О необходимости соблюдения принципов системного подхода в проблеме определения давности повреждений

28. Прошутин В.Л., Чирков В.Е., Вавилов А.Ю. Современное состояние научных исследований по проблеме определения давности образования следов крови на вещественных доказательствах // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журнал. 2005. - № 4. Ижевск. «Экспертиза», с. 47-49.

29. Прошутин В.Л., Чирков В.Е., Вавилов А.Ю., Пояркин Г.М. Метод судебно-медицинской "экспресс-диагностики" давности образования пятна крови // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журнал. 2004. - № 4. Ижевск. «Экспертиза», с. 22-23.

30. Рамишвили А.Д., Ледянкина И.А., Никифоров Я.А. Оценка биофизических параметров тканей при определении давности наступления смерти // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журнал. Ижевск. "Экспертиза", 2002. № 4., с. 37-38.

31. Халиков А.А., Вавилов А.Ю. Характеристика и перспективы биофизических методов при определении давности кровоподтеков у живых лиц // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журнал. 2005. - № 4. Ижевск. «Экспертиза», с. 11-13.

32. Хохлов СВ. Диагностика прижизненных образований кожных ран методом определения коэффициента теплопроводности. Автореф... канд. мед. наук - М., 2001. - 22 с.

33. Чирков В.Е., Вавилов А.Ю., Прошутин В.Л., Поздеев А.Р. К вопросу экспресс-диагностики «трупной» крови и крови от живого лица, с возможностью определения давности образования ее пятна // Морфологические ведомости. Международный морфологический журнал. 2005. - № 3-4, с. 166-168.

УДК 343.615:543.9 © АА. Халиков, А.Ю. Вавилов, 2007

А.А. Халиков, А.Ю. Вавилов О НЕОБХОДИМОСТИ СОБЛЮДЕНИЯ ПРИНЦИПОВ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА В ПРОБЛЕМЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВНОСТИ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Кафедра гистологии

ГОУБПО «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа Кафедра судебной медицины

ГОУБПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава», г.Ижевск

В статье рассматриваются некоторые вопросы, встающие перед судебно-медицинским экспертом при изучении им давности телесных повреждений. Ставится задача рассмотрения различных биофизических явлений, сопровождающих репаративные процессы, с позиций системного подхода, на примере изменения дифференциальной температуры и электропроводности поврежденной ткани.

Ключевые слова: системный подход, телесные повреждения, дифференциальная температура, электропроводность.

А.А. Khalikov, A.Ju. Vavilov ABOUT NECESSITY OF SYSTEM PRINCIPLES APPROACHING *

TO THE PROBLEM OF INJURIES AGE DEFINITION

Problem of injuries age definition is acutefor forensic-legal experts. In this article different biophysical events, accompanied with reparative processes from the position of system principles approaching are considered. As an example are shown the changers of differential temperature and electroconductivity of damaged tissue.

Key words: system approaching, injuries, differential temperature, electroconductivity.

Широко представленная в отечественной и зарубежной литературе проблема при-жизненности и давности образования повреждений рассматривается судебными медиками в самых различных аспектах. Но, несмотря на значительное число применяемых методов морфофункциональных, биохимических, биофизических и др., решение этого вопроса вызывает определенные затруднения.

По настоящее время, судебномедицинская экспертиза телесных повреждений осуществляется преимущественно на ос-

новании морфологических изменений, выявляемых визуально [2]. Между тем, определить давность и прижизненность повреждений на основе одних только внешних признаков воспалительной реакции (отек, повышение температуры) зачастую оказывается весьма затруднительно, что связано с действием внешних и внутренних факторов, которые комплексным своим влиянием изменяют ход ре-паративных процессов.

Изучение сроков заживления повреждений показало зависимость их от состояния

нервной системы [6], наличия сердечнососудистых заболеваний [12], адаптационных возможностей организма [4].

Ананьев Г.В. [3], исследуя возможность определения давности формирования повреждений у лиц с тяжелой сочетанной травмой, отравлениями, предшествующими заболеваниями, в том числе на фоне алкогольного опьянения и медикаментозной терапии, показал, что учитываемые факторы могут существенно изменять, классическую картину течения воспалительного процесса.

Следовательно, рассматривать указанную проблему необходимо с позиций системного подхода, как целостное, сложное явление, во всем многообразии внешних и внутренних взаимоотношений [10, 13, 15].

Известно, что принципы системного подхода, являются основополагающими в современном естествознании [4, 11, 16].

Именно потому, репаративные процессы, представляющиеся объективно приоритетными в аспекте диагностики, должны изучаться во взаимосвязи их с другими, не менее важными процессами - термодинамическими особенности изучаемой части тела, теплофизическими характеристиками данной биологической ткани и т.д., не ограничивая себя исключительно морфологической (гистологической) характеристикой поврежденного объекта.

