Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Современное состояние вопроса определения давности образования следов крови 11
1.2. Биофизические методы количественной регистрации в судебно-медицинских биологических исследованиях 17
Глава 2. Материал и методы исследования 26
2.1. Характеристика исследованного материала и этапов его изучения 26
2.2. Характеристика технических средств и методики инструментального исследования 32
2.3. Характеристика методов статистической обработки результатов исследования 35
Глава 3. Общая характеристика результатов собственных исследований по изучению оптической плотности вытяжек из пятен крови 42
3.1. Установление наличия ошибок инструментального определения значений оптической плотности вытяжек из пятен крови и изучение характера их распределения в рассматриваемых группах 42
3.2. Исследование «живой» и «трупной» крови 51
3.3. Исследование крови, находящейся на различных по материалу предметах-носителях 54
Глава 4. Изучение оптической плотности вытяжек из пятен крови различной давности при хранении объектов в различных температурных условиях 60
4.1. Постановка рабочей гипотезы к исследованию 60
4.1.1. Исследование группы объектов-носителей, находящихся на хранении в условиях нормальной температуры 61
4.1.2. Исследование группы объектов-носителей, находящихся на хранении в условиях повышенной температуры 72
4.1.3. Исследование группы объектов-носителей, находящихся на хранении в условиях пониженной температуры 83
Глава 5. Изучение влияния на величину оптической плотности различных учитываемых факторов 96
5.1. Влияние веса объекта исследования на показатели оптической плотности вытяжки из пятна крови 96
5.2. Влияние материала предмета-носителя на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови различной давности 111
5.3. Влияние происхождения пятен крови от живого лица или трупа на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови различной давности 125
5.4. Влияние пола, возраста, причины смерти и наличия алкоголя на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови различной давности 133
5.5. Изучение динамики микроэлементного состава и общего белка в пятнах крови различной давности 145
Глава 6. Разработка методики колориметрического установления давности пятна крови на текстильном материале 149
6.1. Многофакторный интеллектуальный анализ величины оптической плотности вытяжек из пятен крови различной давности на текстильном материале 149
6.2. Разработка объективной статистической оценки погрешности колориметрического определения давности пятна крови на текстильном материале 154
6.3. Проверка разработанного способа на материале практических судебно-медицинских экспертиз («слепой опыт») 163
6.4. Практическая реализация метода колориметрического установления давности сухого пятна крови на текстильном материале 166
Заключение 172
Выводы 180
Практические рекомендации 183
Список литературы 187
Приложение 207
- Биофизические методы количественной регистрации в судебно-медицинских биологических исследованиях
- Исследование крови, находящейся на различных по материалу предметах-носителях
- Влияние материала предмета-носителя на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови различной давности
- Разработка объективной статистической оценки погрешности колориметрического определения давности пятна крови на текстильном материале
Биофизические методы количественной регистрации в судебно-медицинских биологических исследованиях
Биологическая физика, как наука, объектом изучения которой являются разные уровни биологических систем, и использующая основные физические законы и математические подходы, в настоящее время получила широкое распространение, как в медицине в целом, так и в ее от дельных, узких специальностях. Все чаще применяются измерения электропроводности, хемилюминесценции и других параметров биологического объекта, оцениваемых инструментально количественным способом [12, 35, 142, 149].
Биофизические методы обладают определенной простотой и удобством использования наряду с их высокой чувствительностью и возможностью объективной регистрации и оценки результатов [13, 46, 84]. С помощью биофизических методов в судебной медицине решаются такие вопросы как давность наступления смерти [4, 58, 77, 98], давность и прижизненность механических повреждений [9, 125, 127, 170, 178, 179]. Незаменимы они и в других областях судебной медицины: судебная химия [28], судебно-медицинская криминалистика и, в том числе, судебная биология.
О перспективности применения биофизических методик для решения некоторых судебно-медицинских проблем говорили Г.А. Паши-нян с соавторами [88, 91].
