Возможности диагностики медико-биологических признаков человека на основе результатов анализа элементного состава костной ткани

ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

© Т.Г. Крымова, В.В. Колкутин, 2007 УДК 340.624.1 : 572.525

Т.Г. Крымова, В.В. Колкутин ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ЧЕЛОВЕКА НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА КОСТНОЙ ТКАНИ

Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз Министерства обороны Российской Федерации

В статье проанализированы данные литературы, посвященной проблемам идентификации погибших и пропавших без вести, а именно, применению морфологических методов исследования. Подробно освещен остеометрический метод исследования костных останков. На основании данных литературы, а также собственных исследований, в статье обосновано применение метода идентификации трупов, основанного на анализе элементного состава биологических объектов. В статье приведен алгоритм исследования костной ткани методами изотопного и элементного анализа с последующей оценкой полученных результатов с применением компьютерных технологий. Обосновано значение результатов данных исследований в формировании комплексной оценки объекта идентификации по некоторым медико-биологическим признакам.

Ключевые слова: идентификация погибших и пропавших без вести, анализ элементного состава костной ткани, остеометрические исследования.

DIAGNOSTIC OF HUMAN MEDICO-BIOLOGICAL SIGNS ON THE BASE OF ANALYSIS OF ELEMENTAL STRUCTURE OF BONE TISSUE

T.G. Krymova, V.V. Kolkutin

Literature data devoted to the problem of person’s identification, in particular to the problem of morphological investigation, is analyzed in the article. Osteometry of bone remains is covered in detail. This method of person’s identification, based on analysis of elemental structure of bone tissue, is well motivated by literature data. An algorithm of bone tissue investigation by isotope and elemental analysis with further data processing is suggested by the authors.

Key words: person’s identification, analysis of elemental structure of bone tissue, osteometry.

Литературные данные показывают, что в настоящее ный вывод о тождестве личности. Достоверность такой

время при проведении идентификации человека комплек- идентификации, по мнению авторов, достигает 99,9±0,1%.

сно используются морфологические методы, в то время Действуя в рамках указанного алгоритма, специалисты

как иные подходы (биологические, гистологические, Межрегиональной остеологической лаборатории бюро

спектральные, молекулярно-генетические) применяются, судебно-медицинской экспертизы комитета по здраво-

в основном, в случае отсутствия результата при анатомо- охранению Ленинградской области, могут выполнять 2-3

морфологических и остеометрических исследованиях или полных идентификационных исследований в месяц в рас-

в отношении «сложного» биологического материала. В це- чете на специалиста, применяя при каждом исследовании

лом это оправдано, поскольку анатомо-морфологические 600-700 объекто-методов.

исследования развиваются более столетия и в этой облас- Вместе с тем некоторые другие подходы в иссле-

ти накоплен богатый и разнообразный опыт исследования довании биологического материала, происходящего от

тел погибших. трупа, также позволяют выявлять значительный перечень

Из имеющихся на сегодня в судебной экспертизе, на- признаков человека и, таким образом, реализовать комп-

иболее разработанным является алгоритм исследования лексный подход в целях его идентификации, причем, на

трупов по набору костных останков, включающему череп наш взгляд, со значительно меньшими материальными

с нижней челюстью, плечевую и/или бедренную кости и трудозатратами. К таким методам относятся, прежде

либо их фрагменты - Патент РФ 2107461 C1. При этом по всего, спектральные методы исследования. В этой области,

черепу с нижней челюстью последовательно диагностиру- также как и в морфологии, накоплены разнообразные дан-

ют расу, пол, возраст человека, а по плечевой и бедренной ные по диагностике ряда медико-биологических призна-

костям определяют его пол, рост и возраст. На основании ков человека на основе результатов элементного анализа

совокупности полученных данных делают окончатель- биологических проб. Сравнительный анализ данных лите-

Отбор биологического материала

Подготовка проб для элементного анализа

Подготовка проб для изотопного анализа

Изотопный анализ

Определение видовой принадлежности

Не определена

I

1

Человек  Определение медико-

биологических признаков

Другие виды исследований

Животное

Определение медикобиологических признаков

I

Конец

исследования

Видовая принадлежность; Пол;

Возраст;

Рост;

Территория происхождения (геохим. аспект);

Природная зона проживания; Локальные средовые повышенные концентрации элементов;

Тип питания;

Заболевания;

Давность захоронения.

I

Территория происхождения (геохим. аспект).

Признаки погибшего

Признаки лица, пропавшего без вести

Сравнение признаков объектов идентификации

исследования [1-10] позволили выявить потенциал подхода, основанного на анализе элементного состава биологических объектов.

Результаты исследований, приведенные в указанных работах, позволяют сформировать общий алгоритм диагностики медико-биологических признаков человека на основе результатов анализа элементного состава костной ткани (рис. 1).

