Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Швед Евгений Феликсович

Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды
<
Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Швед Евгений Феликсович. Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды : диссертация ... кандидата медицинских наук : 14.00.24 / Швед Евгений Феликсович; [Место защиты: ГУ "Российский центр судебно-медицинской экспертизы"].- Москва, 2006.- 168 с.: ил.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 9

1.1. Актуальность и современное состояние научных исследований по проблеме определения давности наступления смерти 9

1.2. Обзор методик, применяемых с целью ОДНС 11

1.3. Термометрический метод ОДНС 22

1.3.1. История и современное состояние 22

1.3.2. Математическое моделирование посмертного охлаждения тела при решении проблемы ОДНС 28

Глава 2. Материал и методы исследования 34

2.1. Характеристика исследованного материала 34

2.2. Этапы и методы исследования 35

2.3. Измерение температуры 36

2.4. Моделирование изменений внешней среды 40

2.5. Факторы, учитываемые при проведении экспериментов 41

2.6. Антропометрия трупа 43

2.7. Методы обработки результатов исследования материала 44

Глава 3. Математическое пошаговое моделирование процесса изменения температуры трупа при меняющейся температуре окружающей среды 47

3.1. Анализ некоторых методов математического моделирования процесса охлаждения тела 47

3.2. Разработка математического аппарата 55

3.3. Сопоставление новой математической модели с температурными кривыми, полученными в эксперименте в условиях меняющейся температуры окружающего воздуха

Глава 4. Практическое применение пошаговой математической модели процесса изменения температуры трупа в целях диагностики ДНС 73

4.1. Методика автоматизированного поиска момента начала процесса изменения температуры трупа (времени смерти) с использованием стандартного табличного процессора - Microsoft Office Excel 74

4.2. Методика расчета массы трупа по размерным характеристикам трупа 81

4.3. Реализация адаптивного подхода к определению интегральной теплообменной характеристики трупа (константы В) 91

4.4. Погрешности предлагаемых методик 101

4.4.1. Погрешность метода расчетного определения массы тела по его антропометрическим характеристикам 101

4.4.2. Погрешность метода математического моделирования посмертного охлаждения тела 104

Заключение 108

Выводы 117

Практические рекомендации 118

Список литературы 121

Приложение 145

Введение к работе

Определение давности наступления смерти (ДНС) - это одна из основных задач, решаемых в процессе производства судебно-медицинской экспертизы. Правильное установление времени смерти необходимо для успешного раскрытия и расследования правоохранительными органами преступлений против жизни граждан.

Указанная проблема, привлекает в последнее время все большее количество исследователей, усилия которых сосредоточены на поиске новых подходов к решению этой сложной, но весьма актуальной для следственных органов задачи, которая, как указывают некоторые авторы, имеет еще и общемедицинское, и общебиологическое значение (Науменко В.Г., 1984).

Попытки повысить точность определения ДНС приводят исследователей как к выявлению новых, ранее не использованных для термометрии, диагностических зон, так и к переводу проблемы из ряда узкоспециальной - судебно-медицинской, в разряд стоящих на стыке различных специальностей, в первую очередь, из области естественных наук (Витер В.И., Куликов В.А., 1999).

Наиболее динамично развивающимся в последнее время направлением следует считать подход к определению ДНС с позиций термометрического подхода, что в судебно-медицинской практике реализуется в виде различных математических моделей (Burmann, 1923; Новиков П.И., 1986; Ботезату Г.А., 1975; Толстолуцкий В.Ю., 1995), основанных на оценке динамики посмертного охлаждения тела и перерасчете определенных значений температур на начальный период температурного тренда. При этом, как указывалось в литературе (Щепочкин О.В., 2001), погрешность определения может составлять до 30-50% искомого результата, значительно снижая экспертную ценность такового суждения.