По мнению ряда авторов [17, 18], установление дифференциально-диагностических критериев прижизненное™ и давности механической травмы в полной мере возможно не только морфологическими, но и биохимическими, биофизическими и др. методами, которые особенно интенсивно внедряются в последние годы.

При этом, рассмотрение организма как целостной системы, требует учета многофакторных зависимостей, для чего, в качестве одного из инструментов, применяется дисперсионный анализ [19], являющийся одним из наиболее сложных видов статистического анализа. Между тем, развитие современного математического аппарата и появление новейших статистических компьютерных программ (БРББ, Ро1уАпаМ, 81аИ8Иса,

Б1а1§гарЫс8) позволяют провести такое иссле-

дование на качественно новом понятийном уровне, показав изучаемый процесс в его сложной, многоуровневой взаимозависимости. "

Выяснение таковых взаимозависимостей, формирование экспертных критериев, выражение их современным математическим языком, возможно, с разработкой специализированных компьютерных программ, облегчающих использование данных критериев в практике судебно-медицинских экспертиз, безусловно, будет сопровождаться повышением точности диагностики биологических процессов, детерминирующих прижизнен-ность и давность травмы.

С целью обоснования направления использования и оптимизации диагностики биологических процессов для уточнения прижиз-ненности и давности механических повреждений, нами проведено исследование, заключающееся в изучении степени взаимосвязи различных биофизических явлений, сопровождающих репаративные процессы в человеческом организме.

В процессе исследования было изучено 633 объекта от 174 трупов лиц различного пола и возраста, проходивших судебномедицинскую экспертизу в условиях ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» УР в период 2000-2006 гг.

На первом этапе исследований, изучая сопротивление биологических тканей переменному току различной частоты, установлено, что импеданс области Кровоподтека, достоверно отличается от неповрежденного участка. В последующем, для более корректного описания данных изменений было введено понятие «дифференциального сопротивления», более четко описывающего динамику выявленных изменений с учетом индивидуальных характеристик исследуемого объекта [14].

Разработанная нами методика определения емкостного сопротивления клеточных мембран биологической ткани трупа [9], характеризующего их структурную целостность, позволила в динамике посттравматического периода графически иллюстрировать процесс репарации поврежденной ткани (рис. 1).

1,4

<2 1.2

1,0

0,8

0,6

г о,4

0.2

0.0

0.3*0.14

^ 0,6±0,09

о.а±ол5

0.510.10

Стадия нарастания энамящя солрстлммниа Стадия уцвш'ичмл. 1 оопротиалоин*

<24

24-43

♦В-120

>120

Давность повреждения

Рис. 1. Стадийность динамики дифференциального электрического сопротивления кожи в зависимости от давности травмы

Поскольку, как было установлено нами в ходе проведенных экспериментов, изменение количества жидкости в ткани не оказывает какого-либо влияния на ее электрические характеристики, а фиксируемые нами изменения обусловливаются повреждениями клеточных структур биологической ткани в ответ на внешнее травмирующее воздействие, изучались так же теплофизические свойства травмируемой области.

В отличие от электрических процессов, процессы теплопередачи обусловлены компонентом ткани, имеющим максимальную теплопроводящую способность. Вода в отличие от всех прочих компонентов биологической ткани имеет самую высокую теплопроводность [7] и именно изменениями ее количества в ткани объясняются некоторые особенности, фиксируемые исследователями при проведении экспериментов [8,20].

Ранее, другими исследователями [1, 5] уже проводилось изучение тканей области кровоподтека на трупе. Не подвергая сомнению, объективность полученных авторами результатов, хотелось бы отметить принципиальное отличие наших работ от проведенных ими исследований. Так в частности, главной задачей диссертационной работы В.А Акба-шева [1] являлась разработка методики дифференциальной диагностики прижизненных и посмертных кровоподтеков, в т.ч. в случае расположения их в зоне трупного пятна. Бабушкина К.А. [5], используя аналогичную методику, выявила некоторые теплофизические особенности тканей зоны кровоподтека у лиц старшей возрастной группы.

При этом изучение динамики коэффициента теплопроводности тканей зоны кровоподтека в зависимости от длительности по-сттравматического периода, не являясь приоритетным с точки зрения авторов данных работ, не рассматривалось детально, в т.ч. и с позиций взаимосвязи его с прочими биофизическими процессами.

Установлено, что в отличие от дифференциального значения сопротивления, обнаруживающего четкую стадийность в динамике посттравматического периода, данный показатель характеризуется равномерным его уменьшением в течение всего рассматриваемого нами периода (Рис. 2).

24-4В 48-120

Дмиость по«р«жд«т1Я

Рис.2. Динамика дифференциального показателя теплопроводности в зависимости от давности травмы

С целью установления вида многофакторной зависимости изученных физических величин и математического ее описания было проведено исследование с использованием одной из популярных систем интеллектуального анализа данных - Ро1уАлаМ.

