ หากน้ำหนักของสัตว์เกินกว่าการถ่ายโอนพลังงานของกระสุน การเจาะทะลุในแนวตรงไปยังอวัยวะสำคัญจะเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าการถ่ายโอนพลังงานและแรงกระแทกจากแรงดันน้ำ^{[ 60 ]}ในทางตรงกันข้าม จิม คาร์ไมเคิล อธิบายหลักฐานว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำสามารถส่งผลกระทบต่อสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ถึงควายเคปในผลการศึกษาที่ควบคุมอย่างระมัดระวังซึ่งดำเนินการโดยสัตวแพทย์ในการดำเนินการกำจัดควาย

ในขณะที่ความคิดเห็นของเราเกี่ยวกับพลังการน็อคเอาท์ส่วนใหญ่มาจากตัวอย่างเพียงไม่กี่ตัวอย่าง แต่ข้อมูลที่รวบรวมได้ระหว่างการกำจัดสัตว์นั้นมาจากสัตว์จำนวนมาก และที่สำคัญยิ่งกว่านั้น สัตว์เหล่านั้นได้รับการตรวจสอบและผ่าพิสูจน์อย่างเป็นวิทยาศาสตร์โดยผู้เชี่ยวชาญ

ตามที่คาดการณ์ไว้ ควายบางตัวล้มลงทันทีที่ถูกยิง แต่บางตัวก็ไม่ล้ม แม้ว่าทั้งหมดจะถูกยิงในบริเวณหัวใจและปอดที่สำคัญในลักษณะที่คล้ายคลึงกันก็ตาม เมื่อนำสมองของควายทุกตัวออกมา นักวิจัยพบว่าควายที่ล้มลงทันทีนั้นได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงจากเส้นเลือดในสมองแตก ส่วนสมองของสัตว์ที่ไม่ได้ล้มลงทันทีนั้นไม่พบความเสียหายดังกล่าว

Randall Gilbert อธิบายว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำเป็นปัจจัยสำคัญในประสิทธิภาพของกระสุนปืนต่อกวางหางขาว “เมื่อกระสุนปืนเข้าสู่ร่างกายของกวางหางขาว คลื่นกระแทกขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นพร้อมกันจะส่งพลังงานจำนวนมหาศาลผ่านอวัยวะใกล้เคียง ทำให้พวกมันหยุดทำงานหรือปิดตัวลง” ^{[ 62 ]} Dave Ehrig แสดงความคิดเห็นว่าแรงกระแทกจากแรงดันน้ำขึ้นอยู่กับความเร็วในการกระทบที่สูงกว่า 1,100 ฟุต (340 เมตร) ต่อวินาที^{[ 63 ]} Sid Evans อธิบายถึงประสิทธิภาพของกระสุนปืน Nosler Partition และการตัดสินใจของบริษัท Federal Cartridge Company ในการบรรจุกระสุนนี้ในแง่ของการเกิดโพรงในเนื้อเยื่อขนาดใหญ่และแรงกระแทกจากแรงดันน้ำที่เกิดจากเส้นผ่านศูนย์กลางด้านหน้าของกระสุนที่ขยายตัว^{[ 64 ]} North American Hunting Club แนะนำกระสุนปืนล่าสัตว์ขนาดใหญ่ที่สร้างแรงกระแทกจากแรงดันน้ำมากพอที่จะทำให้สัตว์ล้มลงได้อย่างรวดเร็ว^{[ 65 ]}

• การบาดเจ็บจากแรงระเบิด
• คลื่นกระแทก (พลศาสตร์ของไหล)
• พลังในการหยุดยั้ง
• ตารางแสดงขนาดกระสุนปืนพกและปืนไรเฟิล

• การวิจัยขีปนาวิถีขั้นสุดท้าย