CC BY
51
В отличие от аналитической по методу регулярно- ративной, так и численной, позволяющей получить
го режима [12] методика измерения ДНС на основе ре- уточненный результат особенно в нестационарных ус-
шения краевой задачи теплопроводности требует толь- ловиях пребывания трупа.
ко однократного измерения температуры трупа в мо- Изложенные в работе данные, по нашему мнению,
мент его обнаружения. Однако для расчета ДНС необ- дают достаточно четкие представления о методичес-
ходимкомпьютер,поэтомуэтаметодиканеможетбыть ких подходах и принципах оценки результатов для
отнесена к оперативной, если не используются порта- получения искомых критериев давности наступления
тивные средства вычислительной техники или опера- смерти в различных ситуациях. Они верны, в том чис-
тивная телефонная или радиосвязь группы, произво- ле, при изучении объектов имеющих и различную массу,
дящей осмотр места происшествия, с бюро судебно- поскольку получаемые количественные данные не
медицинской экспертизы. Целесообразно одновремен- требуют новых качественно иных методических под-
ное использование аналитической методики, как опе- ходов, новых математических решений.
Литература:
1. Благодатских A.B., Корепанов Е.В., Куликов В.А. Погрешность разностной аппроксимации и описания граничных условий при тепловом моделировании трупов // Применение вычислительной техники в измерительных системах. Межвуз. сборник. — Ижевск: Экспертиза, 1997. — С. 41-47.
2. Благодатских A.B., Корепанов Е.В., Куликов В.А. Моделирование постмортальной динамики изменения температуры тела // Ученые ИжГТУ — производству. Тезисы докл. XXX научно-техн. конф. (Ижевск, 2-6 апр. 1996 г.). — Ижевск: Изд-воИжГТУ, 1997.
3. Благодатских A.B., Корепанов Е.В., Куликов В.А. Экспериментальное исследование конвективной теплоотдачи объекта СМЭ // Современные вопросы суд. медицины и эксперт. практики. — Ижевск: Экспертиза, 1998. — Вып. X. — С. 109-112.
4. Благодатских А.В., Корепанов Е.В., Куликов В.А. Экспериментальное исследование теплофизических и конвективных характеристик объектов СМЭ // Проблемы энергоресурсосбережения и охраны окр. среды. Материалы региональной науч.-техн. конф-ии. — Ижевск: ИжГТУ, 1998.
5. Богословский В.Н. Строительная теплофизика: Учебное пособие для вузов.- М.: Высш. Школа,1982.- 415с.
6. Витер В.И., Куликов В.А. Вопросы методологии в решении проблемы определения давности наступления смерти // Судебно-медицинская экспертиза. — 1999, №3. — С. 3-6.
7. Делль Р.А., Афанасьева Р.Ф., Чубарова З.С. Гигиена одежды: Учеб. пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Легпромбытиздат, 1991. — 160 с.
8. Джонсон Н, Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Пер. с англ. — М.: Мир, 1981. — 520 с.
9. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. — М.: Радио и связь, 1990. — 312 с.
10.ИсаченкоВ.П., ОсиповаВ.А, СукомелА.С. Теплопередача. — М.:Энергоатомиздат, 1981. — 417с.
11. Калиткин Н.Н. Численные методы / Под ред. A.A. Самарского. — М.: Наука, 1978. — 512 с.
12. Куликов В.А. Практическая методика измерения ДНС по методу регулярного теплового режима // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. — Ижевск: Экспертиза, 1998. — Вып. X. — С.115-120.
13. Новиков П.И. Определение оптимальной зоны измерения температуры тела трупа для установления давности смерти // Судебно-медицинская экспертиза. — 1986. — № 1. — С. 11-14.
14. Синельников Р.Д. Атлас анатомии человека. — М.: Медицина, 1973. — Т. 2.
© О.В.Щепочкин, 2001 УДК 340.624.6:612.56
О.В. Щепочкин
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВНОСТИ НАСТУПЛЕНИЯ СМЕРТИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ КРАНИОЭНЦЕФАЛЬНОЙ ТЕРМОМЕТРИИ Кафедра судебной медицины (зав. — проф. В.И. Витер) Ижевской государственной медицинской академии
Представлены результаты исследования головного мозга в качестве новой диагностической зоны при проведении посмертной термометрии для целей определением давности наступления смерти и обоснование интервалов применимости методов краниоэнцефальной, печеночной и ректальной термометрий.
