В последнее время фотограмметрические (ФМ) технологии, направленные на тщательное измерение формы и размеров повреждений на объектах судебно-медицинских (медико-криминалистических) исследований, получают все большее развитие и популярность, особенно за рубежом [1—3]. ФМ-методы отличают высокая детализация проводимых измерений и точная фиксация исследуемых параметров.

Наглядным примером удачной апробации и последующего широкого внедрения методологии ФМ-исследований в судебно-медицинской практике служит многолетний опыт междисциплинарного сотрудничества специалистов института судебной медицины Бернского университета, экспертов научной судебной службы и сотрудников криминальной полиции Цюриха (Швейцария) [4—6].

Впервые в статье, опубликованной в 2003 г. в журнале «Forensic Science International», швейцарские авторы W. Bruschweiler, M. Braun, R. Dirnhofer и M. Thali [7] последовательно изложили методику использования ФМ-методов в создании трехмерных (3D) моделей повреждения и предполагаемого травмирующего орудия для демонстрации процесса его идентификации^​2​᠎. Авторы публикации отметили, что на смоделированных виртуальных 3D объектах в реальном масштабе могут быть реконструированы (воссозданы) любые элементы взаимодействия исследуемых объектов, например травмирующего предмета (инструмента) и конкретной анатомической области пострадавшего человека, позволяя рассмотреть необходимые детали «в виртуальном объеме»^​3​᠎и сопоставить их между собой с целью получения объективных подтверждений о факте взаимодействия.

В качестве примера в статье представлен случай из экспертной практики: пострадавшему были причинены повреждения, включающие множественные ранения головы резиновыми пулями. Формирование 3D модели любого объекта исследования предполагает создание серии цифровых фотографий (не менее 9 снимков), выполненных по правилам ФМ4 (рис. 1, а). Перед фотографированием объектов необходимо, чтобы на их поверхности, особенно вокруг повреждения и на некотором удалении от него, были размещены опорные точки (маркеры^​5​᠎) и масштабная линейка, играющая важную роль для вычисления базисного (контрольного) расстояния (см. рис. 1, б). Наличие нескольких опорных точек в пределах серии плоских (2D) изображений (цифровые фотографии) позволяет точно совместить все части объекта в компьютерной программе 3D/CAD, формируя единое объемное 3D изображение, и в последующем проводить необходимые ФМ-измерения и вращения объекта (объектов) «в объеме» виртуального пространства. В описанном случае авторы применяли цифровую 35 мм камеру Rollei 3003 metric (фирмы «RolleiMetric», Германия), оснащенную различными объективами с фокусным расстоянием 2,8/60 мм. При создании серии фотографий использовали только один параметр фокусировки, который фиксировал (записывал) оператор и затем вводил в соответствующие настройки компьютерной программы. Таким образом, фокусировка (резкость) объекта при съемке осуществлялась только путем изменения расстояния между камерой (оператор) и объектом. Авторы статьи отмечают, что в отдельных случаях для более тщательного исследования сложных по форме объектов допускается использование макросъемки всего объекта либо его наиболее важных частей. Особенно важен вид повреждения с перпендикулярного ракурса, т. е. под прямым углом, при этом фокусные расстояния камеры и полученных с ее помощью изображений 1-й и 2-й серий могут быть неодинаковыми. Настройки фокуса должны быть обязательно учтены для последующего использования их в качестве важных математических величин. Исходя из данных, полученных системой RolleiMetricпо оценке множественных изображений, компьютерная программа 3D/CAD, многократно обрабатывая математические параметры всех «загруженных» в нее цифровых изображений, определяла в них с точностью до одной десятой миллиметра местоположение каждой точки в виртуальном 3D пространстве^​6​᠎ и затем позволяла формировать объемную модель объекта (объектов) (см. рис. 1, в, г). Авторы статьи отмечают, что чем выше плотность (количество) регистрируемых точек в исследуемом объекте, тем точнее они отображаются в его 3D модели.