В случаях, когда трупы после наступления смерти находятся в закрытых помещениях при более или менее постоянной температуре воздуха, наилучшие результаты диагностики давности смерти достигаются применением методов, основанных на моделировании процесса изменения температуры трупа. Как в отечественной, так и в зарубежной научной судебно-медицинской литературе представлен целый ряд математических моделей процесса охлаждения трупа. Однако среди них мы не встретили ни одного математического описания, позволяющего достаточно корректно воспроизводить процесс охлаждения трупов при значительных изменениях температуры окружающей среды. На практике же существенные колебания температуры воздуха в течение посмертного периода встречаются довольно часто. Это практически все случаи нахождения трупа на открытой местности, а также случаи, когда в помещении, где находится труп, до его осмотра открывались или закрывались окна или двери, включалось или выключалось отопление и т.п. При таких условиях применение существующих способов моделирования температуры трупа в целях установлении времени смерти не приемлемо.

Вышеизложенное определило содержание представленной работы и позволило сформулировать цель и задачи исследования.

Цель исследования

Целью исследования явилась разработка алгоритмов установления времени смерти при меняющихся условиях внешней среды на базе создания новой математической модели процесса посмертного изменения температуры трупа, ориентированной на пошаговое ее воспроизведение.

Задачи исследования

Достижение намеченной цели осуществлялось путем реализации следующих задач:

1. На основе анализа температурных кривых, полученных в ходе экспериментов на трупах с различными характеристиками, при условиях меняющейся температуры окружающего воздуха, разработать математическую модель процесса посмертного охлаждения трупа, допускающую корректный учет колебаний температуры окружающей среды.

2. Отработать на экспериментальном материале методику итеративного поиска вариантов времени смерти и значений теплообменных параметров трупа по выборке процесса с использованием новой математической модели при условиях меняющейся температуры окружающей среды.

3. Изучить зависимость теплообменных параметров трупа от показателей размеров тела для практического определения этих параметров репрезентативным способом при отсутствии данных о массе тела.

4. Разработать алгоритм экспертной деятельности с учетом полученных критериев и возможностью использования их в практической деятельности.

Научная новизна

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые разработана математическая модель посмертного изменения температуры трупа, пошагово описывающая его термодинамику при меняющихся условиях внешней среды, с разработкой алгоритмов её использования при установлении времени смерти.

Практическая значимость

Практическая значимость работы заключается в разработке алгоритма судебно-медицинского исследования трупа при меняющейся температуре внешней среды, что сопровождается повышением точности термометрических методик, применяемых на ранних сроках посмертного периода с целью определения давности наступления смерти.

Положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработанный математический аппарат представляет новую не использовавшуюся ранее в судебно-медицинской экспертной практике модель, которая позволяет достаточно точно воспроизводить в пошаговом режиме кривые охлаждения трупа при меняющихся условиях внешней среды в соответствии с физической природой моделируемого процесса.

2. Подход к моделированию процесса охлаждения трупа, основанный на использовании новой формулы в пошаговом режиме, позволяет на основе адаптивного подхода, корректно учитывать не только меняющуюся температуру воздуха, но и изменения теплообменных параметров трупа (коэффициент В).

3. На сновании учета антропометрических характеристик трупа (рост, окружность груди, живота, бедра) возможно получение объективной информации, позволяющей достоверно, на основании использования современного математического аппарата, определять массу тела с высокой точностью.

4. Расчетная погрешность определения ДНС предлагаемым способом не превышает значений таковой, определенных для классических моделей и постоянной температуры окружающей среды.

Апробация диссертации

Результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр судебной медицины 2-го Московского ордена Ленина государственного медицинского института им.Пирогова, ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» и ГОУ ДПО «Уральская государственная медицинская академия дополнительного образования», а так же Республиканского общества судебных медиков Удмуртии и Челябинского областного бюро судебно-медицинской экспертизы (Ижевск, Челябинск, Москва, 1990-2004).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ. Из них все в центральной печати.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 146 листах. Состоит из введения, обзора литературы, главы о материале и методах исследования, 2 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 205 источников, в том числе 40 зарубежных. Диссертация содержит 21 рисунок и 13 таблиц. Приложение оформлено в виде сводных таблиц

Математическое моделирование посмертного охлаждения тела при решении проблемы ОДНС

Позднее эти работы продолжил О.В. Щепочкин (2001), которым была разработана оригинальная методика измерения температуры головного мозга в центральной его части и создана компьютерная программа «CranioTemp», предназначенная для определения ДНС по ряду замеров температуры трупа и окружающей среды. Как убедительно показал автор, для желаемой погрешности определения ДНС, равной 0,5 часа, использовать значения температуры головного мозга можно лишь при времени наступления смерти в интервале от 2 до 13 часов.

