CC BY
36
ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
© В.И. Витер, С.А. Кононова, А.А. Халиков, 2010 УДК 340.624.1:616-073.65(043.3)
В.И. Витер, С.А. Кононова, А.А. Халиков СПОСОБ ТЕПЛОВИЗИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ДАВНОСТИ ПОВРЕЖДЕНИЙ У ЖИВЫХ ЛИЦ
Кафедра судебной медицины (зав. - проф. В.И. Витер)
ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия»
В статье на основании оригинальных исследований показаны изменения теплового поля пострадавшего в случаях наличия кровоподтеков и ссадин на его теле. Описана динамика локальных изменений теплового состояния кожных покровов в месте их повреждений в посттравматическом периоде и представлены математические выражения, которые можно использовать с целью диагностики давности травматического воздействия тепловизионным методом.
Ключевые слова: тепловизионная диагностика, кровоподтеки, ссадины, посттравматический период, давность причинения.
THE METHOD OF THERMALVISION DIAGNOSTICS OF PRESCRIPTION OF DAMAGES AT ALIVE PERSONS
V.I. Viter, S.A. Kononova, A.A. Khalikov In article on the basis of original researches changes of a thermal field of the presence which has suffered in cases of bruises and grazes on its body are shown. Dynamics of local changes of a thermal condition of integuments in a place of their damages to the posttraumatic period is described and mathematical expressions which can be used for the purpose of diagnostics of prescription of traumatic influence тепловизионным a method are presented.
Key words: thermalvision diagnostics, bruises, grazes, the posttraumatic period, prescription of causing.
Создание способов инструментального подтверждения мнения эксперта о давности повреждений на живых лицах, является одной из важнейших задач судебной медицины [2, 7]. По нашему мнению, чрезвычайно перспективным является направление научных исследований по изучению температурных реакций биологических тканей на внешнее травматическое воздействие. Данный вывод подтверждается большим количеством публикаций, посвященных раскрытию этой научной проблемы. Заслуживающими внимания являются работы по использованию в медицине современных аппаратных средств дистанционного тепловизионного контроля [4, 9, 14]. Уникальность современных тепловизионных аппаратных комплексов заключается в том, что исследователь, проводящий тепловое изучение объекта, получает полную картину его теплового состояния, с цифровыми показателями значений минимальной и максимальной температур, а так же с расположением этих участков относительно общей площади тела человека. Кроме того, присутствует возможность сохранения результатов исследования в виде цифровой фото- и видеозаписи (с возможностью ее последующей обработки), что имеет большое доказательное значение. Между тем, способы тепловизионного исследования пострадавших единичны и заключаются, практически исключительно, в поиске области травмати-
ческого воздействия, без суждения о динамике изменений данной зоны.
Отсутствие подобных сведений и явилось основанием проведения настоящей работы.
На первом этапе нашего исследования изучена принципиальная возможность применения инфракрасной термометрии для решения поставленной задачи - создания способа дистанционного инфракрасного радиометрического контроля давности повреждений у живых лиц, для чего исследованы особенности поверхностной температуры кожи из травмированных областей и ее зависимость от некоторых факторов.
В ранних исследованиях, некоторые авторы при создании методик контактной регистрации температуры поверхности кожи области повреждения, рекомендовали в качестве контрольного участка использовать противоположную симметричную область тела [5], другие же, с этими целями, применяют неповрежденный участок кожи той же области тела, где и расположено собственно повреждение [8]. Выбор контрольной области является чрезвычайно важным этапом исследования, т.к. от адекватности этого выбора зависит точность метода в целом. По нашему мнению, выбор в качестве контроля той же части тела, где и расположено повреждение, хотя и может быть применен в ряде случаев, не должен иметь
широкого применения. Известно, что кровь, излившаяся в ткани из поврежденных сосудов, под влиянием силы тяжести может перемещаться в нижележащие отделы тела [1, 6, 13], изменяя их температурное состояние, что может привести к выбору в качестве «контроля» области кожи с температурными условиями, равно измененными в результате внешнего травматического воздействия.
Использование же в качестве «контроля» участков тела симметричных травмированным, допустимо только при условии исходного равенства температур человеческого тела.
В ходе 66 наблюдений за здоровыми живыми лицами без повреждений на их теле (Рис. 1 Цв. вкл.), было установлено, что поверхностная температура симметричных участков одних и тех же регионов тела в норме достоверно не различается. Соответственно, в качестве «контроля» корректно приняты температуры области тела, симметричной повреждению. При этом нами было решено фиксировать минимальную температуру «контрольного участка» и максимальную температуру травмированной области, даже если она не совпадает с центром повреждения.