Математически созданные геометрические модели отдельных объектов на заключительном этапе исследования позволяли сопоставить их между собой и при необходимости строить в 3D пространстве конфигурацию (см. рис. 1, д, е), отражающую возможность, либо, наоборот, недопустимость их контактного взаимодействия. Авторы считают, что классический способ «наложения объектов» друг на друга, традиционно используемый в судебной медицине (медицинской криминалистике), в ряде случаев ведет к визуальному «обкрадыванию» или сокрытию части области повреждения, находящейся на заднем плане, самим травмирующим предметом (в данном случае пулей), находящейся на переднем плане общего изображения (см. рис. 1, д). Это затруднение преодолено с помощью предложенной авторами методики судебной 3D/CAD Ф.М. Она позволяет принципиально по-новому «увидеть» и графически продемонстрировать условия взаимодействия (совпадение или различие по размерам, форме, углам) травмирующего предмета (в частности пули) с самим повреждением, но уже как бы изнутри, т. е. со стороны кожи травмируемой области (см. рис. 1, е). Наилучшим образом просматриваются рельефные структуры самого повреждения и инкриминируемого предмета (инструмент). Безусловно, что для такой процедуры наиболее подходят максимально увеличенные (макро-) изображения объектов, полученные с перпендикулярного ракурса (прямого угла). Окончательная оценка выявленных совпадений вне всякого сомнения принадлежит судебно-медицинским экспертам, которые в зависимости от сформулированных вопросов излагают результаты проведенных исследований, обосновывают полученные выводы и сопровождают их соответствующим иллюстративным материалом.

В заключение публикации авторы указывают, что успешное применение в экспертной практике методик судебной 3D/CAD ФМ зависит в первую очередь от опыта и квалификации персонала. По их мнению, часть работы может выполнить подготовленный фотограф (лаборант) под руководством опытного исследователя (эксперта). Использование программы 3D/CAD (или иных аналогов) следует предоставить специалистам-профессионалам либо специально обученному эксперту^​7​᠎. В большинстве случаев создание 3D моделей не требует большого количества времени, при этом особо подчеркивается, что данный метод позволяет, не прикасаясь к объектам, работать с их 3D моделями, сохраняя целостность самих оригиналов. Полученные результаты, включая подробные иллюстрации, доходчивы для восприятия немедицинскими специалистами (родственники, присяжные заседатели, адвокаты и др.), что имеет особо важное значение в судебных заседаниях. Совместимость с другими электронными приложениями, например с изображениями компьютерной томографии (КТ- и МРТ-исследования), создает большую перспективу совместного применения судебной 3D/CAD ФМ в традиционной судебной медицине.

Результаты, представленные авторским коллективом в опубликованной статье, получены после выполнения данными специалистами в течение ряда лет отдельных исследований, направленных на поиск и выработку оптимального алгоритма по использованию ФМ-методов в судебно-медицинской (медико-криминалистической) практике. В частности, в 2000 г. ими были опубликованы в том же журнале результаты применения судебной ФМ в расследовании несчастного случая, связанного с переездом легковым автомобилем тела девочки (рис. 2) [8]. По данным авторов, выполненное 3D/CAD ФМ-исследование продемонстрировало явное превосходство нового метода по сравнению с рутинным 2D методом «взаимного наложения» (одной фотографии на другую), с изображением травмирующего предмета и повреждения в сопоставимых друг с другом масштабах. В данном случае авторы использовали серии аналоговых фотографий объектов, полученных под различными углами. Затем фотографии отсканировали и обработали в системе оценки множественных изображений RolleiMetric. Далее полученные цифровые данные обрабатывали с использованием настроек и инструментов компьютерной программы 3D/CAD. При фотографировании авторы исследовали возможности использования точечной световой матрицы, проецируемой на один из объектов, и без нее. Полученные данные позволили достоверно установить конкретный травмирующий предмет (колесо автомобиля), а также условия данного ДТП и механизм переезда (почти в продольном направлении) относительно головы погибшего ребенка. Сложность экспертного исследования данного случая была обусловлена необходимостью сопоставления двух криволинейных объектов. Данный пример наглядно демонстрирует широкие возможности судебной 3D/CAD ФМ в решении традиционных судебно-медицинских задач^​8​᠎. Немаловажным являлось также и то, что использование экспертами высокоточных 3D моделей дает возможность исследовать копии таких объектов в любое время после инцидента, а также использовать полученные данные повторно или в будущем, по мере появления новых доказательств или свидетелей.