Ключевые слова: давность наступления смерти, термометрия головного мозга
DEFINITION OF DEATH ROMOTENESS ACCORDING TO THE CRANIOENCEPHAL THERMOMETRY RESULTS O.V. Shchepochkin
The results of brain investigation as anew diagnostic zone in the cases of postmortal thermometry installation for the purposes of death romoteness definition and substantiation of cranioencephal, hepar and rectal thermometry methods usage are presented.
Key words: definition of death romoteness, encephal termometry
В настоящее время в судебной медицине к числу смертная термометрия, которую отличает объектив-
наиболее распространенных методов определения дав- ность, поскольку измеряемая температура без какой-
ности наступления смерти (ДНС), наряду с оценкой либо дополнительной формализации может быть ис-
трупного окоченения и трупных пятен, относится по- пользована при проведении количественного анализа.
В качестве диагностических зон при этом традиционно используются прямая кишка и ткань печени. Ректальная термометрия отличается простотой и неинвазивно-стью, выбор же печени обусловлен ее значительными размерами и высокой гомогенностью, в сравнении с другими органов. На сегодняшний день, однако, попытки математического моделирования результатов посмертной термометрии не привели к желаемым результатам. Низкая точность моделей при этом объясняется наличием значительного количества разнообразных не учитываемых должным образом факторов, влияющих на исследуемый процесс. В ряде работ также указывается на необходимость выбора адекватной диагностической зоны для проведения термометрии [7].
Анализируя тело человека с теплотехнических позиций, мы предположили, что голова может оказаться анатомической областью, наиболее выгодной для термометрии, производить которую можно в головном мозге. Данное предположение основано на том, что: голова имеет сходство с правильной геометрической фигурой — шаром; голова состоит из меньшего количества незначительных по объему и достаточно равномерно распределенных слоев, где головной мозг занимает всю полость мозгового черепа; с теплофизических позиций головной мозг представляет собой в высокой степени однородную структуру. Учет этихобсто-ятельств должен позволить снизить изначальную величину погрешности, обусловленную сложностью строения человеческого тела, а также уменьшением длительности нерегулярного теплового режима, обусловленным быстрым наступлением биологической смерти головного мозга.
сталлируемое на персональный компьютер. Было проведено более 14000 измерений температуры головного мозга, печени, прямой кишки и окружающей среды с интервалом между измерениями в 10 минут. По результатам термометрии была рассчитана дифференциальная температура [8, 9], графически представленная на рис. 1. По полученным температурным рядам были построены экспоненциальные тренды, описываемые соответствующими уравнениями регрессии [2].
Используя коэффициент а из уравнения регрессии экспоненциального чренлау=Теах, характеризующий наклон тренда, и соответственно темп посмертного охлаждения трупа, была рассчитана постоянная времени экспоненты регулярной стадии охлаждения — т для головного мозга, печени и прямой кишки
\=1/а*1/Ь
где Ь — шаг измерения в минутах (Ь=60/с, где с — интервал между измерениями в минутах).
Вычисленные средние значения т представлены на рис. 2.
При сравнении между собой коэффициента т для указанных диагностических зон по Р-критерию, установлено, что они принадлежат к различным генеральным совокупностям, что уже можно расценивать, как подтверждение нашего предположения о возможности использования головы, как самостоятельной диагностической зоны.
Сравнение т в различных группах, сформированных по нозологическому принципу, показал, что между ними не существует статистически значимых различий, все они принадлежат одной генеральной совокупности, что
о.
>.
н
<
о.
ш
л
с
<
ш
о.
ш
В
В
ДАВНОСТЬ НАСТУПЛ ЕНИЯ СМ ЕРТИ
Рис. 1. Динамика посмертной температуры при исследовании головного мозга, печени, прямой кишки с соответствующим экспоненциальным трендом и уравнением регрессии.
Нами производилась краниоэнцефальная, печеночная и ректальная термометрия у 65 трупов с известной давностью наступления смерти. Для термометрии использовался программно-аппаратный комплекс, включающий в себя мультиканальный электронный термометр УКТ-38 (ПО «ОВЕН», г. Москва), оригинальное программное обеспечение, ин-
не дает оснований рассматривать выражение причины смерти в виде формализованного диагноза как фактор, влияющий на посмертное охлаждение. Это подтверждает необходимость использования танато-генетического подхода для формирования исследовательских групп при решении вопросов, связанных с ДНС [4].
25
20
15
10
0
Головной мозг Печень Прямая кишка
Рис. 2. Средние значения тдля динамики посмертного охлаждения головного мозга, прямой кишки и печени.