В настоящее время элементы автоматической обработки и анализа данных становятся неотъемлемой частью концепции электронных хранилищ данных и часто именуются в этом контексте data mining (добыча знаний из данных).

Подобные программные продукты позволяют как бы "осмыслить" данные, оценивая их как с количественной, так и с качественной точки зрения. Более того, они отслеживают все новое, ценное, потенциально полезное.

Одной из самых молодых и наиболее перспективных ветвей data mining, реализованной, в частности, в системе PolyAnalyst производства компании Megaputer Intelligence, является, так называемое, эволюционное программирование. Суть метода в том, что гипотезы о виде зависимости целевой переменной от других переменных формулируются системой в виде программ на некотором внутреннем языке программирования. Процесс построения этих программ строится по эволюционному принципу (чем этот метод немного похож на генетические алгоритмы). Когда система находит программу, достаточно точно выражающую искомую зависимость, она начинает вносить в нее небольшие модификации и отбирает среди построенных таким образом дочерних программ те, которые повышают точность. Таким образом, система "выращивает" несколько генетических линий программ, которые конкурируют между собой в точности выражения искомой зависимости. Специальный транслирующий модуль системы PolyAnalyst переводит найденные зависимости с внутреннего языка системы на понятный пользователю язык (математические формулы, таблицы и пр.), делая их легко доступными. Для контроля статистической значимости выводимых зависимостей применяется набор современных методов, например, рандомизированное тестирование.

Установлено, что наиболее точно давность повреждения устанавливается с использованием следующего выражения:

ДХСЧ 118,92+103890хД-Гер]4

где ДГ^кро.оп) - давность повреждения

ДТер! - дифференциальный показатель теплопроводности, Вт/(м*К);

ДХС - дифференциальное значение емкостного сопротивления, кОм.

Одним из плюсов программы Ро1уАпа1М, облегчающим интерпретацию полученных результатов, является способность ее к построению множественной линейной регрессии, наглядно представляющей динамику изучаемого параметра в зависимости от комплекса действующих факторов.

Множественная регрессия, являясь расширением простой линейной регрессии, оценивает степень влияния нескольких независимых переменных (предикторов) на зависимую переменную (критерий). Анализ регрессии можно свести к геометрической интерпретации. Когда вычислена простая корреляция между двумя переменными, можно построить линию регрессии (линию «наилучшего соответствия»). Эта линия строится на основании уравнения регрессии; ее угловой коэффициент определяется влиянием суммы коэффициентов независимых переменных, а сдвиг вверх по вертикальной оси определяется константой.

Применительно к нашему исследованию, получено следующее уравнение регрессии:

№„=73,8168-0,566658*

Сх-130,429 х ДТер1-2,1952 х ДХС

где ДГ^кровоп) - давность повреждения

(кровоподтека), час.;

ДТер! - дифференциальный показатель теплопроводности, Вт/(м*К);

ДХс - дифференциальное значение емкостного сопротивления, кОм;

Сх - концентрация алкоголя в крови исследуемого лица, %о, т

где ДГЬркп) - давность повреждения

(кровоподтека), час;

АТер1 - дифференциальный показатель теплопроводности, Вт/(мхК);

АХс - дифференциальное значение емкостного сопротивления, кОм;

Сх - концентрация алкоголя в крови исследуемого лица, %о.

Адекватность разработанных моделей подтверждена сопоставлением полученного с их помощью результата (предсказанное значение) с реальными величинами давности повреждения, установленными следственным путем и при расспросе родственников.

Для оценки степени влияния используемых нами независимых параметров (предикторов) на зависимую переменную (давность повреждения), проведен многофакторный дисперсионный анализ - процедура сравнения средних значений выборок, на основании которой можно сделать вывод о соотношении средних значений генеральных совокупностей.

В отличие от других методов сравнения средних величин дисперсионный анализ предназначен для сравнения не двух, а не-

скольких выборок. В процессе анализа сопоставляются компоненты дисперсии изучаемой

переменной.

Рис. 3 а. Проверка выражения

Общая изменчивость переменной раскладывается на две составляющие: межгруп-повую (факторную), обусловленную различием групп (средних значений), и внутригрупповую (ошибки), обусловленную случайными (неучтенными) причинами. Чем больше частное от деления межгрупповой и внутригрупповой изменчивости (Б-отношение) тем больше различаются средние значения сравниваемых выборок и тем выше статистическая значимость (р) этого различия (Рис. 3).

Рис. 3. Б-отношения комплекса изученных факторов

Рис. 3 б. Проверка выражения

повреждения) является дифференциальный показатель теплопроводности. На втором месте по значимости находится дифференциальное значение емкостного сопротивления.