Уникальные возможности 3D/CAD ФМ при судебно-медицинском исследовании следов укуса на теле жертвы убийства впервые были представлены практически тем же авторским коллективом из Швейцарии на страницах журнала «Forensic Science International» в 2003 г. [9]. Главной целью следствия по данному делу стало установление конкретного лица, совершившего убийство женщины и, возможно, оставившего след зубов на боковой поверхности ее левой груди. Для получения цифровых изображений укушенных повреждений в виде характерной овальной цепочки ссадин и кровоизлияний и зубных слепков от нескольких подозреваемых лиц авторы использовали 3D сканер Dr. Picza (Version 2.3; «Roland DC Corp.», Япония). Все отсканированные изображения имели высокую степень разрешения и были пригодны для сопоставления. Многократная обработка полученных данных традиционно осуществлялась системой оценки изображения RolleiMetricс последующим построением в программе 3D/объемных 3D моделей зубных рядов всех предполагаемых лиц и 3D модели повреждения мягких тканей жертвы убийства (рис. 3). Чтобы соблюсти максимальную конгруэнтность с моделью повреждения, созданные 3D модели зубных рядов эксперты перемещали друг относительно друга, имитируя динамику механизма укуса, при этом меняли углы прикуса, измеряли наклоны челюстей с учетом анатомической топографии (повороты, наклоны, рельеф и др.) отдельных зубов у подозреваемых и области самой травмы. Особое внимание при этом уделялось положению и форме передних зубов, которые имели максимально выраженный контакт с кожей жертвы убийства. Возможность визуализации поэтапного механизма формирования укушенных повреждений со стороны кожного покрова жертвы (как бы изнутри) позволила экспертной комиссии положительно решить поставленную перед ней задачу и убедительно доказать свои выводы с помощью полученного иллюстративного материала, использованного при судебной 3D/CAD ФМ. ДНК-анализ биологического материала, полученного с поверхности укушенной раны, подтвердил правильность и объективность поведенного ФМ-исследования. Авторы убедительно показали, что с помощью современных ФМ-технологий можно решать сложные судебно-медицинские (медико-криминалистические) задачи, в том числе связанные с анализом и документированием (протоколированием) следов укуса.

Похожую задачу по поиску оптимальных технических решений, направленных на доказательство сходства изображений кровоизлияний на коже после укуса и кусающей поверхности зубов, представили на страницах «Journal of Visual Communication in Medicine» специалисты из университета Гламоргана (Великобритания) S. Evans и соавт. [10]. Авторы отметили, что при документировании следов укусов стандартными 2D камерами и несоблюдении оператором необходимых условий фотосъемки возникают ошибки в фиксации объектов, решение которых в будущем занимает много времени и создает проблемы в ходе производства экспертизы. В серии сравнительных экспериментов авторы публикации продемонстрировали, что избежать подобных трудностей помогут 3D системы (сканеры) по захвату изображения, использование которых сводит к минимуму количество угловых искажений, ошибок визуализации и др. По мнению авторов статьи, такое оборудование имеет большой судебно-медицинский потенциал, поскольку позволяет получить более надежные доказательства при производстве подобных экспертиз и наглядно использовать их в судебных заседаниях, отстаивая объективную сторону членов экспертной комиссии.