Одним из наиболее важных вопросов, возникающих при термо-метрировании трупа, является необходимость качественного и количественного учета влияния на процесс охлаждения многочисленных эндо-и экзогенных факторов (Ольнев А.А., 1967, 1971).

Влияние температуры среды описано многими исследователями. Так Е.И. Кильдюшов и И.В. Буромский (1997), адаптируя номограммы С. Henssge (1992) с помощью меняющихся коэффициентов, корректируют расчетные данные давности наступления смерти с учетом температуры внешней среды и теплопроводности слоя одежды трупа.

В современной судебно-медицинской литературе имеются указания на зависимость между темпом охлаждения и возрастом умершего — темп охлаждения трупов детей значительно выше, чем у взрослых (Боте-зату Г.А. и соавт., 1987; Кильдюшов Е.М., 2005). Существенное значение приписывается и причине смерти. Так, при смертельных отравлениях алкоголем, мышьяком, фосфором или их соединениями наблюдается более быстрое снижение температуры (Косоротов Д.П., 1911). А такие состояния, как предшествующее смерти охлаждение, истощение и обильная кровопотеря, по мнению того же Д.П. Косоротова, могут сократить период полного охлаждения до 12 часов. Описаны случаи прижизненного снижения температуры до 33,3С при отравлении фенолом, до 29,0С при комбинированной травме с переломом VI шейного позвонка и тотальном кровоизлиянии под паутинную оболочку спинного мозга (Попов В.Л., 1984).

При смерти от столбняка, «солнечного удара», отравления стрихнином, угарным газом, травмы шейного отдела спинного мозга охлаждение протекает несколько замедленно, что объясняется повышением температуры тела во время агонии (Оболенский Н.А., 1894). Евгеньев-Тиш Е.М. (1963) указывает, что посмертный подъем температуры до 38С и выше — явление нередкое и наблюдается в 22% случаев. При столбняке температура тела может подниматься до 44,7-45,4С; при смерти от рожистого воспаления до 43,6С; от «солнечного удара» — до 41,8С; при травмах шейного отдела позвоночника до — 42,8С. Столь значительную гипертермию, имеющую место в указанных выше случаях, можно объяснить расстройством механизмов терморегуляции, связанным либо с непосредственным травматическим повреждением центров терморегуляции, либо с воздействием токсинов или развитием гипоксии (Авдеев М.И., 1959, 1976;Евгеньев-ТишЕ.М., 1972).

Подобные варианты прижизненного срыва механизмов регуляции температурного гомеостаза, с позиций системного подхода, позднее были рассмотрены В.10. Толстолуцким (1995а). При оценке ДНС автор рекомендует активно использовать данные секционного исследования, что, в контексте теории функциональных систем (применительно к процессу умирания), может позволить определить последовательность гибели структурных уровней, обеспечивающих жизнедеятельность целостного организма. Это, в свою очередь, предоставит возможность выбора того или иного варианта (нормо-, гипер- и гипотермического) срыва температурного гомеостаза (Лихтенштейн В.А., 1984).

Обобщая выше изложенное, можно выделить два значимых фактора, влияющих на диагностику ДНС по процессу посмертного охлаждения трупа. Первый фактор представляет собой существенное отклонение значений внутренней температуры трупа на момент смерти в конкретном случае от среднестатистических показателей, что зависит от причины смерти, продолжительности процесса умирания, воздействия окружающей низкой температуры и т.п. Другой важный фактор - это масса трупа. Именно этот параметр, а не возраст, по нашему мнению, определяет темп посмертного охлаждения трупа.