Так, применение электронного парамагнитного резонанса при исследовании биологических и биохимических систем, содержащих атомы металлов или их ионы, позволяет получить информацию о характере электронных связей этих атомов и, как следствие, судить о давности изучаемого процесса [86].
Карасева Л.Г. [86] с соавторами, изучая с помощью радиоспектрометра ER-9 кинетику гибели концентрации свободных радикалов, разработала ряд рекомендаций, позволяющих установить давность сухих пятен крови. Объектами исследования стали пятна крови, хранившиеся до 660 дней в естественных условиях внешней среды (22С, влажность воздуха 80-85%). При этом отмечено, что начальная концентрация парамагнитных центров (ПМЦ) в однодневный срок практически одинакова у всех доноров, а в течение 30-и дней происходит понижение концентра ции ПМЦ на 35% от первоначальной величины. В дальнейшем изменений ПМЦ не отмечалось.
Одним из информативных методов оценки физико-химических свойств биологических объектов является изучение их электропроводности - количественно оцениваемой способности к проведению электрического тока.
Электропроводность используют с целью суждения о функциональном состоянии биологических тканей, выявления воспалительных процессов, изменения проницаемости клеточных мембран и стенок сосудов при патологии или действии на организм физических, химических и других факторов [53, 103, 134]. С ее помощью R. Lash, G. Hatfield [163] производили оценку степени кровопотери [цит. по 93], О.В. Щербакова [136] - тяжести поздних гестозов, J.A. Kernen et al. [167], R.M. Okada, H.P. Schwan [169] - определение гематокрита.
Кондуктометрическим методом осуществляется подсчет элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, ретикулоцитов, клеток костного мозга и т. п.), определяется осмотическая резистентность эритроцитов, агрегация тромбоцитов, оценивается результат реакций агглютинации [6, 151, 157, 165, 166].
В судебной медицине широкое распространение метод изучения электропроводности получил при решении вопросов давности наступления смерти и сроков образования телесных повреждений.
Так, для установления давности наступления смерти, Ю.Н. Бунин [21] исследовал динамику электрического сопротивления кожи, что было в последующем продолжено А.А. Коровиным и Ю.И. Пиголкиным [62, 92], изучившими показатели посмертного электрического сопротивления (импеданса) тканей невскрытого тела. С этой же целью Я.А. Никифоров [85] определял электропроводность пяточного сухожилия и почки в позднем посмертном периоде, Ю.А. Дмитриенко [40] - суспен зий костного мозга, a A.M. Онянов [87] исследовал величину коэффициента дисперсии электропроводности стекловидного тела в различных температурных режимах. Ананьев Г.В. [5] установил закономерности изменения сопротивления кожи электрическому току, которые в дальнейшем были положены им в основу определения давности кровоподтеков. Эти же особенности в последующем были использованы Н.Г. Мар-келовой [78] в ее исследовании. Для определения прижизненности механической травмы и длительности посттравматического периода оценку величины электрического сопротивления скелетных мышц использовал Е.С. Саакян [104].
На возможность применения метода импедансометрии для установления давности пятен крови указывают В.Е. Чирков с соавторами и В.Л. Прошутин с соавторами [80, 81]. Установлено, что электрическое сопротивление вытяжек из пятен крови на сроках их давности от 1 до 4-х недель, изученное переменным током различной частоты, характеризуется некоторыми особенностями. Помимо суждения о давности крови в пятне, оно позволяет установить, предпринимались ли третьими лицами усилия, направленные на уничтожение пятна крови на вещественном доказательстве путем его замытия. Так же метод импедансометрии хорошо зарекомендовал себя для решения вопроса возможности образования пятна крови на тканом материале от трупа или живого лица [128].
Возможности использования атомно-силовой микроскопии в пятнах давностью от 1,5 часов до 31 дня хранившихся при температуре +20С посвящены работы S. Strasser с соавторами [140].