Данный подход проявляется как наиболее мощный для случаев, когда информации для идентификации каждого конкретного погибшего недостаточно (например, когда у объектов отсутствуют выраженные индивидуализирующие признаки, объекты скелетированы), либо когда есть сомнения в полноте базы данных без вести пропавших, либо когда база данных разыскиваемых вообще отсутствует.

В указанных ситуациях рассматриваемые алгоритмы позволяют формировать прямую (комплексную) оценку объектов по основным медико-биологическим признакам (таким как видовая принадлежность, пол, возраст, рост, территория проживания, природная зона проживания, локальные условия среды, некоторые заболевания, давность захоронения и пр.), исходя из имеющегося материала (трупа). Такая оценка проводится на основе результатов анализа элементного состава костной ткани с применением компьютерных технологий. Она обеспечивает выявление значительного перечня признаков человека, на основе которых он может быть идентифицирован. В особо сложных случаях - эта оценка позволяет провести резкое сужение круга поиска, выявить более четкие ориентиры происхождения объекта (трупа) для целенаправленного поиска сравнительного материала и, в конечном итоге, идентификации. При практическом возникновении таких случаев подбор парных, по идентификационным признакам, объектов (неопознанный труп и без вести пропавший человек) и доказательство их тождества, могут быть осуществлены только на втором этапе исследо-Рис. 1. Алгоритм комплексной оценки и последующей вания (на рис. 1 выделено жирным шрифтом), то

идентификации объектов на основе резуль'га'г°в есть после формирования комплексной оценки

анализа элементного состава костной ткани объекта идентификации по перечисленным меди-

ратуры по различным методам идентификации, включая ко-биологическим признакам и получения сравнительных анатомо-морфологические, а также наши собственные материалов на разыскиваемое лицо.

Литература:

1. Беняев Н.Е., Крымова Т.Г., Макеев Е.В., Юрасов В.В. Содержание основных химических элементов в костной ткани и их биологи-

ческая роль в организме человека. // Совершенствование судебно-медицинской экспертизы в условиях реформирования Вооруженных Сил Российской Федерации, М.: Сб. трудов ГВКГ им. Бурденко. - 2004. - С. 146-152.

2. Владимирский Б.М., Колкутин В.В., Крымова Т.Г., Самарин А.И. Определение корреляционных связей при статистических иссле-

дованиях результатов анализа концентраций 16 химических элементов, содержащихся в костной ткани человека // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики / под ред. В.П. Новоселова, Б.А. Саркисяна, В.Э. Янковского, Новосибирск: «Межрегиональная ассоциация «Судебные медики Сибири». - 2005. - Вып. 10. - С. 195-199.

3. Владимирский Б.М., Колкутин В.В., Крымова Т.Г., Самарин А.И, Шепелев И.Е. Диагностика роста в судебно-медицинской экспер-

тизе // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики / под ред. В.П. Новоселова, Б.А. Саркисяна, В.Э. Янковского, Новосибирск: «Межрегиональная ассоциация «Судебные медики Сибири». - 2005. - Вып.10. - С. 204-209.

4. Горшков А.Н., Ковалев А.В., Корсаков А.Л., Мордасов В.Ф. Алгоритмизация исследований при экспертизе идентификации лич-

ности.//Актуальные вопросы идентификации личности (Материалы научно-практической конференции 17 декабря 1998), СПб.: Изд-во «Спектрон». - 1999. - С. 59-60.

5. Исследование возможности создания автоматизированной экспертной диагностической системы установления этно-территори-

альной принадлежности и отождествления личности на основе результатов анализа элементного состава костной ткани / Крымова Т.Г., Добровольская М.В., Беняев Н.Е., Макеев Е.В., Колкутин В.В. и др. // Отчет по НИР, шифр «Тождество», М.: ВНИИИМТ МЗ РФ. - 2004. - № НТК/2/4. - этап 2.4. - Т. 1. - 150 с.

6. Исследование возможности создания автоматизированной экспертной диагностической системы установления этно-террито-риальной принадлежности и отождествления личности на основе результатов анализа элементного состава костной ткани /

Парные объекты идентификации выявлены

Идентификация

Парные объекты не определены

I

Данные для целенаправленного поиска сравнительного материала

Крымова, Самарин А.И., Владимирский Б.М., Беняев Н.Е., Макеев Е.В., Колкутин В.В. и др. // Отчет по НИР, шифр «Тождество», М.:ВНИИИМТМЗ РФ. - 2004. - № НТК/2/4. - этап 2.4. - Т. 3. - 87 с.

7. Исследование возможности создания автоматизированной экспертной диагностической системы установления этно-террито-риальной принадлежности и отождествления личности на основе результатов анализа элементного состава костной ткани / Беняев Н.Е., Макеев Е.В., Абрамов С.С., Звягин В.Н., Колкутин В.В., Крымова Т. Г. и др. // Отчет по НИР, шифр «Тождество», М.: ВНИИИМТ МЗ РФ. - 2004. - № НТК/2/4. - этап 3. - Т. 2 - 142 с.

