Детерминирующих давность механической травмы
| Вид материала | Документы |
- Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волго-Вятская, 39.82kb.
- Специальная обувь, 297.46kb.
- Стандарт скорой медицинской помощи пострадавшим с сочетанной травмой, 674.91kb.
- Задачи занятия Врезультате освоения теоретической части занятия студент должен знать, 691.73kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 02. 07 «Технология, 256.06kb.
- Т. А. Дуюн моделирование тепловых деформаций с целью обеспечения точности механической, 116.36kb.
- 05. 02. 07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки, 24.16kb.
- Травматизм, 91.15kb.
- Передача травмы Автор: Людмила Петрановская, 302.7kb.
- Устройство механической очистки труб теплообменных аппаратов, 19.73kb.
На правах рукописи
УДК 340.624-07(043.3)
ХАЛИКОВ
АЙРАТ АНВАРОВИЧ
ДИАГНОСТИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ,
ДЕТЕРМИНИРУЮЩИХ ДАВНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАВМЫ
14.03.05 «Судебная медицина»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора медицинских наук
Москва
2010
Работа выполнена на кафедре судебной медицины ГОУ ВОП «Ижевская государственная медицинская академия» Росздрава
| Научные консультанты: | доктор медицинских наук, профессор Витер Владислав Иванович доктор медицинских наук, профессор Еникеев Дамир Ахметович |
| Официальные оппоненты: | доктор медицинских наук, профессор Звягин Виктор Николаевич доктор медицинских наук, профессор Сундуков Дмитрий Вадимович доктор медицинских наук, профессор Корсаков Сергей Александрович |
| Ведущая организация: | ГОУ ВПО “Российская медицинская академия последипломного образования” Росздрава |
Защита состоится “___” _________ 2010 года в _____часов на заседании диссертационного совета ДМ 208.041.04 при ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава" по адресу: г. Москва 127006, Долгоруковская д. 4 (помещение кафедры истории медицины).
Почтовый адрес: 127473, г. Москва, ул. Делегатская, д. 20/1.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава" по адресу 127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а.
Автореферат разослан «____» _________________ 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
к.м.н., доцент Т.Ю. Хохлова
Введение
Проблема определения давности и прижизненности телесных повреждений, несмотря на многочисленность научных изысканий, проводимых в последние годы в указанном направлении, по-прежнему не получила своего исчерпывающего решения, в связи с чем продолжает оставаться актуальной.
Так, характеризуя наиболее перспективные научные проблемы судебно-медицинской науки, Д.В. Богомолов (2006) отметил безусловную актуальность данного направления, которое, по мнению экспертов ФГУ «Российского центра судебно-медицинской экспертизы Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», является приоритетным с точки зрения важности его для практической экспертной деятельности. При этом, по мнению автора, главным в указанной проблеме, является поиск новых подходов и методов исследования, которые позволили бы существенно повысить точность и конкретность определения времени травмы.
Безусловно, визуальное (макро- и микроскопическое) исследование морфологических изменений в тканях при их повреждении, являющееся основным способом диагностики давности травмы, не потеряло своей значимости и поныне. Тем не менее, необходимо отметить, что точность такового исследования, к сожалению, весьма не велика, а получаемые результаты не всегда конкретны (Акопов В.И., 1978). Между тем, развитие биофизических методов диагностики, являющихся прямым следствием внедрения в медицину современных технологий, способно, на наш взгляд, повысить точность диагностики времени травмы.
Биофизические методики оперируют количественными характеристиками изучаемых процессов, т.е., описывают их численно, в том числе и в динамике, являясь, таким образом, абсолютно объективными способами регистрации изменений, произошедших в биологическом объекте под влиянием факторов внешней среды.
При этом возможно рассмотрение организма как целостной системы, что требует учета многофакторных зависимостей, выяснение которых, 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 прижизненность и давность травмы.
Исходя из вышеизложенного, были разработаны цель и задачи исследования.
Цель исследования:
Цель работы заключается в повышении точности диагностики давности механической травмы на трупе, путем анализа комплекса биофизических характеристик биологической ткани, регистрируемых количественными методами исследования с учетом многофакторных зависимостей.
