Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы по проблеме определения давности наступления смерти человека и методам её диагностирования 14
1.1. Некоторые аспекты развития проблемы определения давности на ступления смерти в научной судебно-медицинской литературе. История и современность 14
1.2. Обзор научных методов исследования, используемых при определении ДНС в ранний посмортальный период 19
1.3. Термометрический способ определения ДНС 29
Глава 2. Материал и методы исследований
2.1. Общая характеристика экспериментального материала, этапы работы и факторы, учитываемые в исследовании 42
2.2. Характеристика методики специального исследования 48
2.3. Характеристика методики статистического анализа первичных математических данных 53
2.4. Характеристика использованных аппаратных и программных средств 60
Глава 3. Оптимизация величины термических постоянных экспоненциальной математической модели расчетного определения давности смерти
3.1. Характеристика процесса охлаждения в традиционных диагностических зонах в соотношении с тимпанической термометрией 63
3.2. Зависимость продолжительности нестационарного теплового режима и скорости охлаждения трупа от комплекса факторов 73
3.2.1. Исследование влияния половозрастных особенностей умершего лица на параметры охлаждения его трупа
3.2.2. Исследование возможного влияния возраста умершего лица на процесс его постмортального охлаждения 76
3.2.3. Анализ влияния факта наличия этанола в крови умершего лица на термические постоянные посмертного охлаждения его тела 80
3.3. Анализ процесса охлаждения трупа в различных диагностических зонах с учётом категории смерти человека 82
Глава 4. Разработка способа расчета давности наступления смерти человека по величине тимпанической температуры 93
4.1. Сравнительное изучение динамических особенностей тимпаниче-ской температуры трупа в раннем посмертном периоде 93
4.2. Установление оптимального значения начальной температуры тела для условий математического моделирования охлаждения трупа 96
4.3. Разработка математического выражения, применимого для расчета ДНС по тимпанической температуре трупа 105
4.4. Создание компьютерной программы расчетного определения ДНС по тимпанической температуре 110
4.5. Проверка разработанной методики расчетного определения ДНС человека на материале практических судебно-медицинских экспертиз («слепой» опыт) 112
Заключение 122
Выводы 133
Практические рекомендации 136
Список литературы
- Обзор научных методов исследования, используемых при определении ДНС в ранний посмортальный период
- Характеристика методики статистического анализа первичных математических данных
- Исследование влияния половозрастных особенностей умершего лица на параметры охлаждения его трупа
- Разработка математического выражения, применимого для расчета ДНС по тимпанической температуре трупа
Обзор научных методов исследования, используемых при определении ДНС в ранний посмортальный период
По результатам опроса работников правоохранительных органов, проведенного Э.С. Гордоном [46], выяснилось, что проблема ОДНС в следственной практике занимала одно из первых мест, что в свою очередь предъявляло высокие требования для исследователей в области судебной медицины. Этот запрос находил ответ в учёной сфере, и, как показало время, многие работы за непродолжительный период обогатили судебную медицину знаниями о новых, ранее неизученных, трупных изменениях. Но некоторые из рассматриваемых изменений были недостаточно полно изучены, что не позволило в дальнейшем создать эффективный рациональный комплекс достоверных методов исследования, дать практической диагностике удовлетворительное решение этой проблемы [173, 176].
К концу прошлого столетия прошлого столетия ряд авторов пришли к выводу о том, что основе учёта какого-либо признака установить абсолютно точное время наступления смерти невозможно. Требовалась разработка целого комплекса критериев, по которым можно было бы получить достоверную картину смерти. К тому времени в целом ряде исследований [94, 12, 25,133] шла речь о необходимости использования комплекса признаков.
Однако впоследствии принцип комплексного подхода также был подвергнут сомнению. Указывалось, что он не является достоверным, так как его применение не влечет за собой глубокого осмысления и анализа взаимосвязи между различными физическими, биологическими и биохимическими процессами, протекающими в объекте, наблюдаемыми специалистами в по стмортальном периоде. Этот вывод получил свое отражение в трудах Ю.Л. Мельникова, Г.М. Мельниковой [119].
Все вышесказанное сформировало мнение у исследователей о проблематичности последующих шагов в повышении точности ОДНС в рамках существующего подхода.
