Определение давности образования кровоподтеков методом импедансометрии

ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

© М.С. Ковалева, А.А. Халиков, А.Ю. Вавилов, 2006 УДК 340.624

М.С. Ковалева, А.А. Халиков, А.Ю. Вавилов ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ КРОВОПОДТЕКОВ МЕТОДОМ ИМПЕДАНСОМЕТРИИ

Кафедра судебной медицины

ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава»

В статье представлены результаты работы по исследованию электрического сопротивления кожи области кровоподтеков и неповрежденных ее участков, изученные на трупном материале. Для характеристики изменения импеданса кожи в ответ на ее повреждение введено понятие «дифференциального сопротивления». Показана зависимость данного показателя от давности травмы с математическим ее описанием.

Ключевые слова: кровоподтек, импеданс, давность травмы.

DEFINITION OF BRUISE PRESCRIPTION BYIMPEDANCEMETRY

M.S. Kovalyova, A.A. Khalikov, A.Ju. Vavilov There are devoted the results of skin electrical resistance in bruises and in intact skin. All data were studied on cadaver material. The authors suggest including of such term as “differential resistance” in order to describe skin impedance changes in response to its damage. This coefficient depends on damage prescription and is mathematically proved.

Key words: bruise, impedance, damage prescription.

Установление давности имеющихся на трупе телесных повреждений, составляет одну из важнейших задач, решаемых судебно-медицинским экспертом в процессе исследования им мертвого тела.

При этом определение давности кровоподтеков осуществляется в абсолютном большинстве случаев на основании их макроскопической картины (цвет, форма, размеры), в соответствии с которой, эксперт, опираясь на материалы литературы и данные собственного опыта, производит ее оценку. Естественно, что при таковом исследовании неизбежна определенная величина субъективизма, несколько снижающая экспертную ценность суждения о сроке причинения кровоподтека.

Объективные, инструментальные методы, несмотря на их многочисленность, не нашли широкого применения в практике, что, в некоторых случаях объясняется их трудоемкостью, а в других - высокой стоимостью исследования [4]. Исключением из данного правила является гистологический метод, применяемый для диагностики патологических процессов практически во всех бюро судебно-медицинской службы России. Но, и в данном случае, некоторые присущие ему недостатки, в частности, значительный промежуток времени между «забором материала» и выдачей заключения судебным гистологом, что обусловлено особенностями технологического процесса, заставляет исследователей в области судебной медицины искать новые пути решения проблемы диагностики давности механической травмы.

Отличительной особенностью биофизических способов исследования, широко внедряемых в последнее

время в практику судебных экспертиз, является их высокая чувствительность и возможность строго объективной регистрации полученных результатов [9]. Одним из таких является метод измерения электрического сопротивления биологической ткани, применяемый для решения самых разнообразных вопросов [5, 8]. Обладая таким существенным достоинством как дешевизна исследования, данный метод приобретает особую ценность на фоне наблюдающихся в нашей стране в последнее время тенденций к «оптимизации затрат» в сфере медицинской деятельности. Простота методики позволяет применять ее в качестве средства «экспресс-диагностики», буквально на месте происшествия подкрепляя инструментально данные визуальных исследований.

Как известно, любое внешнее травматическое воздействие на кожу, сопровождается повреждением кровеносных сосудов в данной области. При этом разрушаться могут как мельчайшие кровеносные капилляры, так и более крупные сосуды, что обусловливает объем излившейся в ткань крови. Естественно, что такие изменения нормальной анатомической целостности поврежденной кожи приводят к изменению ее свойств, что уже неоднократно фиксировалось различными биофизическими методами [1, 12]. Изменения соотношения между сухим веществом и жидкостью, увеличение количества электролитов крови в зоне повреждения непосредственно после травмы и уменьшение их в ходе последующего репаративного процесса неизбежно должно сопровождаться изменениями токопроводящих свойств ткани, с возможностью их регистрации современными измерительными приборами.

С целью объективизации диагностики давности причинения кровоподтеков, нами было проведено исследование, заключающееся в разработке нового экспертного способа применения метода определения электрического сопротивления кожи трупа в раннем посмертном периоде.

