Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы и перспективы объективной оценки цвета 12
1.1. Общие сведения об оценке цвета 12
1.2. Стандартизация оценки цвета 18
1.3. Суждение по цвету в судебно-медицинской диагностике 25
Глава 2. Материал и методы исследования 30
2.1. Характеристика исследованного материала 30
2.2. Характеристика методов статистической обработки результатов исследования 43
Глава 3. Анализ эффективности качественной оценки цвета кровоподтека при определении давности его формирования 53
Глава 4. Аппаратное исследование цвета кровоподтека при определении давности его формирования 66
4.1. Влияние отека мягких тканей на значения цвета центрального и периферического участков кровоподтека 66
4.2. Цифровое колориметрическое исследование цвета центрального участка кровоподтека 72
4.3. Цифровое колориметрическое исследование цвета периферического участка кровоподтека 83
Глава 5. Количественная оценка цвета кровоподтека и определение давности его формирования 94
5.1. Анализ зависимости количественных характеристик цвета кровоподтека от давности его возникновения 94
5.1.1. Исследование цифровых координат цвета центральной части кровоподтека 95
5.1.2. Исследование цифровых координат цвета периферической части кровоподтека
5.2. Исследование цифровых координат цвета кровоподтека в зависимости от половой принадлежности пострадавшего челове- 10 ка 0
5.3. Изучение влияния фактора возраста пострадавшего человека на 10 изменения цифровых характеристик цвета кровоподтека 5
5.4. Изучение влияния локализации кровоподтека на изменения цифровых характеристик его цвета в зависимости от давности механического воздействия
5.5. Анализ влияния этанолэмии на изменения цифровых характеристик цвета кровоподтека различной давности образования... 134
5.6. Влияние давности смерти человека на изменения цифровых характеристик цвета кровоподтека 136
Глава 6. Методика цифрового фотоколориметрического установления давности кровоподтеков 164
6.1. Интеллектуальный анализ цифровых характеристик цвета кровоподтека с использованием программы PolyAnalyst 164
6.2. Объективная статистическая оценка погрешности определения давности кровоподтека цифровым способом 167
6.4. Практическая реализация метода объективизации цвета кровоподтеков программными средствами 173
Заключение 178
Выводы 186
Практические рекомендации 188
Список литературы 196
- Стандартизация оценки цвета
- Характеристика методов статистической обработки результатов исследования
- Влияние отека мягких тканей на значения цвета центрального и периферического участков кровоподтека
- Исследование цифровых координат цвета периферической части кровоподтека
Стандартизация оценки цвета
Цветовые явления широко используются во многих сферах деятельности человека. Характеристика объекта по цвету применяется в химии и физике, физиологии и психологии, ботанике и зоологии, геологии, археологии, антропологии и т.д. Правильное использование языка цветовых терминов является ценным средством общения и понимания. Оно позволяет специалистам, работающим над различными аспектами цвета, понимать друг друга и успешно сотрудничать [41, 45].
Начало по составлению сравнительного перечня цветовых терминов было положено в конце сороковых годов Межотраслевым советом по цвету США (ISCC) [цит. по 41]. Перечни терминов и их определения были подготовлены большинством членов ISCC, а затем объединены в сравнительный перечень, включающий 1550 терминов, расположенных в алфавитном порядке [206].
В настоящее время для межпрофессионального общения в основном используется психофизический язык цветовых терминов, разработанный Международной комиссией по освещению (МКО) и опубликованный в Международном светотехническом словаре [62, 78, 107, 109, 187] наряду с терминами из физики, физиологии, психологии и технологии красителей. Этот словарь содержит около 900 терминов и их определений, касающихся всех разделов светотехники. Эти термины и определения даны на четырех языках: французском, английском, немецком и русском. Между тем, было бы ошибкой считать эту терминологию установившейся, потому что на самом деле она очень быстро меняется и, к сожалению, достаточно часто возникают ситуации, когда специалист одной отрасли знаний не понимает суждений о цвете, выраженных специалистом, занятым в иной сфере [126, 149].