При анализе по критерию Пирсона было установлено, что динамика посмертного охлаждения в исследуемых диагностических зонах не зависит от пола и возраста умершего. Исключение составила термометрия прямой кишки, для которой определена зависимость термической постоянной от пола. Была выявлена зависимость посмертного охлаждения от типа питания во всех исследуемых группах, при этом наибольшей сила связи была для ректальной температуры и минимальной для кра-нио-энцефальной. Также определена слабая незначительная зависимость тдля термометрии головного мозга от концентрации алкоголя в крови.
Используя тепловую модель с сосредоточенными параметрами для двухслойной структуры предложенную В.А. Куликовым [3, 6], по которой получен закон изменения текущей (посмертной) температуры тела ТТ (1) при известной зависимости температуры поверхностного слоя ТП (1), являющегося более общим решением формулы С. Henssge [3,13,14] тепловой задачи для двухслойного объекта, по средним значениям термических постоянных времени регулярной стадии охлаждения термометрии головного мозга, печени и прямой кишки выведены соответствующие уравнения текущей температуры тела для средних стационарных условий остывания до 0°С:
т т
Тт(т) = (Тто - Тс)е г1 + (Тп0 - Тс)——— е ^1 т
еИ
Для прижизненной температуры головного мозга 36,7°С [1]; Тс = 0°С; средней постоянной времени регулярной стадии остывания головного мозга т1=7,62; Г2=т/12=0,64
ТТ(ГМ ) = 40,07е
т
7,62
-3,37 е
т
0,64
Для прижизненной температуры печени 37,5°С [2,6], Т = 22, т=22/12=1,83
ТТ (П) = 40,9е 22 - 3,4е
т
І83
Для прижизненной температуры прямой кишки 37°С [3,10,11], Т = 16,72, Т2 = 16,72/12 = 1,39
Т1 - т2
-(ТП0 -ТС)-
Т1 - т2
+ ТС
где ТТ0 — внутренняя (прижизненная) температура тела, Тпд — температура внешнего слоя (поверхности тела), Тс — температура среды, т-время (ДНС), Т1 — постоянная времени экспоненты регулярной стадии остывания, т2 -постоянная времени нерегулярной стадии остывания. Параметр т2 рекомендуется принимать зависимым от т1впропорции 1/10...1/15 [3,8,12], для более общего решения взято усредненное значение т как 1/12.
ТТ(ПК) = 40,36е 16,72 - 3,36е 139
Поскольку вопрос о посмертных тепловыделениях не решен, следует принять, что внутри тела после смерти тепло не выделяется. В этом случае процесс охлаждения будет определяться запасенным количеством тепла, теплофизическими параметрами внутренних органов и тканей тела, а также параметрами внешнего теплообмена. Температура внешнего слоя Тпд принята равной внутренней температуре ТТд, что наиболее предпочтительно для головного мозга, т.к. данный орган окружен наименьшей прослойкой, включающей мозговые оболочки, кости черепа, мышцы, кожу и волосы, теплопроводность которой практически может не учитываться в отличие от подкожно-жировой клетчатки туловища, в виду их толщины и коэффициента теплопроводности.
В полученные уравнения последовательно введены значения времени от 0 до 48 часов, по результатам были построены графики зависимости посмертной температуры тела от ДНС для средних стационарных условий остывания тела (рис. 3).
Определено, что процесс посмертного охлаждения головного мозга, также как и других общеизвестных диагностических зон протекает по экспоненциально-
5
Г
I
I
Давность наступления смерти
Рис. 3. Динамика посмертной температуры головного мозга, печени, прямой кишки в посмертном периоде.
му типу, подчиняясь основным законам теплотехники. При этом охлаждение головного мозга начинается и заканчивается быстрее печени и прямой кишки, обуславливая большую крутизну экспоненты на исследуемом временном интервале.
Учитывая разрешающую способность используемого электронного термометра равную 0,1 °С, температуру окружающей среды равную 20 °С, по соответствующей формуле рассчитана зависимость погрешности ДНС (Ат) от времени (т) с последующим построением графика (рис. 4)
Ат -
-АТТ
где, АТТ — погрешность прибора, А — производная расчетной температуры тела Тт (т)
метода для измерений в головном мозге составляет от 2 до 13 часов, в печени от 5 до 17, в прямой кишке от 5 до 16 часов.
