Прогнозирование пола человека на основании измерений отпечатка кисти, лишенного дерматоглифических особенностей

Статические поверхностные следы рук (отпечатки) нередко становятся объектами криминалистической экспертизы. Диагностика пола по ним разработана достаточно подробно, изучают прежде всего особенности папиллярных узоров [1—3]. Если отпечатки лишены деталей строения гребешковой кожи, эксперты определяют пол визуально по форме ладоней и фаланг либо сопоставляя их размеры с размерами кистей людей разного пола [4]. В зарубежной литературе теме определения пола по отпечаткам кистей посвящены главным образом работы археологов, исследующих следы рук верхнепалеолитического человека, оставленные во множестве пещер по всему миру [5, 6]. Из криминалистических работ можно сослаться на комплексное исследование населения, проведенное N.-I. Ishak в Западной Австралии [7]. Материалом исследования (и образцами для сравнения с наскальными изображениями) в указанных работах служили отпечатки (контуры) кистей рук современных людей, полученные разными путями: фотокопированием [8, 9], сканированием [10], разбрызгиванием красящего вещества вокруг кисти [11] с последующей компьютерной обработкой изображений.

Методика определения размеров с отпечатка, как правило, повторяет программу измерений кисти (рис. 1).

Очевидно, что исследованные отпечатки собраны в идеальных условиях, тогда как следы, оставленные на месте преступления, могут быть и неполными, и искаженными. В связи с этим актуальной представляется разработка методики надежных и информативных планиметрических измерений, дублирующих друг друга и ориентированных в первую очередь на особенности плоскостных объектов, а не на соответствие соматическому аналогу. Это позволит провести диагностику пола не только на хорошо сохранившемся, но и на нечетком или фрагментированном отпечатке.

Цель работы — на отечественном материале установить возможность диагностики пола по размерам отпечатка кисти, лишенного особенностей гребешковой кожи, но сохранившего пропорции кисти. Задачи — представить диагностические модели для случаев различной фрагментации отпечатка и сопоставить точность аналитических моделей с результатами визуальной диагностики, а также с данными других авторов.

Исследовали отпечатки 162 индивидов (68 мужчин, 94 женщины) европеоидной расы в возрасте от 18 до 76 лет (средний возраст мужчин 35,8 года, женщин 36,2 года). Кисть руки с нанесенной с помощью валика Porelon краски PrintMatic прикладывали к жесткой поверхности в свободной позе (пальцы разомкнуты). Отпечатки оцифровывали и проводили разметку опорных точек на них с помощью редактора точечной графики GNU Image Manipulation Program 2.

Точки отпечатка ладони (рис. 2):

p1— точка основания, лежит на пересечении продольной оси ладони и линии ее нижнего края — касательной к тенару и гипотенару; угол между осью и основанием практически никогда не бывает прямым (в отличие от работы N.-I. Ishak [7], где ось ладони всегда перпендикулярна линии основания, проходящей только через нижнюю точку на тенаре).

p2— точка нижнего радиального угла ладони (по нашим данным, определяется в 84% случаев); находится на нижнебоковом крае тенара и служит естественной границей I луча, длина которого на отпечатке в данных обстоятельствах не зависит от смещения I пальца относительно ладони;

p3— точка радиального края ладони, примерно соответствует середине головки II пястной кости; не всегда определяется из-за параболической формы свода пясти [13];

p4— точка на радиальном крае пястно-фаланговой складки II пальца. Отображается не на всяком отпечатке (рис. 3,

p5— точка ульнарного края ладони, примерно соответствует середине головки V пястной кости;

p6— точка пересечения ульнарного края и трехпальцевой складки ладони. Точки ульнарного края p5 и p6 определяются практически всегда;

p7— точка основания перпендикуляра, опущенного из p6 на ось ладони (далее — точка центра ладони). Имеет важное значение при работе с отпечатками, нижняя часть которых отображена не полностью.

Точки отпечатка пальцев

Точки основания пальцев (2a-5a) и межфаланговая точка 3c определяются по срединной оси в месте ее пересечения с соответствующими флексорными складками. Межфаланговая точка I пальца 1b чаще расположена на линии p2-1c, маркирующей границы I луча. Верхушки пальцев (1с и 2d-5d) отпечатываются не всегда отчетливо, часто с «перекатом», который можно обнаружить по характерной «шапочке» на конце фаланги. Область основания пальцев ввиду выраженной рельефности межпальцевых подушечек также может отображаться не полностью (рис. 3, в). Точки на межфаланговых суставах в отличие от области основания пальцев определимы почти всегда и могут служить оптимальными ориентирами, так как потери точности при их использовании практически не происходит [14].

Приводим измерения отпечатка, которые использовали в данной работе для диагностики пола (всего 13 признаков).

Размеры длины (см. рис. 2): длина кисти без учета дистальной фаланги III пальца (p1-3c); длина кисти от центра ладони (p7-3d); длина ладони (p1-3a); длина I луча от нижнего радиального угла — полная (p2-1с) и без учета дистальной фаланги I пальца (p2-1b); полная длина пальцев со II по V (расстояние a-d на каждом из них).