Основными психофизическими терминами, характеризующими цвет, являются [41, 43, 159, 161]:
Цветовой тон - свойство зрительного ощущения, обозначаемое словами: синий, зеленый, желтый, красный, пурпурный и т.д. [41]. Насыщенность - свойство зрительного ощущения, позволяющее оценить пропорцию чистого хроматического цвета в общем цветовом ощущении [41, 43]. Светлота - свойство зрительного ощущения, согласно которому тело кажется диффузно пропускающим или диффузно отражающим более или менее значительную часть падающего света [45, 62].
Психофизические цветовые термины относятся к понятиям, субъективно определяемым каждым человеком и используемым им для описания собственного восприятия цвета. Каждый человек видит цвет несколько иным в зависимости от его типа зрительного восприятия или от того, на что он смотрел перед этим [49, 63].
В целом, цветовое восприятие относится к одному из фундаментальных явлений, с помощью которых мы опознаем предметы, находящиеся вокруг нас [49, 194, 200]. На данном этапе развития медицины все аспекты восприятия света и цвета, обусловленные анатомическими и физиологическими особенностями строения зрительного анализатора, изучены достаточно хорошо [49, 63, 78, 91 и др.]. Восприятие света происходит на этапе преобразования световой энергии излучения на сетчатке глаза с помощью химических процессов в нервные импульсы и последующей передачи их в головной мозг. Колбочки сетчатки глаза, отвечающие за спектральное восприятие света, ограничивают чувстви 14
тельность глаза диапазоном спектра от 380 до 780 нм. Красночувстви-тельные колбочки наиболее сильно реагируют на излучения с длинами волн 500-650 нм, зеленочувствительные и синечувствительные - на излучения с длинами волн соответственно 500-600 и 400-500 нм, но внутри указанного диапазона (380-780 нм) чувствительность неравномерна [78]. Например, воспринимаемая яркость монохроматического излучения на длине волны 550 нм намного больше, чем у излучения такой же мощности на длине волны 650 нм. Пики же чувствительности колбочек приходятся примерно на 440 нм, 545 нм и 580 нм [191, 196].
Законы цветового уравнивания, получаемые при смешении трех цветовых стимулов, достаточно просто можно геометрически проиллюстрировать в трехмерном пространстве, называемом трехкоординатным цветовым пространством. В этом пространстве каждый цвет, заданный тремя цветовыми координатами, представляется вектором, перпендикулярным по отношению к двум другим векторам. Три основных цвета, красный (R), зеленый (G), синий (В), являются осями системы координат. Соответственно, цвет S есть вектор с проекциями R, G, В на соответствующие координатные оси [41, 62, 107, 127, 133].
Для наблюдателя с нормальным зрением видимый спектр в широком диапазоне потоков излучения представляется последовательностью чистых спектральных цветов - от темно-красного через ярко-красный, оранжевый, желтый, яркий желто-зеленый, зеленый, синий до темно-фиолетового. Поскольку цветовое зрение нормального глаза трихрома-тично, он способен регистрировать три типа цветовых различий. Удобно классифицировать эти различия следующим образом: светлое - темное, желтое - синее и красное - зеленое [10, 45, 49, 62, 96].
Ключевыми пунктами касательно цветового зрения, особенно для анализа цвета и его оттенков, являются проблемы, которые могут возникнуть, когда о нем судят люди с неправильным или искаженным цветовым зрением. Человек, у которого цветовое зрение отличается от нормального, не может правильно и надежно реагировать на цветовые сигналы окружающего его мира. Многие профессии либо чересчур опасны для него, либо ставят его в намного худшее (по сравнению с нормальными трихроматами) положение. Между тем, врожденные аномалии цветового зрения достаточно распространены. Так, в ходе исследований, проведенных P. Von Planta [219] и G. Waaler [220], было убедительно доказано, что дефекты цветового зрения обнаруживаются в среднем у 8% мальчиков и 0,5% девочек. Опубликованные данные других исследователей [194, 224] о процентных соотношениях встречаемости различных форм врожденных аномалий цветового зрения, достаточно хорошо согласуясь между собой, подтверждают указанные соотношения.