Таким образом, для каждой диагностической зоны существует свой диапазон оптимальной применимости метода, зависящий от температуры окружающей среды, погрешности прибора, ряда эндо- и экзогенных факторов и желаемой заданной исследователем величины погрешности определения ДНС. Согласно расчетным данным ткань головного мозга можно использовать в качестве диагностической зоны и производство кранио-энцефальной термометрии является наиболее целесообразным при малой ДНС, т.к. диапазон нерегулярного теплового периода в головном мозге является более коротким — до 2 часов.
с1Т (т) Т dт
10
Время
15 20
25
30
о
X
ч
л
Б
о
X
э
е
р
о
с
Рис. 4. Зависимость погрешности ДНС от времени (ДНС) для температуры окружающей среды 20 °С.
Согласно графику увеличение погрешности в начале посмертного периода обусловлено нерегулярным режимом охлаждения, при котором отсутствует экспоненциальная зависимости температуры от времени. Для желаемой погрешности определения ДНС, равной
0,5 часа, диапазон применимости термометрического
Поскольку уравнение посмертной (текущей) температуры тела не имеет аналитического решения относительно текущего времени и требует для своей численной реализации современных компьютерных методик, основанных на ряде последовательных итераций [3,9,11],разработан алгоритм определения ДНС, предназначенный
А
0
5
для ее расчета с использованием персональных компью- термической постоянной времени экспоненты регуляр-
теров. Создана компьютерная программа «CranioTemp», ного периода охлаждения головного мозга с последующим
позволяющая по ряду замеров значений температуры расчетом ДНС цифровым и графическим методами с
трупа и окружающей среды производить определение указанием максимальной погрешности расчета.
Литература:
1. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика: Учебник для вузов. — СПб.: Политехника, 2000. — 463 с.
2. Вавилов А.Ю., Рамишвили А.Д. Об экспоненциальном характере динамики температуры в регулярном периоде охлаждения трупа // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. — Ижевск: экспертиза, 1998. — Вып. 10. — С. 112-115.
3. Витер В.И., Куликов В.А., Корепанов Е.В. Оценка погрешности измерения ДНС по методу регулярного теплового режима// Российские морфологические ведомости. — М. 1998, — № 3 (4). — С. 99-103.
4. Витер В.И., Рамишвили А.Д., Щепочкин О.В. Формирование исследовательских групп при изучении проблемы давности наступления смерти // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. — Ижевск: экспертиза, 1998. — Вып. 10. — С. 103-105.
5. Кильдюшов Е.И., Буромский И.В. Использование поправочных коэффициентов при установлении давности наступления смерти на месте обнаружения трупа с помощью номограмм С. Henssge // Суд.—мед. экспертиза. —1997. — № 4. — С. 4-7.
6. Куликов В.А. Практическая методика измерения ДНС по методу регулярного теплового режима // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. — Ижевск: Экспертиза. — 1998, Вып. X— С.115-120.
7. Новиков П.И. Определение оптимальной зоны измерения температуры тела трупа для установления давности наступления смерти // Суд.-мед. экспертиза. — 1986. — № 1. — С.11-14.
8. Новиков П.И., Попов В.Г. Адаптивные системы в диагностике давности смерти // Суд.-мед. экспертиза. — 1983. — № 3. — С.6-9.
9. Новиков П.И., КарауловскийА.Н., Власов А.Ю. Установление давности смерти и времени перемещения трупа способом моделирования процесса изменения температуры на аналоговых вычислительных машинах // Суд.-мед. экспертиза. — 1988. —№3. — С. 8-11.
10. Рамишвили А.Д. Дисс. канд. мед. наук. — М., 1997.
11. Швед Е.Ф., Новиков П.И., Власов А.Ю. Реализация на микро-ЭВМ адаптивного способа моделирования процесса измерения температуры трупа // Суд.-мед. экспертиза. — 1989. — №1. — С. 4-6.
12. Швед Е.Ф., Новиков П.И. Применение математической модели процесса изменения температура трупа в диагностике давности смерти при переменных условиях внешней среды // Суд.-мед. экспертиза. — 1991. — № 2. — С. 5-7.
13. Henssge C. Die Prezission von Todeszeitschatzungen durch die mathematische Beschraibung der rektalen Leichenabkiihlung // Z.Rechtsmed. — 1979. — Bd. 83. — № 1. — S.49-67.
14. Henssge C., Brinkmann B. // Arch. Kriminol. — 1984. — Bd. 174. — № 3-4. — S. 96-112.