Объектами исследования явились зоны кровоподтеков на различных областях тела трупа, а в качестве контроля участки неповрежденной кожи этой же области тела, расположенные рядом с кровоподтеком на расстоянии от его границы, равном радиусу кровоподтека.

Измерение электрического сопротивления производились на пяти дискретных частотах 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц по специально разработанной методике с использованием оригинального измерительного прибора. Всего произведено 2208 замеров.

Поскольку величина суммарного сопротивления комбинированной электрической цепи во многом определяется частотой переменного тока, используемого для измерения - уменьшение емкостного сопротивления с увеличением частоты тока при неизменном резистивном сопротивлении - использование токов различных частот позволяет более точно оценить вклад каждой из ее составляющих в общий импеданс.

Используемый нами диапазон (10 Гц — 100 кГц), позволяет оценить электрическую цепь при максимальном значении емкостного сопротивления (на частоте 10 Гц) и в случаях, когда его вклад в суммарный импеданс цепи настолько мал, что он определяется исключительно величиной резистивной составляющей [2].

Поскольку до настоящего времени не имелось точных сведений о зависимости электрического сопротивления неповрежденной кожи от комплекса различных факторов (пол, возраст, наличие алкоголя в крови, анатомическая область тела и т.д.), первоначальным, наиболее логичным шагом явилось изучение именно этих зависимостей.

Тем не менее, проведенный парный сравнительный анализ средних значений электрического сопротивления кожи у мужчин и женщин (Рис. 1) с использованием 1-критерия Стьюдента, не выявил наличия таковых зависимостей, что послужило основанием для объединения мужской и женской выборок в единую группу.

Гипотеза о наличии зависимости между возрастом исследуемого лица и значением сопротивления его кожи, так же оказалась несостоятельной, что было подтверждено вычислением линейной корреляции Пирсона (Рис. 2), являющейся, как известно, мерой взаимосвязи между двумя изменяющимися рядами данных [3].

На всех частотах тока измерения значение коэффициента Пирсона является пренебрежимо малой величиной, меньшей по модулю значения ошибки его определения, что явилось основанием в дальнейшем не дифференцировать установленные значения импеданса кожи по критерию возраста лица, на котором проводится соответствующее исследование.

Несмотря на указание в ряде работ на перспективность используемого нами метода при решении вопроса относительно времени наступления смерти человека [7, 8], электрическое сопротивление неповрежденной кожи оказалось не зависящим от давности наступления смерти.

Возможно, это было обусловлено тем, что наше исследование ограничивается ближайшими 48 часами, не рассматривая более отдаленный период, в котором возможно выявление подобных зависимостей.

Поскольку не во всех случаях было точно известно время наступления смерти человека, установление наличия и вида корреляционной зависимости между длительностью посмертного периода и величиной импеданса кожи, оказалось невозможным.

В абсолютном большинстве случаев были известны интервалы времени, в течение которых могла наступить смерть, что позволило нам разделить весь исследованный материал на четыре группы. Соответственно: 1-я группа

- менее 12 часов; 2-я - 12-24 часа; 3-я - 24-48 часов; 4-я

- более 48 часов (Рис. 3).

В дальнейшем производилось межгрупповое сравнение вычисленных средних значений импеданса кожи по

Рис. 2. Значение коэффициента Пирсона, при вычислении корреляционной зависимости между возрастом и импедансом кожи

Рис. 1. Средние значения электрического сопротивления неповрежденной кожи мужчин и женщин

Рис. 3. Средние значения импеданса кожи в группах с различной длительностью посмертного периода

Рис. 4. Значение коэффициента Пирсона, при вычислении корреляционной зависимости между величиной этанолемии и импедансом кожи

критерию Ньюмена-Кейлса ^) в зависимости от частоты тока исследования. Но во всех случаях, на всех частотах тока исследования, вычисленные значения q оказались меньше их критических величин, что свидетельствует об отсутствии достоверных различий между сравниваемыми величинами импеданса кожи.