Дефект цветового восприятия может быть и приобретенным в результате заболевания, затрагивающего сетчатку, зрительный нерв или зрительные центры в коре затылочной части мозга. Наиболее распространенной болезнью центральной нервной системы, вызывающей дефекты цветовосприятия в центре поля зрения, является рассеянный склероз [96]. Его последствия включают искажения восприятия формы объектов. Некоторые генерализованные неинфекционные заболевания (злокачественное малокровие или вторичная анемия, недостаточность витамина В6, диабетическая амблиопия и т.д.), вызывая неврит зрительного нерва, приводят к потере способности различения цвета и формы. Отмечены дефекты в цветовом восприятии, сопровождающие ушибы головного мозга, вероятно, также вследствие возникающего неврита зрительного нерва, либо повреждений зрительных центров коры головного мозга [96, 109, 127].
Характеристика методов статистической обработки результатов исследования
Полагаем, что подобное распределение обстоятельств формирования проявлений механической травмы будет справедливо и для других городов Российской Федерации, как общее отражение активности граждан и возможности нахождения их в обстоятельствах, создающих потенциальную возможность внешнего травматического воздействия [30].
По нашим данным, половой состав травмированных лиц изученных городов, существенно не различается. Тем не менее, женщин, проходивших экспертизу в Бюро судебно-медицинской экспертизы по поводу имеющихся у них проявлений травм мягких тканей, оказалось несколько больше, чем мужчин (Курганская область - 56,7% против 43,3%, Удмуртия - 53% против 47%) (Рис. 3.2).
Естественно, это не означает, что женщины чаще оказываются травмированными. Вероятнее всего, наоборот, традиционно «мужские» виды труда требуют относительно большей физической силы, т.к. предполагают ее активное применение, и создают потенциально более высокий риск получения травмы. Кроме того, по данным многочисленных медицинских и социологических исследований [8, 15, 30, 175], именно для мужского пола более характерно повышенное употребление алкоголя, как фактора, создающего устойчивые предпосылки для межличностных конфликтов с применением физической силы и, как результат такой агрессии, формированием различного рода травм. Возможно, что в силу таких особенностей, мужчины более «равнодушно» относятся к травмам, единственным проявлением которых являются кровоизлияния в мягкие ткани, и реже обращаются в органы охраны правопорядка и Бюро судебно-медицинской экспертизы для их медицинской и юридической оценки.
Как показали результаты наших исследований, возрастную группу, наиболее часто обращающуюся в Бюро судебно-медицинской экспертизы по поводу травм, составляют мужчины и женщины в возрасте 15-39 лет (мужчины - 77,9%, женщины - 59,0%).
Изучая региональное распределение частоты травм мягких тканей с формированием кровоподтеков кожи, установлено (Рис. 3.3-3.5), что наиболее часто они локализуются в области головы (Курганская область - 42,6%, Удмуртия - 45,2%), на втором месте находится область верхних конечностей (Курганская область - 31,1%, Удмуртия - 28,7%), далее следуют области нижних конечностей, грудная клетка и прочие локализации (Рис. 3.3).
Естественно, что половая дифференциация пострадавших (Рис. 3.4 и 3.5) демонстрирует существование некоторых особенностей частоты травмирования различных областей тела мужчин и женщин, тем не менее, общие тенденции распределения этих травм по их частоте, остаются неизменными (Рис. 3.3).
Следующим, по нашему мнению, весьма интересным аспектом проводимого изучения архивных данных, являлось соотнесение результатов экспертных исследований кровоподтеков на пострадавших, с данными, полученными следственным путем в отношении сроков формирования этих повреждений (Рис. 3.6).
Как показали наши исследования, данные следствия о сроках формирования кровоподтеков и мнение эксперта поэтому же поводу иногда не совпадают. Так на сроках травмы 0-24 часа мнение эксперта и данные следствия не совпадают для Курганской области в 5,5% случаев, а для Удмуртской Республики в 1,7%. На сроках 25-48 часов после травмы выявляется несоответствие мнений в 9,5% для Курганской области и 3,7% для Удмуртской Республики. На сроках 49-72 часа выявлено несоответствие в 3,6% для Курганской области и 1,8% для Удмуртии.