Задачи исследования:
Достижение поставленной цели заключается в решении следующих задач:
1. Разработать оригинальную методику исследования биофизических параметров поврежденных тканей трупов, для характеристики динамики репаративных процессов различной локализации.
2. Исследовать особенности некоторых патофизиологических механизмов, детерминирующих биофизические параметры поврежденных тканей человека в динамике посттравматического периода.
3. Разработать математические модели динамики биофизических параметров тканей области кровоподтека, в том числе с конкретизацией степени комплекса многофакторных влияний на динамику репаративного процесса.
4. Создать математические критерии диагностического процесса установления давности механических повреждений с учетом многофакторности взаимодействий ряда биофизических параметров.
5. Выработать практические рекомендации по внедрению и эксплуатации разработанной системы определения давности травмы.
Научная новизна
Научная новизна работы состоит в том, что в результате проведенных исследований с позиций адаптивного подхода изучены биофизические особенности биологических процессов, сопровождающих восстановление биологических тканей после их повреждения с учетом многофакторных влияний эндо- и экзогенного характера.
При этом раскрыты физические особенности процессов, обусловливающих изменения, выявляемые экспериментально, что сопровождалось разработкой объективных математических зависимостей с возможностью оценки давности процессов при механической травме.
Практическая значимость
Практическая значимость исследования заключается в разработке системы комплексной диагностики давности кровоподтеков на трупе биофизическими методами с учетом многофакторных воздействий, что в рамках адаптивного подхода позволяет конкретизировать время их причинения объективным способом.
Положения, выносимые на защиту
1. Общее электрическое сопротивление биологической ткани определяется комплексом взаимовлияний резистивного (омического) сопротивления тканевой жидкости и емкостного сопротивления клеточных мембран, обусловливающего частотную зависимость импеданса;
При этом электрические сопротивления вне- и внутриклеточных жидкостей равны по своей абсолютной величине, не изменяясь в ответ на внешнее травматическое воздействие;
2. Изменения общего электрического сопротивления биологической ткани в ответ на ее повреждение обусловлены значением емкостного сопротивления клеточных мембран, установив величину которого, представляется возможным на макроуровне оценить степень повреждения микроструктур;
3. Абсолютная величина емкостного сопротивления, меняясь в широком диапазоне, оказывает сравнительно малое влияние на общий импеданс биологической ткани, что объясняется «скрадывающим» эффектом влияния тканевых жидкостей;
4. Восстановление значений емкостного сопротивления поврежденного участка биологической ткани и величины коэффициента ее теплопроводности в динамике посттравматического периода выражается экспоненциальной зависимостью, что является общим законом, характеризующим процессы, затухающие во времени;
5. Комплексная оценка изменений физического состояния биологической ткани, осуществляемая с позиций учета их многофакторных зависимостей, позволяет осуществлять математический расчет давности травмы с высокой точностью, подтверждая экспертное мнение объективными результатами количественных исследований.
Апробация диссертации
Результаты исследования докладывались и обсуждались на совместных заседаниях кафедры судебной медицины ГОУ ВПО «ИГМА Росздрава» и Республиканского общества судебных медиков Удмуртии (Ижевск, 2002, 2003), кафедры судебной медицины ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» (Уфа, 2004, 2005), конференции, посвященной 75-илетию Российского центра судебно-медицинской экспертизы (Москва, 2006).
Реализация результатов исследования
Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры судебной медицины ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава», кафедры криминалистики Ижевского филиала ГОУ ВПО «Нижегородская академия» МВД РФ, в практическую деятельность ГУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы» Удмуртской республики, ОГУЗ «Челябинское областное бюро судебно-медицинской экспертизы», о чем имеются акты внедрения.