Аналогично было установлено отсутствие зависимости импеданса неповрежденной кожи от причины смерти, учитываемой нами как формализованое выражение диагноза, верифицируемого в соответствии с МКБ 10-го пересмотра (1996).

Известно, что алкогольная интоксикация сопровождается выраженными функциональными изменениями деятельности практически всех тканей и органов [6]. Изменяется степень кровенаполнения капилляров крови, повышается проницаемость сосудистых стенок, что, в конечном итоге, увеличивает количество жидкости (электролитов) в ткани.

Соответственно, логичным является предположение об изменении токопроводящих свойств ткани (кожи) в зависимости от величины алкоголя в крови.

Тем не менее, на всех частотах тока измерения, вычисленные значения коэффициента Пирсона меньше величины ошибки его определения, что свидетельствует об отсутствии какой-либо корреляционной зависимости между анализируемыми рядами данных (Рис. 4).

Данное обстоятельство позволяет считать величину электрического сопротивления кожи, измеряемую предлагаемым нами способом, независимой от концентрации алкоголя в крови.

Различные области тела имеют свои особенности в степени кровоснабжения, иннервации, адаптации к воздействиям факторов внешней среды, что обусловливает различие скорости заживления повреждений кожи разных участков тела [11]. Естественно, что наличие таковых особенностей, предопределяет необходимость изучения импеданса кожи в зависимости от области тела.

Проведенный сравнительный анализ средних величин импеданса кожи различных участков тела, выполненный нами с использованием критерия Ньюмена-Кейлса, подтвердил наличие индивидуальных особенностей различных регионов тела, в том числе и в отношении их токопроводящих свойств, что в последующем послужило причиной поиска нами пути учета данных особенностей.

Установление существования различий электрического импеданса поврежденных и неповрежденных участ-

Рис. 5. Средние значения электрического сопротивления кожи из области кровоподтека и неповрежденных ее участков

ков кожи (Рисунок 5) между собой осуществлялось сравнением по 1-критерию Стьюдента (Таблица 1).

Таблица 1

Значения ^критерия Стьюдента

100 Гц 1 кГц 10 кГц 0ц 0Г 1к

1-критерий Стьюдента 6,140 5,769 6,018 5,952

Кол-во степеней свободы 91 91 91 91

Крит. значение 1 при Р>95 1,987 1,987 1,987 1,987

Результаты исследования свидетельствуют о существовании достоверных различий значения импеданса кожи из области кровоподтека и неповрежденных ее участков, что касается всех частот тока исследования.

Как следует из диаграммы на Рисунке 5, во всех случаях средние значения импеданса кровоподтека ниже таковых зоны неповрежденной кожи. Следовательно, т.к. после травмы имеет место снижение исследуемого показателя, логичным является предположение и о постепенном повышении его в последующем по мере восстановления нормальной анатомической целостности кожи. Естественно, что данное «повышение» будет не бесконечным, а осуществляться только до выравнивания с первоначальной величиной (до травмы соответственно) импеданса неповрежденной кожи.

В связи с этим, мы сочли возможным отказаться от анализа абсолютных значений импеданса кожи из области кровоподтека, заменив их дифференциальными, т.е. разницей показателей поврежденного и неповрежденного участков [10]:

м = <»

где ЛЯ - дифференциальное сопротивление; Яповр - эл. сопротивление повреждения; Яимм - эл. сопротивление симметричного участка.

Отказ от абсолютных значений исследуемых параметров, замена их дифференциальными, позволяет не учитывать индивидуальные особенности изучаемых объектов (локализация кровоподтека на конкретной части тела), а сосредоточиться исключительно на динамике их трансформации с течением времени.