Действительно, как показали первые же наши наблюдения, во многих случаях область максимальной температуры не совпадала с геометрическим центром повреждения (травматического воздействия), располагаясь несколько ниже его, соответствуя области максимального посттрав-матического отека мягких тканей (Рис. 2 Цв. вкл.).
Тепловизор Мее 91ХХ, использованный нами для проведения исследований, обладает относительно невысокой разрешающей способностью измерения температуры - 0,1°С, в связи с чем, закономерно возник вопрос о принципиальной возможности применения его для регистрации изменений поверхностной температуры тела человека после внешнего травматического воздействия.
Проведенное сравнение максимальных температур травмированной области и зоны «контроля» показало, что поверхностная температура поврежденного и неповрежденного участков тела достоверно различаются (Рис. 3).
«более 72-х часов», и проведено парное межгрупповое их сравнение (Таблица 1).
Таблица 1
Вычисленные значения критерия Данна для сравниваемых пар
>72 ч 48-72 ч
24-48 ч 12,832* 8,262*
48-72 ч 6,983*
* Наличие достоверных различий сравниваемых пар.
Установлено, что данные группы достоверно (Р > 95) различаются между собой. Это позволило сделать вывод, что температура поврежденного участка тела человека, достоверно изменяясь в зависимости от длительности посттравматического периода, объективно регистрируется тепловизором Мее 91ХХ, который, соответственно, может быть использован не только для объективной констатации факта травматического воздействия, но и для инструментального определения динамики изменений, происходящих в данной зоне после травмы.
Известно, что различные регионы тела человека, имея в норме индивидуальную среднюю температуру, обусловленную существованием особенностей в степени их кровоснабжения и иннервации, демонстрируют различную способность к адаптации воздействиям факторов внешней среды и, как следствие, различие скорости заживления их повреждений [3, 12].
Проведенный нами анализ позволил подтвердить данное утверждение, результатом чего явилась необходимость группировки всех изучаемых локализаций повреждений в три большие группы - «лицо», «туловище», «конечности», в рамках которых изучаемые повреждения мало дифференцировались между собой по величине температурной реакции на повреждение.
Анализ зависимости изучаемого показателя от пола субъекта является стандартным разделом медико-биологического исследования, в связи с чем, он так же был проведен в настоящей работе (Рис. 4).
Рис. 3. Средние значения поверхностной температуры в группах поврежденных и неповрежденных участков тела
Следовательно, тепловизор Мее 91ХХ, несмотря на небольшую разрешающую его способность, вполне корректно использован в настоящей работе, с получением необходимой нам количественной информации.
Для подтверждения возможности регистрации с помощью тепловизора Мее 91ХХ изменений температуры поврежденной области в ее динамике, показатели дифференциальной температуры распределены нами по суткам посттравматического периода. При этом были сформированы три группы - «24-48 часов», «48-72 часа» и
Рис. 4. Средние значения дифференциальной температуры травмированных регионов субъектов различной половой принадлежности
При этом не было получено результатов, подтверждающих существование гендерных особенностей температурной реакции, и, соответственно, в последующем, половая принадлежность субъекта нами более не учитывалась. В то же время, возраст явился важным фактором, величину которого предстояло учитывать в процессе работы, т.к. было отмечено, что с его увеличением, степень реакции тканей на их повреждение, проявляющееся ростом температуры травмированной области тела, несколько снижалась.
В случаях травматических повреждений, сопровождающихся появлением кровоподтека кожи, уравнения регрессии, учитывающие изменения исследуемых параметров в зависимости от возраста исследуемых субъектов, выглядят следующим образом:
Для области лица:
Для области туловища:
Для области конечностей:
где At - дифференциальная температура, °С;
age - возраст исследованного субъекта, лет.
Для травматического воздействия, сопровождающегося осаднением кожи, зависимость температуры поврежденной области от возраста исследуемого субъекта, описывается уравнениями:
Для области лица:
Для области туловища:
At = 2,342- 0,012xcjge (5)
Для области конечностей:
kt = 1,802 — O,OO6xeg0 (6)
где At - дифференциальная температура, °С;
age - возраст исследованного субъекта, лет.
Этот вывод был подтвержден как в ходе парного межгруппового анализа с использованием критерия Стьюдента, так и регрессионным анализом, проведенным с помощью статистического пакета SPSS 13,0 for Windows.