Личное участие автора
Весь материал, представленный в работе, получен, проанализирован, обработан лично автором.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 24 научных работы. Из них 10 статей в журналах, рекомендованных ВАК России, 2 статьи в материалах Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Изданы 3 монографии, получены 3 патента на изобретение.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 215 листах, с приложением на 32 листах. Состоит из введения, обзора литературы, главы о материале и методах исследования, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 264 источника, в том числе 33 зарубежных и приложения. Диссертация содержит 51 рисунок и 25 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материал, методы и этапы исследования
Работа выполнена на практическом судебно-медицинском материале с применением комплекса общепринятых и специальных методов исследования по оригинальной методике. Приведены данные исследования 174 трупов, проходивших исследование в Государственном учреждении здравоохранения «Бюро судебно-медицинской экспертизы» МЗ Удмуртской республики г. Ижевска (ГУЗ Бюро СМЭ МЗ УР) и г. Уфа (Башкортостан) за период 2000-2006 гг.
В настоящей работе использовались различные методы исследования, аппаратно основанные на двух оригинальных разработках - измерение электрического сопротивления биологической ткани и коэффициента ее теплопроводности. Описание методов представлено ниже в порядке их использования в экспериментах.
1. Измерение электрического сопротивления
В качестве измерителя электрического сопротивления биологической ткани использован оригинальный прибор, в состав которого входят измерительный мост, блок синусоидального генератора, блок указателя равновесия моста, игольчатый датчик погружного типа, мультиметр DT-830. Прибор рассчитан на измерение сопротивления биологической ткани переменным напряжением различной частоты (Рис. 1).
Центральной частью используемого измерительного прибора является так называемый «мост Уитстона» (Юинг Г.В., 1963), относящийся к классу измерительных мостов на переменном токе.
 |  |
Рис. 1. Внешний вид прибора и мультиметра DT-830.
Особенностью примененной схемотехнической разработки является значительный диапазон частот тока исследования (10...106Гц) при низких значениях коэффициента гармоник и неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). При этом с целью минимизации возможности ионизации жидкой части измеряемой биологической ткани, напряжение генератора стабилизировано на уровне 1 В.
Измерения электрического сопротивления производились на пяти дискретных частотах 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц.
Поскольку величина сопротивления биологической ткани во многом определяется частотой переменного тока, используемого для измерения (Слынько П.П., 1972; Андреев В.С., 1973), использование токов различных частот позволяет более точно оценить вклад каждой из ее компонентов 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. Измерение теплопроводности кожи
Для определения теплопроводности исследуемых образцов применялась специально разработанная совместно с кафедрой вычислительной техники ИжГТУ (Благодатских А.В., 1999) установка, использующая метод плоского слоя, с целью создания стационарного теплового потока, перпендикулярно плоскости образца (рис. 2).
Конструктивно установка представляет собой последовательно вертикально расположенные элементы нагреватель, датчик и холодильник.
Количество замеров коэффициента теплопроводности на один эксперимент составляло от 45 до 400 с интервалом в 0,5 минуты. Всего произведено более 24000 замеров.
3. Измерение электрического сопротивления тканевых жидкостей и плазмы крови
Объекты измельчались хирургическими ножницами и тщательно истирались в фарфоровой чашечке до получения однородной массы.
Полученная масса собиралась в стандартную стеклянную пробирку и подвергалась центрифугированию на центрифуге ОПн-8УХЛ в течение 50 мин на скорости 5000 об/мин.
Рис. 2. Установка для определения теплопроводности
Надосадочная жидкости в количестве около 1,0 мл собиралась в одноразовый пластиковый шприц объемом 2 мл. После контроля отсутствия в жидкости клеточных элементов и коллагеновых волокон ткани производилось трехкратное измерение электрического сопротивления на всех частотах тока исследования.
Всего было изучено 40 образцов жидкой крови от трупов 40 лиц различного пола и возраста. Проведено 360 измерений.