Установление причин этих расхождений не входит в задачи настоящей работы, т.к. они могут быть весьма различными и обусловлены как особенностями деятельности соответствующих экспертных учреждений и работающих в них судебно-медицинских экспертов, так и особенностями организации работы судебно-следственных органов рассматриваемых регионов Российской Федерации. Отметим только, что даже столь малые несоответствия мнений следствия и эксперта (5% и менее), порой могут иметь существенное значение, т.к. «Заключение эксперта» существенно влияет на юридические последствия и особенности судебного разбирательства конкретного уголовного или гражданского дела [58, 64, 112,114,117,122,145,146].
Площадь кровоподтеков, отмечаемых врачами - судебно-медицинскими экспертами в ходе проведения ими экспертиз обвиняемых, потерпевших и других лиц, колебалась в достаточно широких пределах (Рис. 3.7). Отмечено, что наиболее часто наблюдаются кровоподтеки площадью около 10 см2 (утверждение справедливо для обоих сравниваемых городов). Далее следуют кровоподтеки других размеров, с демонстрацией особенностей их встречаемости в Бюро судебно-медицинской экспертизы Курганской области и Удмуртии.
Влияние отека мягких тканей на значения цвета центрального и периферического участков кровоподтека
Мужчины и женщины, являясь существами несколько различающимися по своему анатомическому строению, нервной и гуморальной регуляции функций организма, особенностями кровоснабжения некоторых регионов тела, демонстрируют и различия в болевой, температурной чувствительности, а также и в динамике восстановительных процессов после некоторых повреждений [33, 177].
В связи с этим, вполне обоснованным является предположение о существовании различий между цифровыми характеристиками цвета кровоподтеков у пострадавших, отличающихся по своей половой принадлежности. Для подтверждения этого предположения в ранее сформированных группах давности механической травмы весь исследованный материал был разделен на две подгруппы - по принадлежности пострадавших к мужскому или женскому полу. Средние значения цифровых координат цвета, его яркости и насыщенности представлены на рисунках 5.3-5.8 соответственно для центра повреждения (5.3-5.5) и его периферического участка (5.6-5.8).
Вполне очевидно, что представленные на этих диаграммах значения существенно различаются между собой.
Практически на каждой диаграмме средние величины Y, СЬ и Сг «мужской» и «женской» выборок не равны между собой. На некоторых диаграммах большие значения изучаемых величин отмечаются для мужчин (Рис. 5.3-5.4, 5.8), на других - для женщин (Рис. 5.5-5.7).
Средние значения координат Сг периферии кровоподтека в группах различной половой принадлежности пострадавшего
Подтверждение установленных различий произведено с помощью вычисления t-критерия (Стьюдента) в ходе сравнения «мужской» и «женской» выборок между собой. Результаты этого сравнения представлены в таблице 5.7.
Практически во всех сравниваемых парах установлены достоверные различия. Наиболее часто они фиксируются для цветоразностной компоненты СЬ, реже для компоненты Сг и яркости цвета (Y).
По нашему мнению, объяснение этому обстоятельству следует искать в различиях кровоснабжения некоторых регионов тела мужчин и женщин, следовательно, и в различиях динамики изменения цвета кровоподтека, что объективно подтверждает проведенное исследование.
Соответственно, принадлежность пострадавшего человека к той или иной половой группе является одной из важнейших его индивидуальных характеристик, которая в обязательном порядке должна приниматься во внимание при оценке морфологических особенностей повреждений мягких тканей и установлении давности их формирования.
Но все же, половая принадлежность не является единственной индивидуальной чертой личности, исключительно полно ее характеризующей в биологическом плане. Другой не менее важной особенностью является возраст пострадавшего.
Изучение влияния фактора возраста пострадавшего человека на изменения цифровых характеристик цвета кровоподтека
Раздел биологии, занимающийся изучением изменений, происходящих в организме человека при увеличении продолжительности его жизни, к настоящему моменту времени накопил колоссальный фактический материал. Выявлены возрастные особенности на самых разных уровнях жизнедеятельности организма, от микроскопических изменений клеточных структур до реакций отдельных органов и тканей, а также организма в целом, на различные виды травматического воздействия [7, 11, 12, 42 и др.]. Основной особенностью стареющего организма является постепенно развивающееся ограничение его адаптационных возможностей, способствующее развитию возрастной патологии и изменению в различных органах [113]. Применительно к мягким тканям, травмированным внешним воздействием, это означает увеличение сроков их восстановления [14, 22, 202].