Размеры ширины: ширина ладони классическая (p3-p5); диагональная ширина ладони (p4-p6); ширина ульнарной части ладони (p6-p7).

Для статистической обработки материала использовали табличный редактор Excel 2003 и статистический пакет программ SPSS 14.0 для Windows. Диагностические модели основаны на множественном дискриминантном анализе по способу Фишера в пошаговом варианте.

Устойчивость измерений проверяли предварительно на контрольной группе из 30 отпечатков (15 мужских и 15 женских). Фиксировали величину субъективной погрешности rTEM и коэффициент надежности R [15]. Значения параметров во всех случаях не выходят за пределы допустимого (rTEM<5%; R>0,950).

Анализ различий средних значений (по критерию Стьюдента) показал достоверное увеличение размеров отпечатка кисти у мужчин по сравнению с размерами у женщин (табл. 1).

Одновременно с измерением провели визуальное определение пола по отпечаткам кистей. Три сотрудника ОМКИ независимо просмотрели 50 обезличенных отпечатков (25 мужских и 25 женских) и рассортировали их по полу. Оказалось, что безошибочное распознание пола может достигать 76% в женской группе и не выше 70% в общей. Таким образом, применение аналитических моделей следует считать оправданным в случае, если они дают точность классификации выше 80%.

В ходе отбора дискриминантных моделей для диагностики пола исследовали 33 сочетания признаков длины и ширины из числа перечисленных. Установили, что вклад признака ширины в различие мужской и женской групп почти всегда превышает вклад длины (в 5 случаях более чем в 2 раза)^​1​᠎, поэтому признаки длины использовали только в сочетании с размерами ширины ладони^​2​᠎.

При отборе итоговых моделей ориентировались на возможно более полный охват всех частей отпечатка, а не только на его габаритные параметры. Принимали во внимание оптимальные показатели точности моделей; исключали случаи, когда связь между независимыми переменными дискриминантной функции во внутригрупповой матрице была слишком очевидной (коэффициент корреляции равен или больше 0,5 [17]).

Всего выделили 9 моделей, каждая из которых рассматривает два дискриминантных уравнения — для мужского (DF1) и женского (DF2) пола (табл. 2).

Pl=1/(1+ะต^{— l})

и соответствующей таблице [18]. Согласно значениям таблицы, дефиниция пола достоверная при |l| ≥ 3,0, вероятная при 1,1 £ |l| <3,0. При |l| <1,1 пол определить невозможно (отказ от решения) [19]. Эту рекомендацию применили к девяти диагностическим моделям и внесли коррективы в оценку точности классификации, рассчитанную с помощью пакета SPSS. Установили, что с учетом поправки на неопределенную категорию точность диагностики пола колеблется в общей группе от 80 до 90,6%, в гендерных — от 79 до 92%, при визуальном определении она достигала 62—68% и 56—76% соответственно. Очевидно, что представленные модели позволяют диагностировать пол не только по полным, но и по частично сохранившимся отпечаткам. Так, при плохом отображении основания ладони можно использовать модели 2—6; при отсутствии отпечатка II—V пальцев — модели 7 и 8; при наличии только отпечатка ладони — модель 9.

Работу дискриминантных моделей проверяли на группе верификации из 8 случаев (4 мужчин и 4 женщин), вызвавших затруднения при визуальном определении (табл. 3):

Сравнивали точность диагностики пола, проведенной разными исследователями и на различном материале: собственно на кисти, на мацерированных костях, рентгенограммах, отпечатках, содержащих и не содержащих дерматоглифические особенности (табл. 4).

Как видно из данных табл. 4, точность классификации, полученной методом дискриминантного анализа размерных признаков отпечатка, вполне сопоставима с данными других авторов (скелетный материал, кисти рук или дерматоглифика отпечатков), при том что количество измерений, предлагаемых для анализа, намного меньше.

Необходимым условием для проведения измерений на отпечатке, очевидно, является отсутствие видимых искажений его пропорций: неполное разгибание пальцев; неполное, либо, наоборот, акцентированное отпечатывание частей ладони, вызванное неравномерным давлением кисти, и пр.

Предложена методика диагностики половой принадлежности человека по размерам отпечатка его кисти, использующая многомерный дискриминантный анализ. Представленные девять итоговых моделей обладают большей точностью классификации по сравнению с визуальным определением и сопоставимы с данными, полученными на скелетном материале, собственно на кисти и на ее дерматоглифических отпечатках.

Высокую информативность показали планиметрические признаки ладони, не измеряемые обычно на теле человека (длина кисти без дистальной фаланги III пальца, длина кисти от центра ладони, ширина ульнарной части ладони, диагональная ширина ладони).

Предложенные модели позволяют установить пол по неискаженным полным и фрагментированным отпечаткам кисти, лишенным дерматоглифических особенностей.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

The author declare no conflicts of interest.