Анализ полученных результатов осуществлялся в соответствии с правилами принятыми для медицинской статистики (Елисеева И.И., Юзбашев М.М., 1996; Айвазян С.А., Мхитарян В.С., 1998):
В качестве платформы для проведения математической обработки полученных результатов использован персональный компьютер с процессором Celeron 1700 и операционной системой Windows 2000. В процессе формирования базы данных, статистической обработки данных и оформления полученных результатов использовались программа обработки электронных таблиц Microsoft Excel XP, текстовый редактор Microsoft Word XP, статистический пакет SPSS 13,0 for Windows.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализируя результаты проведенных ранее исследований, в том числе биофизическими способами, можно сделать вывод о том, что их не следует считать исчерпывающими, т. к. они показывают только общую картину изученных явлений и некоторые факторы, которые, влияя на абсолютную величину параметра, не рассматривались в контексте адаптивного, системного подхода к их изучению.
На первом этапе исследований, изучая сопротивление биологических тканей переменному току различной частоты, установлено, что импеданс области кровоподтека, достоверно отличается от неповрежденного участка (Рис. 3-4).
Рис. 3. Величина электрического сопротивления
области центральной части кровоподтека
Рис. 4. Величина электрического сопротивления
контрольного участка тела
Установлено, что среднее значение импеданса кожи находится на уровне 9,73 – 10,22 для зоны кровоподтека и 10,37 – 10,90 для контрольного участка. Ошибка среднего арифметического (m) во всех случаях составляла не более 0,08, что косвенно свидетельствует о высокой точности проведения измерений.
Факт изменения электропроводящих свойств кожи в ответ на повреждение, не сопровождающееся внешним нарушением ее целостности (формирование кровоподтека), подтверждено нами проведением парного межгруппового анализа с использование критерия Стьюдента.
Таблица 1
Вычисленные значения коэффициента Стьюдента в соотношении
с его критической величиной при сравнении средних значений
импеданса повреждения и группы контроля (Р≥95)
| | 100,0 | 1кГц | 10кГц | 100кГц |
| Коэфф. Стьюдента | 6,495 | 6,455 | 6,328 | 6,157 |
| Кол-во степеней свободы | 362 | 362 | 362 | 362 |
| Критическое значение t | 1,960 | 1,960 | 1,960 | 1,960 |
На современном этапе развития физико-математических способов описания выявляемых на биологическом объекте изменений одним из наиболее жестких требований является точное соответствие предлагаемого исследователями математического выражения конкретным условиям проведения измерения, либо индивидуальным особенностям данного анализируемого объекта, что возможно только в рамках, так называемого, «адаптивного подхода» (Швед Е.Ф., 2006).
Применительно к настоящей работе следование принципам адаптивного подхода заключалось в неукоснительном соблюдении нескольких условий:
исследование в качестве «контрольных» участков зон неповрежденной кожи (без кровоподтека) того же трупа, на котором производилось измерение импеданса повреждения;
исследование дифференциального показателя диагностического процесса, как разницы между величиной импеданса поврежденного и неповрежденного участков соответственно:
(1)где
- дифференциальное сопротивление; 
- эл. сопротивление повреждения; 
- эл. сопротивление симметричного участка.При этом отказ от абсолютных значений исследуемых параметров, замена их дифференциальными, позволяет не учитывать некоторые индивидуальные особенности изучаемых объектов, а сосредоточиться исключительно на динамике диагностического процесса.
Рассматривая последнюю, нами установлена четкая стадийность импеданса тканей области кровоподтека (Рис. 5), что подтвердило наше мнение о принципиальной возможности использования анализируемого параметра в качестве диагностического критерия давности травмы.
Рис. 5. Стадийность динамики дифференциального
электрического сопротивления кожи в зависимости
от давности травмы
При этом, как было установлено в ходе статистического исследования, динамика импеданса кровоподтека не зависит от пола и возраста пострадавшего (Таблица 2, Рис. 6).
Таблица 2
Вычисленные значения коэффициента Стьюдента
в соотношении с его критической величиной при Р≥95
при сравнении «мужской» и «женской» выборок
| | <24 | 24-48 | 48-120 | >120 |
| Коэфф. Стьюдента | 1,474 | 0,392 | 1,472 | 0,811 |
| Кол-во степеней свободы | 50 | 74 | 12 | 38 |
| Критическое значение t | 2,009 | 1,993 | 2,179 | 2,024 |