При изучении возрастных особенностей кровоподтеков установлено, что их рассасывание, например, на ногах у женщин среднего возраста, происходит медленнее, чем у молодых [33], что объясняется общим снижением эластичности стенок сосудов [135, 154, 185, 198] в результате постепенно развивающегося их фиброза [185].
Для изучения влияния возраста на динамику изменения цифровых показателей цвета изученных кровоподтеков использован корреляционный анализ [36]. Вычислялись значения параметрической корреляции (Пирсона), а также, как способ контроля достоверности анализа, два непараметрических критерия - коэффициенты корреляции Спирмена и Кендалла [67] (Таблицы 5.8-5.15).
Как следует из результатов проведенных исследований, не обнаружено достоверной корреляционной зависимости между паспортным возрастом пострадавших и цифровыми характеристиками кровоподтеков на их телах.
Так работами В.А. Лисаковского и А.В Пермякова [81-86] установлено, что первые признаки лейкоцитарной реакции в повреждениях головы и лица появляется раньше, чем в верхних и нижних конечностях (20-25 мин, 1-2 часа, свыше 2-х часов соответственно). Исследования морфологических особенностей повреждений в зависимости от давности и регионального расположения, проведенные СВ. Хасаняновой [163] выявили, что интенсивнее заживают повреждения волосистой части головы, медленнее - на верхних и нижних конечностях, сроки заживления повреждений туловища занимают промежуточное место между сроками заживления травм головы и конечностей.
В связи с указанным, считаем достаточно важным аспектом настоящей работы установление зависимости изменений цвета кровоподтека от его локализации.
Для этого, также как и ранее, изучались величины YCbCr периферической и центральной частей кровоподтеков, распределенные в группы по признаку регионарной принадлежности повреждений.
Средние значения цифровой характеристики Y цвета центральной части изученных кровоподтеков представлены на рисунке 5.9 для семи выделенных нами областей тела пострадавшего человека (см. Глава 2).
Исследование цифровых координат цвета периферической части кровоподтека
Используя эти цвета, эксперт может сформировать суждение в форме интервала значительной длительности. Так, обнаружив розово-серо-коричневый цвет центра кровоподтека, судебно-медицинский эксперт с вероятностью 73% может высказать суждение, что данное повреждение образовалось за 25-120 часов до фотографирования повреждения, а обнаружив розово-коричневый цвет, с вероятностью 84% говорить о давности травмы, равной 73-192 часа. Естественно, что в подобных ситуациях, во избежание неточностей в суждениях, эксперт должен принимать во внимание и другие параметры изучаемого кровоподтека, в частности, тщательно изучить и цвет его периферических участков. При формализованном описании периферических участков кровоподтеков, в отличие от его центральной области (Раздел 4.1), использовано 60 наименований цветов с характерными для них RGB-кодами.
Также, как и ранее, выделены уникальные цвета, встречающиеся только внутри какой-либо одной группы давности травмы.
Для первой группы давности механического воздействия (Таблица 4.24) отмечено 9 уникальных цветов периферических участков повреждения, с частотой их встречаемости от 1,5% до 4,6%.
Розовый антик 211 по 112 2,6 В третьей (Таблица 4.26) и пятой (Таблица 4.27) группах выделено по одному уникальному цвету, в то время как для четвертой группы (73-96 часов после травмы) уникального цвета, характеризующего периферический участок кровоподтека только этой давности, не обнаружено.
Темно-лососевый 233 150 122 2,4 Цвета, которые не являлись уникальными, также, как и для центральных отделов кровоподтека (Раздел 4.1) распределялись по частоте встречаемости в различных группах и эти группы сравнивались между собой по методу Байеса. Вычисление критерия информативности Куль-бака позволило выделить формализованные наименования цветов, имеющих диагностическое значение, и установить вероятность, с которой эксперт, использующий эти наименования, может судить о давности внешнего травматического воздействия.