Спустя год на страницах «Journal of Biocommunication» [11] те же авторы опубликовали обзорную статью судебных одонтологов Великобритании, посвященную данной проблеме. Авторы отмечают, что значительная часть фотографических доказательств, собранных полицией и медицинскими фотографами Соединенного Королевства Великобритании и Северной Ирландии, недостаточного качества вследствие дефектов самой съемки и давности следов укуса на коже жертв насилия. В некоторых случаях судебные одонтологи идентифицировали подозреваемых в совершении преступлений по индивидуальным признакам зубов, что имело высокую судебную значимость. При наличии бледных кровоподтеков из-за слабой силы (выраженность следа) укуса или длительного времени, прошедшего с момента травмы, доказательное значение выполненных исследований было небольшим. По мнению авторов статьи, фотография только тогда будет иметь высокую доказательную ценность, когда она будет соответствовать определенным критериям и сделана в соответствии с утвержденным протоколом исследования. Авторы рассмотрели различные аспекты анализа следов укуса (первичные и вторичные искажения, формируемые на 2D изображениях), а также показали, как 3D лазерное сканирование объектов может улучшить качество и судебную значимость ФМ-исследований в получении необходимых доказательств.

Авторы ссылаются на достижения швейцарских исследователей, которые в своей работе по ФМ-исследованиям используют сканирующее устройство ATOS немецкого производства (Gesellschaft für Optische Messtechnik — GOM). В опубликованной работе авторы использовали лазерный сканер Vivid 910⁹ компании «Konica Minolta», моделью которого в течение последних 7 лет пользовались разные исследователи в клинико-стоматологических исследованиях (Kitagawa и соавт., 2004), при идентификации следов укуса на кожных покровах (Flora, Tuceryan и Blitzer, 2009), а также при осмотрах мест преступлений (Cavagnini и соавт., 2008). В качестве сравнения данного 3D устройства авторы использовали стереоскопическую камеру MAVIS с адаптированной под нее камерой Nikon D700. Результаты тестирования обоих устройств, проведенные в Национальной физической лаборатории (NPL, Теддингтон, Великобритания) на квадратных блоках различной величины с вогнутыми кругами и крестом, показали, что и сканер Vivid, и стереокамера MAVIS обладают достаточной точностью по отношению к измерениям известного значения, частота ошибок статистически незначительна. Проведенные опыты на экспериментальных псевдоукушенных образцах и зубных слепках дали удовлетворительные результаты с различной эффективностью обоих устройств, продемонстрировав слабые и сильные стороны каждого из них. По мнению авторов статьи, для выполнения таких сложных экспертных задач пока еще существует нехватка доступных по стоимости^​10​᠎ и качеству исполнения 3D систем. Использование их в широкой экспертной практике в качестве уже зарекомендовавших надежных базовых методов судебной 3D ФМ является делом времени и научно-технического прогресса.

Одна из последних статей об использовании ФМ-технологий в тестировании новых образцов ФМ-оборудования и протоколировании данных о поверхности традиционных судебно-медицинских объектов (2 трупа и один живой человек) — статья чешских антропологов и судебных медиков P. Urbanova, M. Jurda и P. Hejna в журнале «Forensic Science International» [12]. Авторы протестировали цифровую камеру Nikon 700 (Токио, Япония; AF – S NIKKOR 18—105 мм) в сочетании с программным обеспечением Agisoft PhotoScan и портативный переносной стереосканер Vectra Н1 («Canfield Scientific, Inc.», Fairfield, NJ) с разработанной программой по обработке изображений Mirror Medical ImagingSoftware, предназначенный для клинических исследований в области пластической хирургии и ортодонтии.