Кроме того, поскольку алкоголь крови увеличивает степень проницаемости клеточных мембран, обусловливая интенсивность выхода жидкой части крови за пределы сосудистого русла, влияние концентрации его в крови пострадавшего так же учитывается при проведении исследования.

Таким образом, поскольку процессы заживления повреждений всегда сопровождаются изменениями биофизических характеристик данной области тела, изучение их с позиций системного подхода, с учетом вида и степени взаимного влияния, сопровождается увеличением точности и объективности диагностики давности травматического воздействия, для чего можно использовать разработанные нами математические выражения, объективизирующие экспертизу мертвого тела.

Установлено, что во всех случаях наиболее важным параметром (в наибольшей степени определяющим искомую давность

Получено 25.] 2.06.

ЛИТЕРАТУРА

1. Акбашев В.А. Установление прижизненности и давности кровоподтеков в постмортальном периоде методом определения коэффициента теплопроводности: Дис... канд. мед. наук -Ижевск, 2001.-145 с.

2. Акопов В.И. Судебно-медицинская экспертиза повреждений тупыми предметами. - М., 1978.-111с.

3. Ананьев Г.В. Установление давности происхождения кровоподтеков методом термоэсте-зиометрии и термоалгезиометрии // Суд. травматология и новые экспертные методы в борьбе с преступностью против личности. - Каунас, 1981. - С. 12-13.

_________________________________________6j_

4. Анохин ILK. Принципиальные вопросы общей теории функциональных: систем. М.: Наука, 1971.

5. Бабушкина, К.А. Установление давности кровоподтеков у трупов лиц пожилого возраста. Дис... канд. мед. наук / К.А. Бабушкина - Ижевск, 2006. - 137 с.

6. Байрамов Д. Изменение цвета кровоподтеков на парализованных: конечностях // Доклады I расширенной научно-практической конференции судебно-медицинских экспертов Азербайджанской СССР. - Баку, 1965. - С. 126-129.

7. Благодатских А.В. Математическое обеспечение измерительно-вычислительной системы определения давности наступления смерти человека тепловым методом: Дисс... канд. тех. наук - Ижевск, 1999.

8. Вавилов А.Ю. Теплофизические параметры тканей внутренних органов человека в раннем постмортальном периоде для целей определения давности наступления смерти термометрическим способом: Автореф... канд. мед. наук - М., 2000. - 22 с.

9. Вавилов А.Ю., Халиков А.А., Ковалева М.С. Математическое моделирование электрических параметров биологической ткани при оценке ее повреждений методом импедансометрии // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журнал. 2006. - № 2. Ижевск. «Экспертиза», с. 34-37.

10. Витер В.И., Толстолуцкий В.Ю. Влияние температуры на процессы в объектах судебномедицинских исследований // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. - Ижевск, 1993. - С. 57-63.

11. Витер В.И., Толстолуцкий В.Ю. Давность наступления смерти в аспекте умирания целостного организма // Первая международная конференция судебных медиков. Тезисы докладов. Астрахань, 1995. С.47-48.

12. Жук И.В. Течение заживления травматических кровоподтеков у лиц, страдающих сердечнососудистыми заболеваниями. - Краснодар, 1981.

13. Кантер Э.И., Гаркави А.С. Современное состояние вопроса об установлении давности смерти//Суд.-мед. экспертиза. 1975. № 1. С.3-7.

14. Ковалева М.С, Халиков А.А., Вавилов А.Ю. Определение давности образования кровоподтеков методом импедансометрии // Проблемы экспертизы в медицине. Научно-практический журн?т. 2006. - № 3. Ижевск. «Экспертиза», с. 15-19.

15. Кононенко В.И. Вопросы разработки теории и практики танатологии в судебномедицинском отношении // Вопросы судебно-медицинской танатологии. Харьков, 1983.- С.5-8.

16. Кононенко В.И., Пикенин A.M., Дмитриенко Ю.А. Программа и основные цели разработки экспертных критериев определения давности наступления смерти // Современная диагностика в судебной медицине. Кишинев: Штиинца, 1981. С.47-50.

17. Науменко В.Г. Современное состояние и перспективы решения проблемы диагностики давности наступления смерти//Суд.-мед. экспертиза. 1984. №2. С.9-12.

18. Науменко В.Г., Мельников Ю.Л., Назаров Г.Н. Установление давности наступления смерти //Суд.-мед.экспертиза. 1981. №2. С. 17-19.

19. Толстолуцкий В.Ю. Методология математического моделирования в судебной медицине при определении давности наступления смерти // Российская конференция по новым информационным технологиям в образовании. Тезисы докладов. Ижевск, 1994. С.25,-25.

20. Хохлов СВ. Диагностика прижизненных образований кожных ран методом определения коэффициента теплопроводности. Автореф... канд. мед. наук - М., 2001. - 22 с.