В последнее время к процессу охлаждения тела человека стали подходить с позиции теплотехники, производя ОДНС путем решения краевой задачи теплопроводности, основываясь на оценке значений теп-лофизических параметров тела (Благодатских А.В., 1999). Применение данного подхода позволило существенно повысит точность ОДНС, уменьшив интервал погрешности получаемых значений до ±8% расчетной величины.

С целью перехода от относительных величин, характеризующих темп посмертного охлаждения тела, к конкретным значениям его теплофизических характеристик А.Ю. Вавилов (2000) предложил использовать метод определения коэффициента теплопроводности ряда биологических тканей и органов трупа человека. В ходе проведенных исследований определено, что коэффициент теплопроводности внутренних органов, в течение 3-х суток после наступления смерти, является величиной постоянной, тем самым, облегчая учет изменений теплофизических параметров тканей трупа в раннем постмортальном периоде. Выявленные закономерности были математически описаны, с возможностью применения приводимых уравнений для анализа темпа посмертного охлаждения тела человека и ОДНС с позиции теории теплопроводности.

Анализ некоторых методов математического моделирования процесса охлаждения тела

Методика определения ДНС включает фиксацию части температурной кривой охлаждения при помощи высокоточного термочувствительного элемента на месте обнаружения объекта в области внутренних органов, после чего расчетным путем определяют ДНС. Экспоненциальная модель хорошо описывает процесс посмертного охлаждения на двух последних этапах остывания - регулярном и этапе выравнивания температур. Однако невозможность учета нерегулярного периода вносит относительно большую погрешность при определении ДНС по данной методике.

Двухточечные математические модели процесса изменения температуры тела, интенсивно развивающиеся в настоящее время, позволяют конкретно воспроизводить реальный температурный тренд тела человека в постмортальном периоде при переменной температуре внешней среды за время, превышающее давность смерти, дискретно в интервалах любой продолжительности. Формирование периода неупорядоченного изменения температуры внешней среды в каждом случае достигается тем, что в этой модели температура в центральных отделах трупа стремится к температуре на поверхности, изменение которой задается по экспоненциальному закону. Таким образом, процесс изменения температуры в центральных отделах описывается экспонентой второго порядка и может быть представлен системой дифференциальных уравнений (Marshall Т.К., Ноаге F.E., 1962; Henssge С, 1979; Henssge С, Brinkmann В. 1984):

Данная модель достаточно точно описывает процесс охлаждения в регулярном режиме. Кроме того, приведенные выражения формирует также период начальной задержки охлаждения трупа (так называемый период неупорядоченного процесса, или температурного плато). В формуле учитывается также дополнительный фактор - масса тела, обозначенная в формуле как kg.

Следующим большим классом математических моделей посмертного охлаждения тела являются так называемые объемные математические модели на основе дифференциальных уравнений теплопроводности (Шульман З.П. Хусид Б.М., Файн И.В. 1995; Дульнев Г.Н. и др. 1984; Дульнев Г.Н. и др. 1987). Данные модели, разделяемые авторами на две группы — модели с сосредоточенными параметрами (СП) и модели с распределенными параметрами (РП), оперируют с конкретными величинами теплофизических характеристик тела. Относясь, таким образом, к параметрическим моделям, они более точно описывают процесс охлаждения реального тела, но обладая высокой сложностью и необходимостью установления ряда дополнительных характеристик трупа (Благо-датских А.В., 1999; Вавилов А.Ю., 2000) не всегда возможны к применению на практике.

Проведенный анализ представленных выше математических моделей убедительно свидетельствует о хорошей проработке проблемы моделирования процесса охлаждения трупа на регулярном его этапе. Тем не менее, условия такового этапа в полной мере можно создать только в условиях термокамеры - стабильная температура окружающего воздуха, отсутствие воздушных потоков. В реальных условиях подобные условия практически не встречаются. Значительно чаще судебно-медицинский эксперт встречается с вариантом пребывания трупа в условиях переменной температуры окружающего воздуха. При этом, даже если таковые изменения известны, традиционный математический аппарат, разработанный к настоящему моменту времени, не может быть применен.