В ряде межгрупповых сравнений (1-8, 2-5, 4-8 группы) значимых наименований цветов обнаружено не было. Те же цвета, которые имеют существенное значение, т.е. обладают диагностической ценностью, представлены в таблице 4.30.
Резюмируя проведенные исследования, также как это ранее было сделано для центральных участков повреждений (Раздел 4.1), все цвета, имеющие диагностическое значение, были собраны в таблицы (4.31-4.38) с указанием величины вероятности, с которой эксперт, проводящий исследование, должен формулировать свое суждение о давности внешнего воздействия, объективным признаком которого явилось появление кровоподтека в мягких тканях пострадавшего человека.
Для воздействия давностью 0-24 часа до фотографирования повреждения, характерно появление кровоподтека, периферические отделы которого характеризуются десятью уникальными цветами (Таблица 4.31) и одним не уникальным - темно-каштановый цвет, с вероятностью 84% позволяющим высказать суждение, что кровоподтек образовался именно в течение указанного временного интервала.
Для второй группы давности механической травмы (Таблица 4.32) характерно наличие двух уникальных цветов и пяти не уникальных, с вероятностью 72-78% свидетельствующих, что кровоподтек сформировался за 25-48 часов до его фотографирования. Таблица 4.30
Бледный серо-коричневый 76% Умеренный пурпурно-розовый 82% Светлый серовато-желтовато-коричневый 73% Бело-алюминиевый 77% Синевато-серый 82% Перекати-поле 74% Циннвальдит 80%
Так, при обнаружении бледного серо-коричневого цвета периферии кровоподтека, судебно-медицинский эксперт с вероятностью 76% может высказать мнение, что исследуемое повреждение сформировалось за 25-96 часов до его фотографирования. Обнаружение умеренного пурпурно-розового цвета свидетельствует о давности травмы 49-96 часов (с вероятностью 82%), а светлого серовато-желтовато-коричневого цвета о давности повреждения 73-144 часа (с вероятностью 73%).
Бело-алюминиевый цвет с вероятностью 77% свидетельствует о давности механического воздействия 73-168 часов, синевато-серый - 97-144 часа (вероятность 82%), перекати-поле или циннвальдит о давности травмы 121-168 часов и 121-192 часа соответственно (вероятности 74% и 80%).
Естественно, что в подобных ситуациях цвет повреждения начинает иметь сугубо ориентирующее значение и должен оцениваться в совокупности с прочими признаками, позволяющими объективно и аргументировано судить о давности внешнего травмирующего воздействия.
В ходе исследований, результаты которых представлены в настоящей Главе, представилось возможным сформулировать ряд выводов, отражающих состояние и перспективы диагностических возможностей судебной медицины в объективизации и повышении точности установления давности внешнего травматического воздействия на мягкие ткани пострадавшего, проявляющегося формированием кровоподтека:
1. Изучение цветных цифровых фотографий повреждения с установлением координат цвета центра кровоподтека и его периферического участка по системе RGB позволяет объективизировать формализацию наименования наблюдаемых цветов по любой из существующих цветовых систем (например, по международной системе наименований цветов). Формализация наименования цвета в данном случае носит абсолютно объективный характер и не зависит от личностных свойств лица, проводящего данное исследование.
2. Анализ формализованных наименований цветов, установленных фотографическим исследованием для центра и периферии кровоподтеков определенной давности их образования, позволил выделить ряд характерных RGB-кодов, имеющих диагностическое значение для установления давности кровоподтека по его цветовой характеристике.
Указанный вывод свидетельствует о перспективности использования цифровых обозначений цвета кровоподтека для объективизации диагностики давности его образования. Естественно, это предусматривает более глубокое изучение зависимости цифровых характеристик повреждения от давности его образования, локализации на определенном регионе тела, а также некоторых индивидуальных особенностей пострадавшего человека (пол, возраст и т.д.). Изучению данных зависимостей посвящена следующая Глава настоящей работы.