Анализ научной литературы показал, что дальнейшие исследования в области ОДНС стали проводиться с использованием системного подхода, который отнюдь не означает совокупности нескольких несвязанных между собой процессов, а представляет собой закономерно выстроенную организованную систему. О принципах системного подхода шла речь в трудах многочисленных российских ученых. [6, 93, 92, 96, 37, 35]. Это позволило рассматривать исследуемый объект как единое явление, с наличием сложных и многообразных внутренних и внешних взаимоотношений между процессами, происходящими в теле человека после его смерти [96, 92].
Бурный рост науки и техники, развитие информационно коммуникационных технологий, появление современного оборудования вносит свои изменения в развитие медицинской науки. Инновации в науке и технике приводят к созданию новых технологий, которые коснулись и судебной медицины. Серьезные изменения произошли в методологии исследований по проблеме ОДНС. Постепенно количественная оценка трупных явлений стала получать приоритет над качественным способом оценки. Во многих исследованиях [15, 14, 241] отмечается, что данный переход необходим, поскольку он дает наиболее достоверные сведения об исследуемом материале.
С начала 1990 годов под влиянием целого ряда факторов (развитие науки и техники, компьютеризация, развитие приборостроения) продолжается активная разработка проблемы ОДНС с применением новейшего технического оборудования. К тому времени в отечественной медицинской науке сформировались конкретные подходы к пониманию проблемы ОДНС. Ряд авторов предлагают для ее решения использование табличного способа [133, 101]. Однако он имеет свои достоинства и недостатки, поэтому встал вопрос о необходимости выбора иных способов, которые представляли бы собой сочетание инструментального изучения посмертных явлений с дальнейшими математическими расчетами.
Использование методов математического моделирования позволило ускорить переход к системному подходу при определении ДНС. Примечательно то, что при существовании большого количества исследований в данном направлении, окончательного решения проблемы не предложено. Это подчеркивается в ряде исследований ученых, придерживающихся системного подхода в определении ДНС [48, 132, 47, 14]. Кроме того, сложность математического моделирования в рамках системного подхода заключается в том, что необходимо учитывать огромное количество факторов, которые играют не последнюю роль при получении достоверного результата. К таким факторам можно отнести: процессы метаболизма в организме, зависимость обмена веществ от массы тела; зависимость физиологического функционирования отдельных органов, систем, активность ферментов и вязкость липидов мембран [243]; терморегуляционное поведение, связанное с вегетативной терморегуляцией [221].
Таким образом, несмотря на то, что учеными разработано достаточно большое количество разнообразных моделей, описывающих различные по-стмортальные явления математическими законами, нельзя с уверенностью сказать, что они соответствуют той динамике диагностического посмертного процесса, который положен в основу расчетов. Более того, в науке все еще отсутствует единое мнение о первостепенности практического применения тех или иных классов моделей [85].
Характеристика методики статистического анализа первичных математических данных
Все исследования, результаты которых представлены в диссертации, выполнены в период 2011-2016 гг. на базе отдела экспертизы трупов и отдела экспертизы потерпевших, обвиняемых и других лиц Бюджетного учреждения здравоохранения Удмуртской Республики «Бюро судебно-медицинской экспертизы Министерства здравоохранения Удмуртской Республики» (БУЗ УР «БСМЭ МЗ УР») г. Ижевска.
Исследования проведены на практическом судебно-медицинском материале. Изучено 99 трупов лиц обоего пола, в возрасте от 21 до 84 лет, умерших от различных причин (насильственного и ненасильственного характера) с учетом таких факторов, как пол, возраст, категория смерти человека, наличие алкоголя в его крови на момент ее наступления. Проведено экспериментальное наблюдение за температурой живых лиц, посетивших отдела экспертизы потерпевших, обвиняемых и других лиц по направлениям МВД. Изучено 110 человек с их согласия (отражено в соответствующей судебно-медицинской документации), разного пола, в возрасте от 21 до 30 лет, с исключением случаев, связанных с травмами в области головы.
В ходе проведения работы необходимым условием было соблюдение
принципов биоэтики, которые имеют прямое отношение к проведению медико-биологических исследований.
Последовательность этапов работы можно представить в виде следующего рабочего алгоритма:
1. Отбор случаев для исследования; Основным критерием для включения конкретного случая в исследовательскую группу служила давность смерти человека. Изучались различные сроки давности смерти, относящиеся к раннему постмортальному периоду. Поскольку основной задачей настоящего исследования являлось изучение ближайших нескольких часов раннего постмортального периода, при формировании исследовательской группы особое внимание было уделено случаям смерти, с давностью ее наступления не более 12 часов.
2. Анализ материалов следственных органов.