В судебно-медицинской практике, встречающиеся при экспертизе трупа кровоподтеки, имеют весьма раз-

Рис. 6. Значение коэффициента Пирсона, при вычислении корреляционной зависимости между площадью поражения кожи и величиной ее дифференциального сопротивления

нообразную морфологическую характеристику. Они различаются не только расположением, но и цветом, формой, размерами и т.д., что отражает как давность травмы, так и конструктивные особенности травмирующего предмета, и силу воздействия его на ткань. Последнюю, иногда удается установить (зная травмирующий предмет) именно по размерам кровоподтека. Как правило, она выражается простой линейной зависимостью - чем больше размеры повреждения, т.е., степень ее повреждения, тем выше была кинетическая энергия воздействия предмета на биологическую ткань.

Задавшись целью установления возможности определения степени повреждения ткани по значению ее дифференциального сопротивления, проведен анализ последнего в зависимости от размеров кровоподтека на коже с использованием линейной корреляции Пирсона (Рис. 6).

Как следует из диаграммы на рисунке 6., между площадью кровоподтека и значением дифференциального сопротивления кожи корреляционная зависимость отсутствует.

Изучение динамики дифференциальных показателей импеданса кожи области кровоподтека является одной из важнейших задач настоящего исследования, так как особенности ее могут быть положены в основу установления давности причинения повреждений инструментальным способом.

Первоначально нам требовалось установить факт изменения величины дифференциального сопротивления с течением времени.

Для этого весь исследованный ранее материал был распределен в четыре группы по признаку давности причиненного повреждения. Соответственно были выделены группы:

1-я - давность повреждения менее 24 часов;

2-я - давность повреждения 25-48 часов;

3-я - давность повреждения 49-120 часов;

4-я - давность повреждения более 120 часов.

В основу такого деления были положены как результаты судебно-медицинского исследования (макро- и микроскопическая характеристика повреждения), так и данные опроса родственников и работников правоохранительных органов об обстоятельствах и давности причинения повреждений (Рис. 7).

Проведенный сравнительный анализ величин дифференциального сопротивления в группах по критерию Ньюмена-Кейлса показал, что дифференциальное сопро-

Рис. 7. Средние значения дифференциального сопротивления в группах с различной давностью причинения повреждений

тивление «1-й группы» достоверно отличается по величине от прочих групп. В дальнейшем, по мере увеличения давности причинения повреждений, различия между группами начинают исчезать. Так, в частности, «2-я» и «3я» группы, а так же «3-я» и «4-я» дифференцируются недостоверно.

Такая динамика показателя, в целом, указывает на характеристику скорости процесса - значительная крутизна тренда на начальном его отрезке, с постепенным уменьшением наклона кривой в конце.

Поскольку, как следует из рисунка 7, значения дифференциального сопротивления на различных частотах тока измерения при исследовании образцов повреждений одинаковой давности характеризуются близкими значениями, в дальнейшем, при оценке динамики процесса было решено перейти на среднюю величину дифференциального сопротивления, не зависимую от тока исследования:

м.

4

Ш(4ерен(1еп1

где ЛЯШерт(1ш - дифференциальное сопротивление, независимое от частоты тока исследования; ЛЯ100Гц, ЛЯ1кГц,

AR10 г, AR0 г

10кГц 100кГц

дифференциальные сопротивления на различных частотах тока исследования.

В последующем, для визуальной оценки динамики изменения ЛЯ. * . + в зависимости от давности травмы

таерепаеШ ^ *

произведено построение графика (Рисунок 8), с наложением на него линии степенной функции, математически характеризующей скорость процесса.

24 48 72 96 120 144

Давность травмы

Рис. 8. Динамика изменения AR. . . ^ в зависимости

^ independent

от давности травмы

Динамика показателя характеризуется выражением:

где у - величина дифференциального сопротивления (кОм), х - давность травмы (час).

Достоверность представленного уравнения подтверждается высоким значением коэффициента достоверности аппроксимации В.2=0,99.

Представленное уравнение может быть использовано в последующем для определения давности причинения кровоподтека итеративным способом.

Таким образом, результатом настоящей работы явилось создание оригинальной методики исследования кровоподтеков трупа в раннем постмортальном периоде, с использованием величины электрического сопротивления кожи, измеряемой оригинальным измерительным

прибором на различных частотах переменного тока (100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц).