С развитием приборной базы большую популярность приобрела колориметрия - группа фотометрических методов количественного анализа, основанных на определении концентрации вещества в окрашенном растворе, путем измерения количества света, поглощенного этим раствором. Известно, что интенсивность света, распространяющегося в сре де, может уменьшаться из-за поглощения и рассеяния его молекулами (атомами) вещества. Поглощением света называют ослабление его интенсивности при прохождении через любое вещество вследствие прет вращения световой энергии в ее другие виды. Существует четкая зависимость между количеством поглощенного света, толщиной слоя раствора и его концентрацией, которая определяется законом Ламберта-Бера: интенсивность светового потока, проходящего через вещество, экспоненциально уменьшается в зависимости от длины оптического пути и концентрации вещества в образце. Десятичный логарифм отношения интенсивности падающего света к интенсивности света, выходящего из образца, называется оптической плотностью. Использование данного параметра удобно тем, что он линейно связан с концентрацией определяемого вещества [100] и может служить для ее определения. Колориметрия относится к наиболее простым методам и позволяет быстро и точно регистрировать величину оптической плотности изучаемых растворов [59].
При помощи фотоэлектроколориметрии, позволяющей количественно регистрировать индивидуальные показатели оптической плотности, А.Н. Кишеневский с соавторами [59] исследовали мокрые минера-лизаты волос с головы человека. При этом они отметили, что оптическая плотность может быть использована не только для установления регионального происхождения, но и индивидуальных особенностей при решении вопросов сходства. Оптическая плотность ногтей может быть рекомендована в качестве одного из дополнительных диагностических признаков для определения возраста при, исследовании гнилостно измененных и расчлененных трупов [57].
Поскольку со временем в пятне крови гемоглобин претерпевает ряд изменений, переходя из оксигемоглобина в метгемоглобин, а затем и в гематин, Клейн спектроскопически попытался судить о давности пятна по количественному соотношению окси- и метгемоглобина [цит. по 113], что получило дальнейшее развитие в работах А.К. Туманова и Ф.И. Гурова [114], определявших давность пятен крови по спектрам гемоглобина, оксигемоглобина, метгемоглобина и т.д., с использованием спектрографа ИСП-51 с фотоэлектронным преобразователем ФЭП-1 в диапазоне волн 400-650 нм.
Bremmer R.H. с соавторами [174] показали не только возможность использования спектроскопии на месте происшествия для идентификации следов крови, которая в последующем была применена для определения гемоглобина и его дериватов в пятнах крови различной давности при влиянии на них температуры и влажности [146, 158].
Используя микроспектрофотометр, В. Li [180] с соавторами в диапазоне длин волн между 442 нм и 585 нм изучали пятна крови давностью от 1 до 37 дней. Hanson Е. и J. Ballantyne в своих исследованиях показали, что длина волны 412 нм является наиболее значимой для определения возраста пятен крови [156]. Спектрофотометрическому решению вопроса о давности пятен крови посвящены работы G. Lins и V. Blazek, S. Kind и М. Watson [159, 164].
Исследование крови, находящейся на различных по материалу предметах-носителях
Значения оптической плотности вытяжек из пятен крови, находящихся на предмете-носителе хлопчатобумажной природы, представлены выше. Соответственно, покажем значения оптической плотности вытяжек, полученных из трупной крови, на предметах-носителях джинсовой и шерстяной ткани, а так же трикотаже.
Аналогично проведенному ранее (раздел 3.1, 3.2) первоначально выполняем отбраковку выделяющихся значений.
Естественно, что такое действие выполнялось для всех вариантов хранения образцов и на всех сроках их хранения, но для уменьшения размеров данной главы, мы приводим только сведения о расчетах, произведенных над группой 1 -ой недели хранения образцов. Результаты исследования джинсовой ткани отражены в таблице 3.5, трикотажа в таблице 3.6, шерстяной ткани в таблице 3.7. Исследования хлопчатобумажной ткани были представлены ранее в таблице 3.1.
Проверка на наличие резко выделяющихся значений показала отсутствие таковых для всех длин волн исследования во всем интервале длительности хранения образцов ткани.
Изучение пятен крови на трикотаже представлено в таблице 3.6.