8. Колкутин В.В., Беняев Н.Е., Макеев Е.В., Леонов Б.И., Крымова Т.Г., Медведь Л.Н., Юрасов В.В. Безэталонная лазерная масс-

спектрометрия - новый метод элементного анализа костной ткани при решении идентификационных задач// Судебно-медицинская экспертиза. - № 5. - 2004. - С. 5.

9. Крымова Т.Г., Колкутин В.В., Добровольская М.В. Диагностика природных условий проживания в зависимости от содержания

различных химических элементов в костной ткани человека // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики / под ред. В.П. Новоселова, Б.А. Саркисяна, В.Э. Янковского, Новосибирск: «Межрегиональная ассоциация «Судебные медики Сибири». - 2005. - Вып. 10. - С. 225-231.

10. Крымова Т.Г., Колкутин В.В. О возможности идентификации индивида путем выявления его отдельных заболеваний на основе результатов элементного анализа костной ткани // Военно-медицинский журнал. - № 2. - 2006. - С. 57.

© Г.В. Недугов, В.В. Недугова, 2007 УДК 340.64.311

Г.В. Недугов, В.В. Недугова ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛА ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ ОДНОМЕРНОЙ БИНОМИАЛЬНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ

Государственное учреждение здравоохранения «Самарское областное бюро судебно-медицинской экспертизы»

В статье охарактеризованы виды судебно-медицинской классификации биометрических данных и структура методов статистического анализа при разработке способов идентификации личности. Продемонстрированы недостатки методов идентификации пола, созданных с помощью одномерного дискриминантного анализа. Разработан альтернативный метод одномерной биномиальной классификации нормально распределенных биометрических данных. Проведен сравнительный анализ результатов идентификации пола, полученных с помощью традиционного и альтернативного методов классификации. Результаты рекомендуются для использования в судебно-антропологических исследованиях, посвященных разработке критериев идентификации половой принадлежности останков человека.

Ключевые слова: идентификация пола, биометрические данные, статистический анализ, одномерная биномиальная классификация.

THE IDENTIFICATION OF SEX WITH THE HELP OF UNIVARIATE BINOMIAL CLASSIFICATION METHOD

G.V. Nedugov, V.V. Nedugova Forms of medico-legal classification of biometric data and statistical technology in personal identification are characterized. Defects of univariate discriminant analysis in identification of sex are exhibits. Alternative univariate binomial classification method of normally distributed data is developed. The comparative analysis of univariate discriminant analysis and alternative univariate binomial classification method is transmitted. Results of research are recommended for practical use at realization of forensic medical anthropological investigations from creation of identifications sexual criteria.

Key words: identification of sex, biometric data, statistical analysis, univariate binomial classification.

В настоящее время для решения различных идентификационных задач в судебной медицине используется широкий спектр методов статистического анализа (рис. 1). При этом эффективность результатов экспертных исследований во многом определяется оптимальным выбором методов математико-статистической обработки биометрических данных. Для определения половой принадлежности идентифицируемых объектов (ИО) наиболее часто предлагаются возможности одномерной биномиальной классификации, которая позволяет разграничивать половую принадлежность ИО к одной из двух взаимоисключающих групп по какому-либо одному признаку, детерминированному полом человека. Несмотря на разнообразие ИО, математическая модель применяющихся в судебной медицине методов отождествления пола, основанных на одномерной биномиальной классификации, является единой и известна под термином «одномерный дискриминантный анализ» (ОДА) [4, 6]. Алгоритм ОДА включает вычисление точечных оценок параметров распределения изучаемого показателя, на основе которых определяются категории размеров ИО для лиц мужского и женского пола. Полученные категории размеров служат основой интервальной шкалы отождествления половой принадлежности ИО [3-7].

Недостатками ОДА, рассматривающегося в настоящее время в качестве стандарта судебно-антропологического исследования, являются отсутствие возможности формулирования количественных вероятностных выводов о половой принадлежности ИО и использование при определении категорий изменчивости биометрического показателя вместо истинных параметров его распределения их точечных оценок, полученных при исследовании ограниченных выборок зачастую небольшого объема. При этом обязательны смещения рассчитанных категорий изменчивости от их истинных значений [2]. В этой связи при практическом использовании результатов ОДА большая (15-20%) вероятность ошибочной классификации существует даже в случаях достоверного экспертного определения пола. Поэтому авторы методов идентификации пола разделяют имеющиеся в их распоряжении биометрические данные на обучающую группу и группу верификации [6]. При этом для разработки интервальной шкалы диагностики пола используются только данные обучающей группы, а группа верификации служит лишь для определения точности классификации. Данный подход дает ориентировочное (поскольку доверительные интервалы не вычисляются) представление о доле случаев ошибочной классификации пола. Однако это достигается