Изучение величины температурной реакции на травматическое воздействие различной степени интенсивности, которую косвенно можно установить по величине повреждения, так же показало существование указанной зависимости (Рис. 5, 6 Цв. вкл.). Установлено, что величина дифференциальной температуры прямо пропорциональна размерам повреждения, закономерно увеличиваясь с увеличением площади повреждения кожи.
Таким образом, на первом этапе настоящей работы были определены зависимости, позволяющие провести исследование изменений поверхностной температуры в посттравматическом периоде, и существенные факторы, которые необходимо учесть для проведения корректного последующего анализа (возраст исследуемого субъекта и площадь повреждения кожи).
На втором этапе нашего исследования осуществлен анализ динамики изменения дифференциальных темпера-
Посттр а в м этически й пери од, ч а с.
—О—Лицо Туловище —¿i-Конечности
тур кровоподтеков и ссадин. Установлено, что изменение их в посттравматическом периоде на изученном нами интервале (24-120 часов) всегда происходит по экспоненциальному закону (Рис. 7) и имеет достоверный характер, подтверждаясь высокими значениями критерия Фридмана (1,0) и значениями достоверности коэффициентов аппроксимации экспоненциальных уравнений (0,97-0,99).
Проведенный сравнительный анализ динамических рядов дифференциальной температуры при травматическом внешнем воздействии с образованием различных повреждений (кровоподтек, ссадина), позволил утверждать имеющее место соответствие регистрируемых характеристик.
Таким образом, анализируя температуру поврежденного участка тела, мы можем говорить не о реакции на ссадину (кровоподтек), а о реакции ткани на повреждение, что имеет большее значение в силу ширины трактовки данного выражения. Это предоставило нам возможность создания универсальной методики диагностики давности травматического воздействия, принципиально применимой в случае наличия любых повреждений (ссадин, кровоподтеков) на теле живого лица.
Таким образом, искомая величина давности внешнего травматического воздействия, сопровождающегося формированием кровоподтека, может быть рассчитана по одному из следующих математических выражений:
При расположении кровоподтека на лице пострадавшего:
ДТ = 94,674 - 31,486хДс+1,16х,&2г (7)
При расположении кровоподтека на туловище:
ДГ = 98,845-36,552xAi+1,513 х;йаг-0,183x4ge (8)
При расположении кровоподтека на конечностях:
ДГ = 99,369- 43,348х Ai +1,65 0 х Size - 0,220 х Age (9)
где ДТ - давность травмы, час;
At - дифференциальная температура, °С;
Size - площадь повреждения, см2;
Age - возраст пострадавшего, лет.
Для определения границ, в которых находится искомое истинное время внешнего травматического воздействия, необходимо использовать выражения:
При расположении кровоподтека на лице пострадавшего:
При расположении кровоподтека на туловище:
При расположении кровоподтека на конечностях:
Посттравматнческий период, час.
Кровоподтек Ссадина
Рис. 7. Изменения дифференциальной температуры травмированных регионов тела в посттравматическом периоде
Ю,21бе0,0”лг' <ДТ< 2S,333e°fiWAT' (17)
При расположении ссадины на конечностях:
10, B9Ae0fi21ДТ" < ДТ < 29,092е°рм2ДГ- ( 18)
где ДТ - расчетная давность травмы по выражениям (17-19), час; ДТ - истинная давность травмы, час.
Таким образом, резюмируя изложенное выше, представляется возможным сделать вывод об экспериментальном подтверждении высказанного ранее предположения о перспективности использования дистанционного инфракрасного термометрического контроля для решения вопроса диагностики давности травмы у живых лиц, что подтверждено получением нами соответствующих Патентов на изобретение (№№ 2405431, 2406439) [10, 11].
Высокая точность исследования, его «бесконтактный» характер и, как следствие, неинвазивность, позволяют легко адаптировать данный способ к применению в условиях отделения экспертизы пострадавших обвиняемых и других лиц, любого Бюро судебно-медицинской экспертизы.
Кроме того, инфракрасная фотосъемка повреждений, с регистрацией их температур, произведенная с помощью представленного метода, может быть использована в качестве объективного подтверждения результатов визуального исследования пострадавших, повышая, тем самым, доказательную ценность «Заключения эксперта».
Литература:
1. Акопов В. И. Судебно-медицинская экспертиза повреждений тупыми предметами - М., 1978. - 111 с.