Проверка на наличие резко выделяющихся значений также показала отсутствие таковых для всех длин волн исследования во всем интервале длительности хранения образцов ткани.
Проверка пятен крови, расположенных на объекте-носителе из шерстяной ткани (Таблица 3.7) сопровождалась получением таких же результатов.
В данной Главе было решено не проводить построения графиков, описывающих спектр оптической плотности вытяжек из пятен крови, полученной на объектах-носителях из различных текстильных материалов, потому что такое действие целесообразно выполнять при их межгрупповом сравнении. Соответственно, эти рисунки представлены в Главе 4 в разделе анализа влияния материала предмета-носителя на значения оптической плотности исследованных вытяжек. С целью обоснования метода сравнительного анализа полученных данных, мы провели проверку нормальности распределения значений.
Результаты представлены в таблице 3.8 на примере группы 1-ой недели хранения объектов крови.
Проведенное исследование показывает, что распределение данных в группах «Джине», «Трикотаж», «Шерсть» в ряде наблюдений отличается от нормального, поэтому при анализе влияния предмета-носителя на величину оптической плотности вытяжек в последующем используется непараметрический метод сравнительного межгруппового анализа метод Данна.
Проведенные исследования, результаты которых представлены в данной главе, позволили нам достичь однородности групп за счет отбраковки резко выделяющихся значений.
Установлены средние значения величин на различных сроках и условиях хранения, предметах-носителях, а так же для крови, взятой от живых лиц.
Внешне различия между пятнами крови различной давности, условий хранения образца, происхождением крови от живого лица или трупа, отражаются в значениях оптической плотности вытяжки на конкретной длине волны.
Установлены параметры распределения данных в исследовательских группах, сформированных по принципу решения задач, подлежащих разрешению в ходе проведения научной работы. Это позволило определиться с методами статистического анализа, который и будет произведен в последующем.
В ряде случаев для статистического анализа можно использовать традиционные параметрические методы статистики, в других случаях, целесообразнее применение методов, основанных на рангах (месте) конкретного изучаемого значения в общем упорядоченном ряду данных.
Влияние материала предмета-носителя на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови различной давности
Большую часть предметов поступающих в судебно-биологические отделения занимают швейные изделия, принадлежащие потерпевшим, обвиняемым или свидетелям.
В настоящее время текстильные материалы, в большинстве своем, производят из натуральных волокон, однако с конца 19 века, с развитием химии, стало возможным создание химических волокон (искусственных и синтетических). Все ткани, снятые с ткацкого станка, подвергаются отделке, которая позволяет улучшить их внешний вид, а так же придать особые свойства - несминаемость, водостойкость и т.д. [105]. Именно от этих особых свойств зависит и гидрофильность тканей, отражающая их способность задерживать не только различные жидкости, но и следы биологического происхождения, в том числе и кровь.
Определению давности образования пятен крови, расположенных на белой хлопчатобумажной ткани, шерсти, капроне по спектру поглощения метгемоглобина посвящены работы С.Н. Туребаева [116]. Логви-ненко А.Г. [72] изучал изменение основных параметров цвета пятен крови на белом и голубом хлопчатобумажном трикотажном полотне, а так же бинте.
Кроме хлопчатобумажной, к наиболее распространенным текстильным материалам относятся трикотаж, шерсть, джинса. Реже встречаются атласные и шифоновые ткани. Необходимо отметить, что масса сухой крови в искусственно созданных пятнах крови на этих видах текстильных материалов всегда была меньше 5 мг и изменения оптической плотности были незначительными и недостоверными, в связи с чем, указанные ткани были классифицированы нами как «невпитывающие» и исключены из дальнейшего исследования.
Изучение влияния материала предмета-носителя на величину оптической плотности вытяжки из пятна крови было произведено с использованием шерсти коричневого цвета, джинсовой ткани черного цвета и синтетическом трикотаже голубого цвета, хранящихся в условиях нормальных внешних температур (+18-22С).