Все 3 случая были сфотографированы со всех сторон (360°) и одновременно записаны (запротоколированы) ручным сканером. Помимо наружного ФМ-исследования, в качестве эксперимента авторы осуществляли протоколирование данных на различных этапах вскрытия (вскрытие полости черепа, груди, головного мозга). Полученные цифровые изображения (до 120 снимков на 1 случай полного сканирования тела) в дальнейшем обрабатывали с формированием виртуальных облаков из точек и созданием 3D моделей в виде сетчатых многоугольников. В итоге оба метода оказались просты в обращении и одинаково трудоемки. Время на получение необходимого количества фотоизображений при вскрытии заняло до 20 мин, а последующее вычисление — до 10 ч. Помимо этого, сканирование и цифровая обработка исследованных тел целиком потребовали больших временных затрат на ручное выравнивание отдельных изображений. Во всех случаях использованные подходы позволили создать фотореалистичные 3D модели тел с высоком разрешением. Оба метода показали среднюю эффективность при изображении влажных областей объектов (вскрытые полости, органы трупов) и частей, покрытых волосами. Авторы статьи отмечают, что даже использование недорогой аппаратуры, например одной камеры Nikon 700 или сканера Vectra H1 для ФМ-исследований одного объекта с близкого расстояния, можно считать очень полезным для посмертного протоколирования определенных участков или целого трупа.

Авторы статьи считают, что созданные с помощью ФМ-технологий изображения с точной фиксацией посмертных трупных изменений, а также визуализация отдельных этапов вскрытия позволяют сохранить судебно-медицинские доказательства и дают возможность другим специалистам пересмотреть первоначальные экспертные выводы, тем самым поддержать морфологическую диагностику на высоком качественном уровне. Тем не менее пока еще одним из недостатков лазерных сканеров является медленная скорость сканирования поверхности, что создает определенные трудности при исследовании живых людей, особенно детей [13]. Кроме того, 3D модели пока уступают по качеству разрешения 2D изображениям, а также не содержат информации о естественной текстуре и цветовой окраске отсканированных образцов (если камера 3D устройства не оснащена специальной оптической системой, например, NextEngine). В ряде случаев текстура поверхности объекта может быть перенесена с помощью соответствующего дополнительного редактирования, например программы MeshLab�11. Одна из положительных сторон выбранных устройств, по мнению авторов публикации, — простота в обращении, что может быть высоко оценено на рабочих местах (оба устройства легко управляются врачом-патологом, судебным медиком, его помощником или техником). Ни один из тестированных ФМ-методов не требует какого-либо искусственного размещения контрольных (опорных) маркеров; оба являются безвредными для живых людей. Результаты выполненного исследования показали, что ни камера, ни сканер не подходят для получения качественных изображений (сканов) всего тела живого человека вследствие формирования незначительных артефактов от дыхательных движений груди и живота. Необходимость ручного выравнивания большого количества отдельных изображений при сканировании всего тела (до 120 независимых сканов) потребовала длительной работы (до 10 ч) специалиста по их выравниванию друг с другом и «сшиванию» между собой.

Применение современных ФМ-технологий для создания трехмерных моделей объектов судебной медицины (медицинской криминалистики) все шире используется специалистами самых различных экспертных учреждений и кафедр вузов стран Евросоюза и США. Достижения научно-технического прогресса в области компьютерных технологий со временем позволят использовать ФМ-методы в широкой судебно-медицинской практике. Благодаря бурному развитию цифровой техники становится доступной обработка аналоговых и цифровых изображений с помощью специализированных компьютерных программ и автоматизированных ФМ-комплексов [14]. Полученные результаты вселяют оптимизм в продолжение научно-исследовательских работ по внедрению ФМ в различные области судебной медицины и медицинской криминалистики во всем мире. Авторы представленных публикаций продемонстрировали высокую результативность ФМ-исследований, используя для этого различное оборудование и программное обеспечение, гарантирующие новое качество таких исследований с традиционными объектами судебно-медицинской практики.

Таким образом, опубликованные данные свидетельствуют, что применение современных технических средств, включая новейшие ФМ-аппаратно-программные комплексы, предоставляют широкие возможности повышения качества классических судебно-медицинских исследований. Результаты других уникальных ФМ-исследований по изучению следов крови на месте происшествия с установлением последовательности и механизма причинения повреждений в пространстве будут представлены читателям в следующем сообщении.

Конфликт интересов : авторы статьи подтвердили отсутствие финансовой поддержки/конфликта интересов, о которых необходимо сообщить.