Очевидно, что при переменных условиях внешней среды наилучшие результаты математического моделирования могут быть достигнуты только в том случае, если кривую изменения температуры трупа воспроизводить в пошаговом режиме. Для этого весь предполагаемый посмертный период должен быть разбит на более короткие интервалы времени, границы которых следует устанавливать таким образом, чтобы для любого временного промежутка можно было допустить неизменность температуры окружающей среды. Значения температуры трупа рассчитываются последовательно от начала к концу каждого из интервалов. При таком подходе каждый шаг моделирования процесса может формироваться на основе собственного значения температуры окружающего воздуха.

Кроме того, переход тела из одних условий пребывания в другие (изменение температуры окружающего воздуха) проходит через период нерегулярного его охлаждения, что должно быть учтено при разработке соответствующей математической методики. Рассмотренные выше классические модели (линейная, экспоненциальная, логистическая), либо не учитывают данный период полностью, либо жестко его детерминируют без учета индивидуальных теплофизических параметров тела, и не могут быть рекомендованы к применению из-за неизбежного роста погрешности, получаемого с их помощью результата.

Проиллюстрируем вышесказанное на следующем примере: Наблюдение: Труп гр-на А. 62-х лет осмотрен на месте происшествия дежурным судебно-медицинским экспертом в 11.00 15.06.05 г. Произведена двукратно с разрывом между замерами в 0,5 часа глубокая термометрия печени с получением значений температуры: 11.20 -28,2С, 11.50 - 27,9С при температуре окружающей среды 19С. По показаниям дочери, с которой он совместно проживал, 14.03.05 г. около 20.00 вышла из дома для ухода за домашними животными (корова). Вернулась домой около 22.00 и, зайдя к отцу в комнату, обнаружила его мертвым. Труп осмотрен врачом СМП около 00.00 часов, после чего были вызваны работники милиции и судебно-медицинский эксперт для осмотра места происшествия. Телесных повреждений на теле не обнаружено. При расспросе дочери установлено, что в течение интересующего нас периода температура в комнате изменялась следующим образом (по результатам комнатного настенного термометра): в 18.50 - 18С; в полночь - 18С, в 7.00 - 17С, в 10.00 - 19С (затоплена печь). Вес тела гр-на А. = 72 кг (измерено в морге). Причина смерти - острый трансму-ральный инфаркт миокарда.

Сопоставление новой математической модели с температурными кривыми, полученными в эксперименте в условиях меняющейся температуры окружающего воздуха

На приведенном графике видно, что при значении константы К, равном 4,59, наблюдается одинаковый суммарный эффект «периода неупорядоченного процесса» как на реальной температурной кривой, так и на математической модели. В качестве примера на рисунке приведены расчетные температурные кривые, полученные при значениях К, равных 3 и 10. Очевидно, что при таких значениях моделирование «неупорядоченного процесса» сопровождается отклонением модели от реального процесса.

Оптимальные значения коэффициента К получены для десяти трупов различной массы, одетых в различную одежду, находившихся на разных подложках. Значения и направления создававшихся перепадов температуры окружающей среды также были различными. Помимо константы К, для каждого случая определяли значение константы В, отражающей теплообменные характеристики трупа. Эта константа, а также начальные параметры - о и - о для двухэкспоненциального моделирования (система уравнений 3.2.7) подбирались таким образом, чтобы обеспечить минимально возможное отклонение расчетной температурной кривой от реальной в период, предшествовавший резкому изменению окружающей температуры, т.е. до начала «периода неупорядоченного процесса» (Таблица 3.1).