Сравнение средних значений оптической плотности вытяжек из пятен крови, расположенных на различных текстильных предметах-носителях, производилось с помощью непараметрического метода парного сравнения - критерия Данна [32] - во всем интервале примененных для исследования длин волн. Выбор непараметрического метода сравнения был обусловлен отличием распределения данных в сравниваемых группах от нормального типа (Глава 3).
Изучение объектов различной давности показало, что величина оптической плотности вытяжек из сухих пятен крови (Рис. 5.1), расположенных на хлопчатобумажной ткани, существенно отличается от таковых расположенных на предметах-носителях джинсовой ткани, трикотажа, шерсти (Таблицы 5.14-5.24).
Практически во всех наблюдениях отмечалось, что значение оптической плотности вытяжки из пятен крови, расположенных на хлопчатобумажной ткани существенно выше таковых, расположенных на трикотаже, шерстяной или джинсовой ткани. Эти ткани при сравнении их между собой (Таблицы 5.14-5.24) демонстрировали существование достоверных различий только в ряде случаев.
Так, например, при давности пятна крови 1 неделя, установлены единичные различия «Шерсть» - «Джинса» на длинах волн 350-390 нм, 430 нм, а длины волн 440-480 нм характеризовались полным отсутствием различий между сравниваемыми тканями.
На 2-ой неделе хранения пятен крови на текстильных предметах-носителях достоверные различия между хлопчатобумажной тканью и остальными исследованными тканями получены на длинах волн 330-420 нм (Таблица 5.15).
На 3-ей неделе хранений объектов крови достоверные различия между хлопчатобумажной тканью и остальными текстильными предметами-носителями получены на длинах волн 330-420 нм (Таблица 5.16).
На 4-ой неделе хранения образцов крови достоверные различия оптической плотности между вытяжками с пятен, расположенных на хлопчатобумажной ткани и расположенных на трикотаже, шерсти, джинсовой ткани, получены на длинах волн 330-420 нм. Единичные различия между хлопчатобумажной и джинсовой тканями установлены на длинах волн 440-450 нм, 470 нм, 490 нм (Таблица 5.17).
При сравнении средних значений оптической плотности вытяжек из пятен крови, расположенных на различных текстильных предметах-носителях давностью 8 недель, достоверные различия получены между хлопчатобумажной тканью и остальными тканями (шерсть, трикотаж, джинсовая ткань) на длинах волн 330-420 нм, единичные различия на длинах волн 430-460 нм (Таблица 5.18).
Достоверные различия между хлопчатобумажной тканью и остальными текстильными предметами-носителями на 12-ой неделе хранения получены на длинах волн 330-420 нм, 490-500 нм, и единичные различия на 450-480 нм (Таблица 5.19).
На 16-ой неделе хранения образцов крови, расположенных на различных текстильных предметах-носителях, средние значения оптической плотности вытяжек из пятен крови на хлопчатобумажной ткани в ряде случаев достоверно отличались от таковых, расположенных на шерсти, трикотаже, джинсовой ткани на всех длинах волн (Таблица 5.20).
При сравнении средних значений оптической плотности вытяжек из пятен крови давностью 20 недель достоверные различия получены между хлопчатобумажной тканью и остальными материалами (шерсть, трикотаж, джинсовая ткань) на длинах волн 330-420 нм. Единичные различия между тканями на прочих длинах волн (Таблица 5.21).
На 24-ой неделе хранения образцов достоверные различия получены между значениями оптической плотности вытяжек с хлопчатобумажной ткани и остальными текстильными предметами-носителями на длинах волн 330-420 нм, единичные различия на прочих длинах волн (Таблица 5.22).
Достоверные различия между вытяжками с объектов крови на хлопчатобумажной ткани и остальными текстильными предметами-носителями на 28-ой неделе хранения получены на длинах волн 330-420 нм, единичные различия между объектами на прочих длинах волн (Таблица 5.23).