В обязательном порядке подвергалась изучению информация, содержащаяся в различных официальных документальных источниках (протоколы осмотра трупа и места его первоначального обнаружения, медицинские карты стационарного или амбулаторного больного, протоколы допроса свидетелей и т.д.). На основании этих документов конкретизировалось время смерти человека, а также условия, в которых находился труп до момента его обнаружения (квартира, либо открытая местность, температурные условия окружающей среды, воздействие атмосферных осадков и прямой солнечной радиации). Преимущественное внимание уделялось случаям обнаружения тел в условиях закрытых помещений (квартира, частный дом, салон автомобиля), так как наличие относительно стабильных внешних условий имеет огромное значение для максимально точного суждения о давности смерти человека [190].
3. Термометрическое исследование трупа.
Термометрическое исследование проводилось, как на местах первоначального обнаружения мертвых тел, так и в условиях БУЗ УР «БСМЭ МЗ УР» г. Ижевска в нескольких диагностических зонах с записью полученных результатов в специально разработанные регистрационные карты. Все случаи осмотра трупа и измерения его температуры выполнены лично автором настоящей работы.
4. Последующее судебно-медицинское изучение всех трупов произ ведено разными врачами судебно-медицинскими экспертами, в том числе и автором работы. Необходимые лабораторные исследования (судебно-химическое, судебно-гистологическое и т.д.) назначались по мере необходимости и выполнялись в соответствующих подразделениях БУЗ УР «БСМЭ МЗ УР». Анализ и учет результатов этих исследований проводился по мере их завершения и предоставления экспертам, выполнявшим экспертизу трупа в секционном зале Бюро СМЭ.
Основным исследовательским методом являлась термометрия, а непосредственным изучаемым явлением – температура трупа в его наружных слуховых проходах.
Обоснованием к выбору указанной диагностической зоны явилось то, что она легко доступна, ее термометрия технически проста, эстетически корректна, полностью соответствует требованиям медицинской этики, не нарушает целостности мертвого тела. К дополнительным положительным моментам следует отнести также тот факт, что производство тимпанической термометрии полностью исключает требование по поиску «температурного ядра» [145] вследствие того, что данная область человеческого тела мало подвержена влиянию внешних факторов, которые могли бы существенно исказить результаты инструментальных измерений.
Выбор термометрии в качестве метода нашего исследования обусловлен тем, что она, являясь абсолютно объективным методом инструментального исследования, широко применяется в судебно-медицинских исследованиях. Кроме того, для регистрации температуры трупа необходимы термометры с относительно невысокой стоимостью, что облегчает ее внедрение в практику судебно-медицинских экспертиз в условиях оптимизации средств, выделяемых на развитие здравоохранения.
Кроме тимпанической термометрии выполнялось также измерение температуры трупа в полости черепа (краниоцефальная термометрия), в глубоких отделах печени (термометрия печени) и в прямой кишке (ректальная термометрия). Изучение температуры в этих традиционно используемых диагностических зонах осуществлялось с целью изучения общих тенденций охлаждения трупа и сравнения выявляемых особенностей с результатами термометрии трупа в его слуховых проходах.
Подробное описание метода термометрического исследования приводится в следующих разделах настоящей Главы.
5. Регистрация численных показателей инструментального исследо вания температуры диагностических зон, учитываемых в работе индивидуальных факторов изучаемого трупа, производилась в базу данных Microsoft Excel и выполнялся математико-статистический анализ первичных данных.
В ходе работы учитывались следующие факторы, обеспечивающие индивидуальность изучаемых субъектов:
Экспериментальные работы по выявлению зависимости и влияния возраста и пола на динамику охлаждения трупа неоднократно проводились ранее [32, 159, 185, 195], но прямого влияния этих факторов так и не было представлено. Учитывая то, что, изучение охлаждения трупа в области наружных слуховых проходов ранее не производилось, необходимо доказать наличие, либо отсутствие влияния пола и возраста на показания термометрии.
Исследование влияния половозрастных особенностей умершего лица на параметры охлаждения его трупа
Одним из показательных и современных способов установления ДНС человека на месте его первоначального обнаружения является термометрия. Зачастую, без термометрии мёртвого тела затруднительно производство экспертизы, так как, вопрос о давности наступления смерти стоит практически во всех постановлениях. По действующему законодательству эксперт обязан дать полный, исчерпывающий, не двусмысленный ответ на каждый вопрос, а отсутствие необходимой информации, в свою очередь, влечёт значительные затруднения в деятельности, как самого судебного медика, так и впоследствии у работников судебно-следственных органов.