Анализом экспериментальных данных установлено, что, независимо от массы трупа, характера его одежды, характера подложки под трупом, абсолютных значений температуры воздуха, величины и направления ее резких изменений, значения константы К, позволяющие точно воспроизводить суммарный эффект «неупорядоченного процесса» при резких изменениях температуры среды, варьировали в чрезвычайно узком диапазоне: от 4,5 до 4,65 (среднее арифметическое - 4,59±0,03, р 0,05).

Значение коэффициента В определялось на основании адаптивного подхода, принципы и подробная методика которого рассмотрены в Главе 4 настоящей работы. Расчет температурных кривых при крайних значениях (4,5 и 4,65) константы К показал, расхождение расчетных температур за счет различных значений этой константы по истечении «периода неупорядоченного процесса» может составить не более 0,03С, что может соответствовать лишь нескольким минутам (менее 5) возможной ошибки диагностики давности смерти. Поэтому, мы посчитали правомерным, не выясняя причин указанного незначительного разброса значений константы К, в дальнейшем, использовать для описания «неупорядоченного процесса» значение К, равное 4,6.

Отдельного внимания заслуживает проблема несоответствия формы расчетной и реальной температурных кривых на участках, следующих после резкого изменения температуры окружающего воздуха. Действительно, для случая, графически представленного на рис.3.2.3 и 3.2.4, через 3-6 часов после резкого температурного скачка расхождение расчетной и реальной температурных кривых по оси ординат достигает почти 0,4С, что примерно соответствует 35-минутному расхождению по временной оси.

Следует отметить, что существенные отклонения двухэкспонен-циальной модели от реальной кривой в период неупорядоченного процесса наблюдается лишь при резких и значительных скачках окружающей температуры.

Указанное обстоятельство свидетельствует о правомерности использования единого значения константы К, для моделирования «периода неупорядоченного процесса» возникающего при изменении температуры окружающего воздуха.

Полученный результат экспериментов, на первый взгляд, противоречит общепринятой практике использования различных значений константы К (10 — для значений температуры среды выше 23С и 5 — для значений температуры среды ниже 23С) при двухэкспоненциальном моделировании «начального температурного плато» Marshall Т.К., Hoare F.E., 1962. Анализ физической природы феномена «температурного плато» делает понятной причину этих противоречий.

Дело в том, что любое влияние внешних факторов на температуру в глубоких отделах трупа опосредуется отдельным процессом — перераспределением температур в трупе. В теле живого человека, благодаря происходящим в организме экзотермическим биохимическим реакциям и кровообращению, поддерживается относительно равномерное распределение температур с некоторым понижением температуры к поверхности тела. В момент смерти внутренняя продукция тепла в теле прекращается, и начинается перестройка температурного поля трупа в направлении некоторой стационарной формы, по достижении которой дальнейшее изменение температуры в любой точке трупа происходит строго по экспоненциальному закону. Постепенный переход от начального распределения температур в трупе к стационарной форме распределения, происходящий в первые часы после смерти, соответствует периоду «первоначального температурного плато» кривой температуры трупа. Поскольку форма стационарного распределения определяется степенью превышения температур в трупе над температурой окружающей среды, то за каждым изменением температуры окружающей среды также следует перестройка температурного поля трупа в направлении новой формы стационарного распределения. Данный процесс приводит к определенной задержке ответа на изменения температуры окружающей среды со стороны кривой температуры в глубоких отделах трупа.

Реализация адаптивного подхода к определению интегральной теплообменной характеристики трупа (константы В)