Изучены зависимости электрического сопротивления кожи от пола и возраста исследуемых лиц, а так же от величины этанолэмии, давности и причины их смерти, области изучаемого участка тела. Разработаны мероприятия по устранению возможных влияний этих факторов, для чего введено понятие «дифференциального» сопротивления, не применяемого ранее для характеристики электрического сопротивления кожи.

На основании анализа динамики дифференциального сопротивления кожи в зависимости от давности травмы, предложена математическая модель ее описания, с возможностью использования последней в практической деятельности при установлении времени причинения кровоподтека методом измерения его электрического сопротивления.

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. 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. С. 40-41.

3. Гланц С. Медико-биологическая статистика. - М., 1999. - 459 с.

4. Кильдюшов Е.И., Буромский И.В. Использование поправочных коэффициентов при установлении давности наступления смерти на месте обнаружения трупа с помощью номограмм С. Henssge // Судебно-медицинская экспертиза. -1997. - № 4. - С. 4-7.

5. Никифоров Я.А. Методика измерения электрического сопротивления биологических тканей при определении давности наступления смерти // Проблемы экспертизы в медицине. - 2003. - №3. - С. 43-44.

6. Пермяков А.В., Витер В.И. Патоморфология и танатогенез алкогольной интоксикации. - Ижевск: Экспертиза, 2002. - 91 с.

7. Пиголкин Ю.И., Богомолов Д.В., Самоходская О.В., Коровин А.А., Баркар А.А. Определение давности наступления смерти методом импедансной плетизмографии. // Методические рекомендации. Утв. МЗ РФ. № 2000/117 от 01.09.00. - М., 2001. - С. 17.

8. Пиголкин Ю.И., Коровин А.А. Зависимость процессов аутолиза от температуры окружающей среды по результатам импедансной плетизмографии. // Актуальные аспекты судебной медицины. Ижевск: Экспертиза, 1999. - Вып. 5. - С.116-118.

9. Плаксин В.О., Кандауров В.В., Попов В.Л., Буров С.А., Палимпсестова О.А. Биофизические методы исследования в судебномедицинской практике // Лабораторные методы исследования в судебной медицине и задачи судебно-медицинской науки и практики по их совершенствованию. - Ижевск. - Экспертиза. -1994. - С. 83-86.

10. 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., с. 11-13.

11. Хасанянова С.В. Судебно-медицинское определение прижизненности и давности образования кожных ран. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Ижевск, 2002.

12. Хохлов С.В. Диагностика прижизненности образования кожных ран методом определения коэффициента теплопроводности. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Ижевск, 2001.

© М.Н. Нагорнов, 2006 УДК 340.6

М.Н. Нагорное

СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ЛОКАЛЬНОГО ЛИНЕЙНОГО И ОТДАЛЕННОГО ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕЛОМОВ СВОДА ЧЕРЕПА

Кафедра судебной медицины

ГОУ ВПО «Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова Росздрава»

Изучены особенности 13 локальных линейных и 8 отдаленных линейных переломов свода черепа. Предложены дифференциально-диагностические критерии локального линейного и отдаленного линейного переломов.

Ключевые слова: переломы свода черепа, локальный линейный перелом, отдаленный линейный перелом.

FORENSIC-LEGAL DIFFERENTIAL DIAGNOSTIC OF LOCAL STRAIGHT AND DISTANT STRAIGHT CALVARIUM FRACTURES

M.N.Nagornov

Peculiarities of 13 local straight and 8 distant straight calvarium fractures have been studied. Their differential diagnostic signs were suggested.

Key words: calvarium fractures, local straight fracture, distant straight fracture.

Разделение переломов черепа на локальные и отда- тактика оперативного лечения - где проводить трепана-

ленные имело место еще в первой классификации, пред- цию черепа, в области травматического воздействия или

ложенной Гиппократом в V веке до нашей эры. С того вре- с противоположной стороны. Большое практическое знамени врачи постоянно уделяли данной дифференциации чение вопроса о механизмах переломов черепа приводило

большое внимание. Их интересовала, в первую очередь, к тому, что его неоднократно ставили в порядке акаде-