Термометрия – это большой раздел прикладной физики и метрологии, которые описывают методы и средства измерения температуры, тем самым внедряя их в практическую деятельность. В области медицины этот метод получил широкое распространение как одна из доступных и точных диагностических процедур. Благодаря множеству проведённых исследований за последнее время в этом направлении предложено большое количество математических моделей, различных программных и аппаратных решений.
Между тем, рассмотрение многочисленных научных публикаций и исследований отечественных и зарубежных учёных по данной проблеме убеждает нас в том, что термометрический метод не исчерпал своих диагностических возможностей и требует дальнейшего изучения и совершенствования. Так, в частности, идея термометрической диагностики ДНС неинвазивным способом, в целом, не нова. Единичные исследования в указанном направлении ранее уже проводились, как в нашей стране, так и за рубежом. Преимущество неинвазивной термометрии перед традиционно используемыми методиками, заключается в технической простоте, удобстве практического применения и отсутствии травматизации мертвого тела. Одним из мнений, объясняющим появление ошибки определения ДНС, является выбор экспертом зоны, неадекватной условиям ее температурного исследования [81]. Другое мнение заключается в том, что термометрия, в том виде, в каком она применяется сейчас, является достаточно травматичным воздействием, нарушающим целостность диагностической зоны. Действительно, есть сомнения в том, что прокол решетчатой кости при производстве краниоэнцефальной термометрия [194] или тканей живота при печеночной термометрии [145], не нарушит тепловое состояние диагностической зоны.
Наиболее точное установление давности наступления смерти вычислительным путём на основе результатов термометрического исследования его трупа без использования математических моделей, которые правдиво отражают свойства изучаемого тела, невозможно [31].
Известно, что скорость охлаждения трупа, определяемая в различных диагностических зонах, отличается [31]. Поэтому, на первом этапе необходимо было проверить значения коэффициента К, характеризующего продолжительность первоначального температурного плато исследуемой диагностической зоны [113], и величины термической постоянной Тау, отражающей скорость охлаждения трупа [105], в традиционно изучаемых диагностических зонах (прямая кишка, печень, головной мозг) в соотношении с этими же показателями для вновь вводимой в использование зоны – внутриушной (тим-панической) термометрии.
Из изложенного видно, что средние значения Тау и К в головном мозге, печени, прямой кишке и наружном слуховом проходе различны.
Наименьшие их показатели определяют динамику охлаждения трупа, регистрируемую в зоне головного мозга и наружных слуховых проходов, что говорит о наибольшей скорости охлаждения и наименьшей продолжительности нестационарного теплового режима (первоначального температурного плато). Прямая кишка, как диагностическая зона, занимает промежуточное место, а печень характеризуется самой низкой скоростью охлаждения трупа и напротив, наивысшей длительностью нестационарного теплового режима. Именно такие особенности этих диагностических зон и отмечены в современной научной литературе.
Однако визуальное отображение результатов регистрации температурных измерений не всегда отражает существование достоверных различий исследуемых величин и может служить лишь способом ориентировочного суждения. Для объективного подтверждения выдвинутых гипотез о различии темпов охлаждения изучаемых диагностических зон необходимо проведение статистических расчетов.
На первом этапе стояла задача выяснить, будут ли указанные диагностические зоны отличаться по регистрируемой в них скорости охлаждения трупа и длительности стационарного теплового режима.
Для выбора метода сравнения средних значений термических постоянных изучены параметры их распределения в анализируемых группах. Для этого использовался статистический пакет SPSS for Windows, позволяющий построить диаграммы распределения данных с детальной характеристикой этих групп по критериям, позволяющим оценить параметры распределения.
Для удобства исследования все изучаемые диагностические зоны анализировались по отдельности. Первоначально было решено изучить параметры распределения термических постоянных К и Тау в группе краниоцефаль-ной термометрии.
Результаты вычислений группировались в таблицах (Таблица 3.1) и отображались на столбиковых диаграммах (Рис. 3.2), на которые, для удобства восприятия, накладывалась кривая, соответствующая нормальному типу распределения.
Разработка математического выражения, применимого для расчета ДНС по тимпанической температуре трупа
В настоящее время одним из надежных и объективных способов определения ДНС человека считается термометрия его трупа, с установлением динамики охлаждения в прямой кишке, печени и головном мозге. В данном исследовании предпринята попытка с позиции последних технических достижений в области судебной медицины и результатов собственных наблюдений дать обоснование одному из термометрических способов диагностики ДНС, связанному с величиной тимпанической температуры, регистрируемой инструментальным способом высокоточными термоизмерителями в наружных слуховых проходах трупа.