Впервые использование адаптивного подхода в системах, предназначенных для установления давности смерти, было предложено П.И.Новиковым и В.Г.Поповым (1983). Данный подход был отработан авторами на аналоговой вычислительной машине - адаптивном идентификаторе теплового состояния объектов, специально созданном для решения одной задачи - диагностики давности смерти. Это устройство, используя емкостно-резисторные цепи в качестве аналогов происходящих в трупе тепловых процессов, обеспечивало достаточно корректное отображение температурных кривых как для постоянных, так и для меняющихся условий внешней среды. Помимо ручного позиционирования точки начала температурной кривой, была предусмотрена возможность изменения параметров емкостно-резисторных цепей, что моделировало установку различных значений интегрированных теплообменных параметров трупа. Реализация адаптивного подхода на адаптивном идентификаторе теплового состояния объектов заключалась в том, что, сопоставление модели производилось не с единственным реально измеренньш значением температуры в глубоких отделах трупа, а с так называемой выборкой процесса, то есть, с отрезком температурной кривой, полученным при измерении температуры трупа в течение определенного периода. Минимальная продолжительность выборки, позволяющей получать приемлемые практические результаты, зависит от разрешающей способности термоизмерительной аппаратуры и от интенсивности процесса изменения температуры трупа. Эмпирически было установлено, что для практических целей вполне подходит выборка процесса продолжительностью 40-60 минут при разрешающей способности измерений до 0,01 С и 10-15 минут-при точности измерений до 0,001 С.

Идентификатор теплового состояния объектов предусматривал возможность изменения параметров находящейся в его основе электронной схемы, что имитировало перебор различных вариантов времени начала процесса и интегрированного теплообменного параметра трупа. Меняя указанные параметры под контролем графического изображеїшя процесса на экране осциллографа, исследователь добивался максимально точного совпадения электрической аналоговой модели с реальной выборкой процесса. Конечные значения времени начала процесса и интегрированного теплообменного параметра, при которых наблюдалось наиболее точное совпадение между моделируемой температурной кривой и реальной выборкой процесса на всем ее протяжении, считались решением задачи.

Таким образом, адаптивный подход позволял, параллельно с поиском момента начала процесса изменения температуры трупа, подбирать такие параметры модели, которые отражают реальные теплообменные характеристики трупа в каждом отдельном случае. Следовательно, основным преимуществом данного подхода было появление возможности решения диагностической задачи при неполной априорной информации, а именно, при отсутствии исходных данных о теплообменных параметрах трупа.

К сожалению, адаптивный способ диагностики давности смерти на аналоговых устройствах так и не получил распространения в связи с уникальностью необходимого для реализации метода оборудования. В настоящем разделе представляется алгоритм, позволяющий реализовать адаптивный подход к численному решению задачи диагностики давности смерти в условиях меняющейся температуры внешней среды с использованием двухэкспоненциальной модели (система уравнений 3.6.). Изначально приходится констатировать явную недостаточность возможностей табличного процессора для решения вышеуказанной относительно сложной задачи. Поэтому при создании адаптивного алгоритма мы ориентировались на возможности специализированных программ, создаваемых посредством современных языков программирования высокого уровня, таких как Си или Паскаль. В настоящей работе ограничимся лишь разработкой алгоритмов адаптивного поиска времени смерти и теплообменных параметров трупа. Итак, в качестве исходных данных для поиска времени начала процесса изменения температуры трупа и значения коэффициента, характеризующего его теплообменные параметры, используем следующую априорно известную информацию: параметры, отражающие распределение температуры в трупе на момент смерти (в общем случае, температура в глубоких отделах -37,8С, условная базисная температура - 32,8С); сведения о динамике температуры внешней среды за период, заведомо превышающей давность смерти; значение коэффициента К, отвечающего за форму и выраженность «температурного плато», равное 4,5. Используется также текущая информация о процессе охлаждения трупа, представленная выборкой процесса. Впрочем, для математического расчета достаточно двух точек - точек начала и конца этого отрезка температурной кривой. В общем виде, метод адаптивного поиска решения диагностической задачи может быть обозначен как итеративный, то есть, циклический перебор огромного числа значений момента запуска модели процесса охлаждения трупа и значений константы В, соответствующей интегральным теп-лообменным параметрам трупа. Целью итеративного поиска является нахождение того единственного варианта сочетания значений подбираемых параметров, при котором моделируемая температурная кривая максимально точно совпадет с обеими опорными точками (начальной и конечной) реальной выборки процесса.

Похожие диссертации на Моделирование посмертной термодинамики при установлении давности смерти в условиях меняющейся температуры окружающей среды