Разработка объективной статистической оценки погрешности колориметрического определения давности пятна крови на текстильном материале
В современной судебно-медицинской литературе, посвященной анализу актуальных тенденций развития науки, неоднократно указывалось, что судебные медики, которые разрабатывают и внедряют многие методы, не могут сказать, какова достоверность полученных ими в ходе конкретной экспертизы результатов, лежит ли она в допустимых границах и какие границы следует считать допустимыми [60]. Таким образом, статистическое обоснование любого метода является чрезвычайно важным с точки зрения его практической применимости.
Для установления границ достоверности метода использована методика, основанная на определении доверительного интервала с использованием t-критерия (Стьюдента), рекомендованная для производства научных исследований [101].
Куликов А.В. с соавторами [66] схематично представляет эту методику в виде следующего алгоритма действий (с изменениями):
1. Для всех наблюдений рассчитывается абсолютная погрешность определения давности пятна крови по формуле: APBS = PBSa-PBS (6.7) где APBS - погрешность определения давности пятна крови, недель; PBSa — расчетное значение давности пятна крови, недель; PBS - реальное значение давности пятна крови, недель и формируется статистический ряд погрешности;
2. Производится определение выбросов в ряду погрешностей (промахи), которые исключаются из дальнейшего анализа. Промахи обусловлены грубыми техническими нарушениями проведения экспертизы и не являются случайными значениями величины. Для выявления промахов используем критерий непринятия резко выделяющихся наблюдений [101]. Для оставшихся членов ряда определяем среднее значение и среднее квадратическое (стандартное) отклонение.
3. Формирование таблицы исходных данных без промахов.
4. Строится зависимость PBS = f(PBSa), и с помощью программы Microsoft Excel определяется линия тренда и уравнение линейнои регрессии по методу наименьших квадратов отклонений [25] (Рис. 6.3).
5. Ряд значений сортируется в порядке возрастания PBSa и разби вается на два этапа - начало исследования и конец исследования, соответственно. В каждом интервале определяется среднее значение давности пятна крови и относительно этого значения находятся стандартное отклонение, а затем границы доверительного интервала
6. В общих координатах PBSa, PBS производится построение графиков уравнения регрессии и границ доверительных интервалов для последующей оценки точности колориметрического метода определения давности пятна крови.
Исследование точности математических выражений (6.1-6.3) на шестом шаге данного алгоритма сопровождалось получением результатов, представленных на рисунках 6.4-6.6.
Используя уравнения регрессии, представленные на рисунке 6.4, составляем неравенство, с помощью которого можно объективно судить о границах истинной давности пятна крови на текстильном материале (хлопчатобумажной ткани), хранившемся в условиях нормальной внешней температуры
Используя уравнения регрессии, представленные на рисунке 6.5, составляем неравенство, с помощью которого можно объективно судить о границах истинной давности пятна крови на текстильном материале (хлопчатобумажной ткани), хранившемся в условиях нормальной внешней температуры, при расчете с использованием математического выражения (6.2)
В пределах указанного неравенства находятся 95% всех значений давности пятна крови на предмете-носителе из хлопчатобумажной ткани, определенных по уравнению (6.2).
Аналогично производим расчет границ доверительного интервала расчетного колориметрического установления давности пятна крови на текстильном материале с использованием выражения (6.3) (Рис. 6.6).
В пределах указанного неравенства находятся 95% всех значений давности пятна крови на предмете-носителе из хлопчатобумажной ткани, определенных по уравнению (6.3).
Аналогичным образом, по представленному выше алгоритму, произведен расчет границ доверительного интервала давности пятна крови на текстильном материале, относящемся к группе «прочих тканей» (трикотаж, шерсть, джинсовая ткань) и хранящемся в условиях нормальной внешней температуры.
При проверке точности математического выражения (6.4) получены следующие границы доверительного интервала (Рис. 6.7).
![Установление давности кровоподтеков у трупов лиц пожилого возраста [Электронный ресурс]](/i/i/4432/191010.png "Установление давности кровоподтеков у трупов лиц пожилого возраста [Электронный ресурс] Бабушкина Карина Аркадьевна")