Первоначально было решено сравнить температурные тренды тимпа-нической температуры с аналогичными для зон, традиционно применяемых в судебно-медицинской практике (печень, прямая кишка, головной мозг).
Поскольку измерения температуры трупа производились при различных значениях окружающей температуры, сравнения было решено производить относительно безразмерной температуры тела [145].
Выявлен тот факт, что динамика температуры трупа в первые часы после смерти в наружных слуховых проходах, имеет общие особенности для классических диагностических зон (Рис. 4.1).(НСП – наружные слуховые проходы, среднее значение; Голова – краниоэнцефальная термометрия; Печень – термометрия печени; Ректум – термометрия в прямой кишке)
По проведенным исследованиям, вырисовывается картина с общей динамикой температурных кривых во всех диагностических зонах, заключающихся в неуклонном нисходящем характере температуры трупа до показателей температуры внешней среды, при этом снижение температур идёт по экспоненте (Рис. 4.2).
Основная разница между сравниваемыми температурными трендами заключается лишь в начальных показателях температуры (Т0), а также в скорости снижения температуры трупа (ТТ), т.е. в «крутизне» графиков. Во всех случаях регистрировалось экспоненциальное снижение температуры трупа, регистрируемой в диагностических зонах до достижения им температуры окружающей среды (Рис. 4.2). Понижение температуры в печени регистрируется с более высоких значений начальной температуры (Т0), по сравнению с показателями ректальной термометрии, но имеет менее продолжительный характер. При этом снижение температуры в печени и в прямой кишке проходило практически параллельно. Температурное снижение при краниоце-94 фальной термометрии начинается с более низких значений Т0, но имеет существенно больший изгиб графика, по сравнению с температурой, регистрируемой в печени и прямой кишке. Надо заметить, что у результатов внутри-ушной термометрии эти характеристики еще больше выражены. Остывание трупа при тимпанической термометрии происходило несколько быстрее, а общий процесс при этом проходил динамичнее.
Подбор математического выражения, наиболее точно описывающего динамику снижения температуры трупа, показал, как это уже было указано выше, что во всех случаях термометрий применяемых диагностических зон, охлаждение тела происходит по экспоненциальному закону (4.1): Qmpyna= W (4.1) где Qmpyna - безразмерная температура диагностической зоны, С; ДНС - давность наступления смерти, час; А, Б - коэффициенты уравнения.
Данный факт полностью подтверждается результатами, которые подробно описаны в работах [27, 194, 31,]. Получение таких результатов свидетельствует о принципиальной возможности использования для определения ДНС математических моделей, основанных на экспоненциальном законе охлаждения трупа. Безусловно, для тимпанической термометрии необходима коррекция этих моделей, заключающаяся в установлении величины начальной температуры трупа – прижизненной температуры (Т0), т.е. значения, к которому будет осуществляться обратная аппроксимация математического выражения. Кроме того, потребуется задание в модель иных значений продолжительности первоначального температурного плато (коэф. К) и скорости регулярной стадии процесса охлаждения (коэф. Тау), более адекватно характеризующих новую изучаемую диагностическую зону.
Как уже указывалось выше, одним из важнейших условий достоверного математического моделирования процесса посмертного охлаждения и последующего расчета ДНС человека, является установление адекватной величины начальной температуры тела (Т0), достаточно точно характеризующей ее прижизненное значение в диагностической зоне. Именно к этому значению производится обратная аппроксимация температурного тренда математических моделей, используемых для расчета ДНС [145, 171, 87, 31].
Установление указанного значения возможно двумя способами – средствами математического моделирования, либо экспериментальным путем, посредством измерений внутриушной температуры живых лиц, находящихся в комфортных внешних условиях в спокойном состоянии организма. В настоящем исследовании было решено использовать оба способа, для того, чтобы в последующем, анализируя точность разработанной методики определения ДНС, создать возможность рекомендовать к практическому приме нению значение Т0, применение которого, сопровождалось бы получением наиболее точных результатов.
Первоначально, на основе сформированной диагностической выборки процесса охлаждения трупа, регистрируемого во всех используемых диагностических зонах, было решено произвести математическое моделирование динамики постмортальной температуры, с расчетным и итеративным поиском тепловых констант и определением Т0 для наружных слуховых проходов мертвого тела (Рис. 4.3).