2. Богомолов Д. В. Проблемы, нуждающиеся в ускоренной разработке //Вестник судебно-медицинской службы. - 2006. — №3. - С. 12-14.
3. Витер В. И., Толстолуцкий В. Ю. Влияние температуры на процессы в объектах судебно-медицинских исследований // Современные вопросы судебноймедицины и экспертной практики. - Ижевск, 1993. - С.57-63.
4. Дистанційна інфрачервона термографія в ортопедіїта травматології/Л. Г. Розенфелъд [и др.] //Променева діагностика, променева терапія. - 2007. —№1 — С. 5-8.
5. Евстафьев А. А. Определение давности происхождения кровоподтеков электротермометрическим методом : автореф. дис. ... канд. мед. наук - М., 2001. - 24 с.
6. Исаков В. Д., Лаврентюк Г. П., Сысоев В. Е., Исмаилов М. Т. К судебно-медицинской оценке кровоизлияний // Судебно-медицинская экспертиза. - 2009. - Т. 52. —№3. — С. 3-5.
7. Клеено В. А. Теория и практика судебной медицины: взгляд в будущее // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики на современном этапе : сб. пленарных и стендовых докл. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 75-лет. Рос. центра судебно-медицинской экспертизы, 17-20 окт. 2006 г. - М., 2006. - С. 6-10.
8. Маркелова Н. Г. Комплексная биофизическая диагностика давности кровоподтеков у живых лиц : автореф дисс... канд. мед. наук, - Ижевск, 2009. - 24 с.
9. Новые возможности дистанционной инфракрасной термографии в оториноларингологии / Д. И. Заболотный [и др.] // Журн. вушних, носових і горлових хвороб - 2006. —№5. — С. 2-5.
10. Способ определения давности кровоподтеков на живых лицах / А.Ю. Вавилов, В.И. Витер, С.А. Кононова, Н.Г. Маркелова, А.Л. Ураков // Патент на изобретение№ 2405431. Приоритет от 20.11.2009. Зарегистрирован 10.12.10. Бюллетень № 34.
11. Способ определения давности ссадин на живых лицах / А.Ю. Вавилов, В.И. Витер, С.А. Кононова, Н.Г. Маркелова, А.Л. Ураков // Патент на изобретение№ 2406439. Приоритет от 20.11.2009. Зарегистрирован 20.12.10. Бюллетень№ 35.
12. Хасанянова С. В. Морфологическая характеристика кожных ран верхних конечностей в зависимости от давности образования // Современные технологии в здравоохранении и медицине. Сборник научных трудов. - Воронеж, 2000. - С. 233-235.
13. Хохлов В. В. Судебная медицина : Руководство для врачей. - Смоленск, 2003 - 699 с.
14. Diakides N. A., Bronzino J. D. Medical Infrared imaging. - London, New York: CRC Press Taylor Group LLC, 2006. —451p.
© Т.В. Найденова, А.Ю. Вавилов, 2010 УДК 340.6
Т.В. Найденова, А.Ю. Вавилов К ВОПРОСУ О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРИ УСТАНОВЛЕНИИ ДАВНОСТИ ПЯТЕН КРОВИ
ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» УР (нач. - к.м.н. В.И. Жихорев);
Кафедра судебной медицины (зав. - проф. В.И. Витер)
ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия»
В статье представлены некоторые результаты авторских исследований оптической плотности вытяжек из пятен сухой крови различной давности. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности разрабатываемого метода для решения вопроса о сроках образования пятен крови.
Ключевые слова: пятно крови, давность образования, оптическая плотность.
Г1 - «1-^- ,|j,
где ДТа - расчетная давность травмы по выражениям (6-8), час;
ДТ - истинная давность травмы, час.
Для определения давности внешнего травматического воздействия, сопровождающегося формированием ссадины, соответственно, могут быть рекомендованы следующие математические выражения:
При расположении ссадины на лице пострадавшего: ДГ = 92,917-33,219x^ + 1,251x5^2!? (13)
При расположении ссадины на туловище:
ДТ = 98,125-34,344xAi + 1,932 x 5'^- 0>,\69xAge (14)
При расположении ссадины на конечностях:
ЛГ = 103,242 - 38,639xAi+ 2,Сб7х5'^-0)288х^г (15) где ДТ - давность травмы, час;
At - дифференциальная температура, °С;
Size - площадь повреждения, см2;
Age - возраст пострадавшего, лет.
Для определения границ погрешности метода необходимо использовать выражения:
При расположении ссадины на лице пострадавшего:
При расположении ссадины на туловище:
