Для получения достоверных и научно обоснованных результатов в судебно-медицинской науке и практике неоценимую роль играет эмпирический материал, сформированный в процессе проведения экспериментальных методов исследования. Это обусловлено высокой степенью прогнозируемости и проверяемости результатов данного направления научного познания [1—4]. Исследования экспериментального характера доказали свою научную состоятельность, перспективность и неоценимую практическую значимость. Заслуживает внимания тот факт, что в ходе экспериментального изучения огнестрельных повреждений для решения поставленных задач используют методические подходы, инструментарий и результаты научных исследований из смежных областей знаний, в основном криминалистики [5, 6].

На современном этапе развития раневой баллистики сформировалось два основных направления экспериментальных исследований:

1. Изучение повреждающего действия новых видов огнестрельного оружия и/или боеприпасов для подготовки военно-полевых хирургов к особенностям возникающих ранений, разработки судебно-медицинской характеристики огнестрельных повреждений, оценки их боевой эффективности с точки зрения возможности и степени эффективности вывода живой силы противника из строя, а также для определения соответствия ранящих снарядов требованиям международного гуманитарного права — «конвенционности».

2. Изучение общебиологических проблем и патофизиологии раневого процесса, эффективности различных методов лечения пострадавших с огнестрельной травмой и коррекции ее морфофункциональных и клинических проявлений [7].

Цель исследования — сравнительный анализ объектов, используемых в судебно-медицинской баллистике в качестве имитаторов тела человека для формирования огнестрельных повреждений, на основе изучения данных литературы и результатов собственных экспериментальных исследований.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

— изучение отечественной и зарубежной литературы, посвященной разработке проблем имитации тела человека в ходе проведения экспериментального моделирования огнестрельной травмы;

— оценка эффективности результатов использования различных видов имитаторов тела человека в ходе проведения баллистического эксперимента по формированию огнестрельных повреждений (по данным литературы и собственных экспериментальных исследований);

— сравнительный анализ преимуществ и недостатков основных видов биологических и небиологических имитаторов тела человека.

Материал и методы

По данным литературы, каждое из указанных направлений раневой баллистики имеет свои особенности в планировании и проведении эксперимента, методике причинений повреждений, выборе вида и параметров поражаемого объекта и др.

При проведении экспериментальных исследований первого направления стрельбы проводят из испытываемых боевых образцов оружия на дистанциях, приближенных к боевым (10, 100 и 300 м) или приведенных в сопоставлении. В качестве огнестрельного оружия применяют, как правило, штатные образцы оружия, о повреждающем действии которых имеются достаточно убедительные литературные и клинические данные. В качестве объектов экспериментальных исследований используют крупных животных (баранов и свиней) массой около 25—40 кг, поскольку при указанных значениях массы тела животного его размеры приближены к размерам человека. Это предопределяет возможность формирования раневого канала достаточной протяженности, соотносимой с длиной раневого канала в теле человека.

В экспериментальных исследованиях второго направления определяющим является не объем огнестрельного повреждения применительно к исследуемому ранящему снаряду, а данные о биологической сущности раневого процесса, особенностях его течения под влиянием различных патогенетических и лечебных факторов. Основная цель — репрезентативность результатов эксперимента, т.е. возможность применения данных, полученных в ходе эксперимента, в практической клинической деятельности. По ряду причин как этического, так и экономического характера в большинстве исследований при выборе экспериментального объекта исследователи отдают предпочтение мелким лабораторным животным (кроликам), что делает более доступной произведение выстрелов в количестве, необходимом для получения статистически достоверных результатов баллистического эксперимента [7].

Экспериментальное моделирование огнестрельных повреждений в судебной медицине осуществляется, как правило, с научно-практическими целями: для изучения судебно-медицинской характеристики огнестрельной травмы, причиняемой в результате применения новых либо модернизированных образцов оружия, боеприпасов, устройств ослабления звука и сокрытия пламени выстрела и т.д. Баллистический эксперимент нередко проводят в рамках ситуационной экспертизы для решения вопросов, возникающих у правоохранительных органов в ходе расследования уголовного дела по факту причинения огнестрельных повреждений и установления возможности их образования при конкретных обстоятельствах; соответствия показаний подозреваемого (обвиняемого, свидетеля) фактическим обстоятельствам происшествия, которые могут включать направление, значение дистанции выстрела, факт и параметры предварительного взаимодействия огнестрельного снаряда с преградой и т.д. [8, 9]. Кроме того, специальные боеприпасы для стрелкового оружия, сохраняющие после взаимодействия с преградой значительную часть кинетической энергии и соответственно поражающие свойства, могут вносить существенные изменения в раневую баллистику и биомеханику огнестрельных повреждений, поскольку возможно не только преодоление снарядом преграды с формированием вторничных снарядов, но и рикошетирование [10]. Для решения комплекса указанных вопросов правоохранительные органы также могут назначать проведение ситуационной экспертизы с использованием возможностей баллистического эксперимента.

Огнестрельные повреждения могут возникать не только в результате непосредственного взаимодействия снаряда с поражаемой областью тела человека, но и после предварительного преодоления находившейся поверх нее одежды. В связи с этим в зависимости от поставленных целей и задач в процессе баллистического эксперимента имитатор тела человека может использоваться как объект непосредственного поражения огнестрельным снарядом, так и в качестве подложки под имитатор предмета одежды.

Из научной литературы, посвященной области судебно-медицинской баллистики, известно, что в ходе баллистических экспериментов в качестве имитатора тела человека при моделировании непосредственного поражения огнестрельным снарядом используют как биологические, так и небиологические имитаторы. Это подопытные животные — живые наркотизированные свиньи, трупы свиней; кожные и кожно-мышечные лоскуты, пластилиновые блоки, петролатум [11—13]. Для формирования огнестрельных повреждений, причиненных через имитатор одежды, под ним для имитации тела человека исследователи располагают кожно-мышечные лоскуты, лоскуты фланели, фиксированные к фрагменту картона [14].

Нами проведены баллистические эксперименты по моделированию рикошета огнестрельного снаряда от различных преград с последующим формированием повреждений биологических и небиологических мишеней. При проведении эксперимента использовали пистолет Макарова калибра 9 мм и патроны того же калибра, биологические мишени — кожно-мышечные лоскуты с ампутированных нижних конечностей человека, для имитации тела человека под предметом одежды — ватно-марлевую подушку, расположенную под текстильной мишенью из бязи [15]. В ходе эксперимента применяли также охотничье ружье модели «ИЖ-27 М» калибра 12 мм, патроны охотничьи 12/70 картечь 8,5 мм 32 г «Profi Hunter» и пулевые «Золото» 12/70 с пулей 32 г «Gualandi»; кожно-мышечные лоскуты в качестве объекта непосредственного поражения огнестрельными снарядами и в качестве имитатора тела человека под предметом одежды путем расположения их под бязевой мишенью.

Результаты и обсуждение

Данные литературы и результаты собственных экспериментальных исследований позволили условно разделить объекты, используемые в судебно-медицинской баллистике для имитации тела человека, на три группы:

1) трупный материал: труп человека, животного, части их тела, фрагменты, изъятые от ампутированных частей тела;

2) биологические имитаторы — наркотизированные животные;

3) небиологические имитаторы — искусственно созданные объекты: блоки из желатина, мыла, специальных составов, антропоморфные манекены.

Следует отметить, что труп человека либо его части как объект формирования экспериментальных огнестрельных повреждений становится все менее доступным для исследователей по целому комплексу социальных и деонтологических причин [16]. Использование отдельных частей тела (чаще конечности), их фрагментов (кожно-мышечные лоскуты), изъятых от ампутированных частей тела человека, имеет объективные преимущества, поскольку данный материал не является частью трупа, его органом или тканями. Действия с указанными объектами не регламентированы «Правилами передачи невостребованного тела, органов и тканей умершего человека для использования в медицинских, научных и учебных целях, а также использования невостребованного тела, органов и тканей умершего человека в указанных целях». Эти объекты являются интраоперационными (как и удаленный в ходе хирургической операции червеобразный отросток, новоообразование и др.), в связи с чем захоронению не подвергаются, а утилизируются путем кремации. Использование такого вида объектов в экспериментальных целях не противоречит этическим нормам и не регламентируется законодательными и нормативными документами Российской Федерации. Применение в качестве объектов эксперимента кожно-мышечных лоскутов, изъятых от ампутированных частей тела человека, находится в рамках правового поля, не противоречит этическим нормам, соответствует методикам, используемым в экспериментальных исследованиях в области судебной медицины, и позволяет изучить судебно-медицинскую характеристику входных огнестрельных ран [18, 19]. Следует заметить, что вследствие небольшой толщины объекта формирование раневого канала необходимой в соответствии с целями и задачами эксперимента длины может быть затруднительно.

Баллистические эксперименты по моделированию огнестрельной травмы в результате рикошета от различных преград с использованием в качестве имитатора тела человека кожно-мышечных лоскутов, изъятых от ампутированных нижних конечностей человека, и комплексное исследование полученных результатов позволили дать судебно-медицинскую характеристику сформированным огнестрельным повреждениям и проследить динамику изменения их параметров в зависимости от значений угла встречи [20]. По результатам экспериментального исследования нами разработана регрессионная модель зависимости диапазона значений угла встречи пули с преградой (10—20° либо 30—50°) от следующих параметров входных пулевых огнестрельных повреждений, образующихся в результате рикошета при выстреле из пистолета Макарова калибра 9 мм: наличие дефекта ткани, длина участка отложения свинца по краям и количество частиц свинца на поверхности мишени. Основываясь на модели, точность прогноза диапазона значений угла встречи пули с преградой составляет 84,2% для биологической мишени (кожно-мышечный лоскут) и 88% для небиологической мишени (текстильная мишень из бязи) [21].

На основе обобщения и анализа результатов собственных баллистических исследований с применением пистолета Макарова калибра 9 мм, охотничьего ружья модели «ИЖ-27 М» калибра 12 мм и патронов охотничьих 12/70 картечь 8,5 мм 32 г «Profi Hunter» и пулевых «Золото» 12/70 с пулей 32 г «Gualandi» разработана методика экспериментального моделирования рикошета огнестрельного снаряда в зависимости от вида оружия и боеприпасов [22, 23]. Таким образом доказана состоятельность использования в качестве имитатора тела человека кожно-мышечных лоскутов, изъятых от ампутированных нижних конечностей человека. Их можно применять при проведении баллистических экспериментов для изучения судебно-медицинской характеристики входных огнестрельных ран. В связи со сложностью прогнозирования сроков появления в распоряжении исследователя ампутантов, по своему состоянию и параметрам пригодных для изъятия в количестве, достаточном для проведения серий выстрелов, использование таких объектов может значительно увеличивать продолжительность эксперимента в целом. Кроме того, развитие гнилостных процессов в совокупности со взаимной удаленностью мест проведения этапов эксперимента (изъятие лоскутов — формирование повреждений — комплексное исследование результатов) предопределяет необходимость проведения экспериментов в кратчайшие сроки и требует от исследователей тщательного планирования этапов, эффективного распределения сил и средств, организации и строгого соблюдения логистических процессов.

Заметим, что в момент формирования огнестрельной травмы в области входной и выходной ран, раневого канала, в окружающих органах и тканях происходят сложные морфофункциональные изменения [24, 25], которые не возникают при формировании огнестрельных повреждений трупного материала. Это объективный недостаток трупного материала как объекта баллистического эксперимента.

Недостаток трупного (интраоперационного) материала в отсутствии формирования прижизненных реакций на огнестрельную травму может быть устранен путем использования объектов второй группы — наркотизированных животных. Экспериментальные исследования на животных можно назвать фундаментальными для биомедицинских наук, поскольку их результаты нередко имеют решающее значение для понимания изучаемых процессов и явлений, существенно углубляют и расширяют биологическое знание и во многом обеспечивают развитие медицины [26]. Как показывает практика многочисленных баллистических исследований, проведенных как отечественными, так и зарубежными авторами, наибольшее сходство с органами и тканями человека по морфофункциональным параметрам демонстрируют ткани свиней [11, 27—31]. Следует отметить, что в настоящее время проблема правовой регламентации экспериментов на животных привлекает все большее внимание специалистов и общественности. Использование указанных объектов в экспериментальных исследованиях регламентировано на законодательном уровне [32, 33] и требованиями международных комитетов по биологической этике и таких же комитетов разных стран [34, 35]. Кроме того, использование свиней в качестве объекта эксперимента сопряжено со значительными материальными затратами, так как для получения статистически достоверных результатов требуется большое число экспериментов.

Материальные затраты на приобретение объектов экспериментального исследования могут быть снижены за счет использования более мелких животных — кроликов, собак и др. В.Л. Попов и В.В. Колкутин [36] продемонстрировали принципиально новый подход к моделированию огнестрельной раны в опытах на таких животных. Оказалось, что использование спортивного оружия калибра 5,6 мм в опытах на мелких лабораторных животных не всегда обеспечивает характерное для современной огнестрельной раны боковое действие ранящего снаряда (РС), однако применение штатного боевого оружия (пистолеты, автоматы и др.) вызывает тяжелые повреждения тканей по ходу движения РС. При выборе РС авторы предложили ориентироваться на известный в раневой баллистике феномен — временную пульсирующую полость, возникающую в тканях при прохождении РС и определяющую боковое действие РС. Основываясь на методологии этого исследования, Л.Б. Озерецковский и А.П. Трухан [7] провели баллистический эксперимент по воспроизведению типичных параметров огнестрельной раны с использованием кроликов в качестве лабораторных животных. Авторы установили, что, формируя в тканях бедра кролика раневой канал, достаточно небольшой протяженности (5,6 мм), пуля массой 1,6 г способна воспроизвести по баллистическим показателям ранения протяженностью 7,62 мм пулей образца 1943 г. на средних боевых дальностях стрельбы с образованием типичной для пулевых ранений временной пульсирующей полости [7]. Таким образом, принимая во внимание тот факт, что размеры тела (его частей) мелких животных значительно уступают по размерам телу человека (его частям), использование небольших животных в качестве имитатора тела человека может быть целесообразно для решения отдельных задач раневой баллистики.

Для устранения значительной степени несоответствия массинерционных характеристик поражаемых конечностей животных подобным характеристикам человека некоторые авторы предпринимали попытки искусственного удлинения раневого канала [37], в том числе путем размещения перед повреждаемой конечностью блоков из гомогенного материала (мыло) [38]. Эффективность воспроизведения раневого канала большей длины указанным образом достаточно дискуссионна, поскольку в подобных случаях сложно учесть степень изменения так называемых всплесков передаваемой пулей энергии на границе разнородных тканей влияния, что может приводить к изменению морфологической картины огнестрельных повреждений [39].

В качестве объектов-имитаторов третьей группы наиболее широкое распространение получили 20% блоки из желатина (ГОСТ 11293—78) и глицеринового мыла (ГОСТ 18-326—79). Использование их в баллистических экспериментах позволяет изучать степень влияния на объем огнестрельного повреждения отдельных характеристик ранящих снарядов (калибр, степень деформации и др.) [40]. Желатиновые и глицериновые блоки представляют собой достаточно гомогенную массу, что предопределяет далеко не полное сходство с телом человека, состоящего из тканей различной плотности. Однако такие объекты имеют неоспоримое преимущество, заключающееся в прозрачности и пластичности. Благодаря этим свойствам блоков из желатина и глицеринового мыла можно не только изучать динамику и процесс образования огнестрельных повреждений (изменение направления раневого канала, формирование временной пульсирующей полости и др.), но и визуализировать полученные результаты: временная пульсирующая полость в желатине и остаточная полость в мыльных блоках — важные показатели кинетической энергии огнестрельного снаряда, поглощенной поврежденными тканями [41]. Это является наглядной и убедительной демонстрацией механизма формирования раневого канала и может быть эффективно использовано не только в научно-исследовательских целях, но и в образовательном процессе.

В популярной литературе и в Интернете приведены многочисленные способы самостоятельного изготовления различных вариаций баллистических гелей, однако отсутствие стандартизации их производства и унификации конечных свойств может поставить под сомнение результаты научных исследований, проведенных с их помощью. В соответствии с потребностями современной баллистики совершенствуются имеющиеся и разрабатываются новые баллистические гели. Один из них — разработанный Т.А. Ермаковой и соавт. [42] компаунд — имитатор мышечных тканей человека. Он обеспечивает постоянство реологических и механических свойств. Свойства и характеристики компаунда позволяют улавливать высокоскоростные снаряды (пули, дробь, картечь) без потери ими формы (деформации), сохранять на них следы канала ствола, моделировать различного рода повреждения, в том числе причиняемые в результате воздействия огнестрельного оружия. Полученные с помощью компаунда экспериментальные образцы и модели предназначены для использования при производстве идентификационных и диагностических судебно-баллистических, трасологических, дактилоскопических экспертиз, криминалистических экспертиз холодного и метательного оружия, медико-криминалистических экспертиз. Отсутствие на поверхности компаунда аналога кожного покрова человека затрудняет полноценное формирование комплекса признаков, характеризующих огнестрельные повреждения (пояски осаднения, обтирания).

Одним из представителей нового поколения баллистических гелей является 10—20% баллистический гель Joe Fit, имеющий вид блоков в форме параллелепипеда либо головы или торса атлетически сложенного мужчины. По утверждению разработчиков, гель Joe Fit изготовлен из синтетических материалов, прозрачен, не имеет запаха, его можно использовать повторно. Стоимость продукта достаточно вариабельна (зависит от концентрации и формы). Так, цена 10% геля в форме блока размером 9×4×4 дюйма, массой 4,2 фунта, объемом 144 кубических дюйма составляет 79,99 $ США, а цена набора, состоящего из четырех отдельных манекенов (голова, два торса, таз с нижними конечностями), размеры, масса и объема которых приближены к аналогичным показателям взрослого человека, достигает 1649,99 $ США [43].

Сотрудники Ballistic Dummy Lab (США), специализирующиеся на создании полнофункциональных учебных тренажеров для военного, правоохранительного и пожарного персонала, разработали баллистические гелевые аналоги тела человека и отдельных его частей (голова, туловище, верхняя конечность, кисть, стопа). Формула баллистического геля, из которого изготовлены манекены, является запатентованной смесью органических материалов. В состав манекенов входят аналоги костных структур, внутренних органов, крови, что делает их приближенными по своим анатомо-физиологическим характеристикам к телу человека и предопределяет достаточно высокую стоимость продукта, которая составляет от 125 $ США (манекен кисти/стопы) до 6100 $ США (ростовой манекен женщины) [44].

Выводы

1. По результатам изучения отечественной и зарубежной литературы, собственных экспериментальных исследований по моделированию и изучению огнестрельных повреждений предложена классификация объектов, используемых в судебно-медицинской баллистике для имитации тела человека:

— трупный материал: труп человека, животного, части их тела, фрагменты, изъятые от ампутированных частей тела;

— биологические имитаторы — наркотизированные животные;

— небиологические имитаторы: искусственно созданные объекты (блоки из желатина, мыла специальных составов, антропоморфные манекены).

2. Использование в качестве имитатора тела человека трупного материала затруднено комплексом социальных и деонтологических причин. Формирование огнестрельных повреждений на отдельных частях тела трупа, их фрагментах позволяет изучить судебно-медицинскую характеристику входных ран, однако имеет ряд недостатков:

— недостаточная толщина затрудняет изучение раневого канала;

— сложность подбора адекватных по своим параметрам объектов в необходимом количестве увеличивает продолжительность эксперимента;

— развитие гнилостных процессов обусловливает необходимость проведения всех этапов эксперимента (изъятие лоскутов — формирование повреждений — комплексное исследование результатов) в кратчайшие сроки;

— отсутствие в трупном материале реактивных процессов, происходящих в живом организме, не позволяет изучить функциональные изменения, возникающие при воспроизводимых в эксперименте обстоятельствах огнестрельной травмы.

3. Использование животных в экспериментальных исследованиях регламентировано на законодательном уровне и проводится в соответствии с требованиями комитетов по биологической этике. Несмотря на очевидные преимущества, заключающиеся в возможности моделирования и изучения комплекса морфофункциональных изменений, происходящих при огнестрельной травме, указанные объекты также не лишены недостатков:

— массинерционные характеристики мелких животных не соответствуют таковым человека, в связи с чем их целесообразно использовать для решения отдельных задач раневой баллистики;

— использование крупных животных, особенно для проведения крупных баллистических исследований, сопряжено со значительными материальными затратами.

4. Преимущества объектов-имитаторов небиологического происхождения — прозрачность и пластичность позволяют изучать степень влияния отдельных характеристик ранящих снарядов на объем огнестрельного повреждения и визуализировать полученные результаты. Благодаря этим преимуществам и невысокой стоимости «классические» желатиновые и глицериновые имитаторы эффективно применяются в научно-исследовательских и образовательных целях.

Недостатки объектов данной группы:

— «классические» желатиновые и глицериновые блоки и более современные баллистические гели имеют гомогенную структуру, не в полной мере отражающую анатомические особенности тканей тела человека. Это может затруднить полноценное формирование признаков огнестрельных повреждений (пояски осаднения, обтирания);

— баллистические гели нового поколения (Joe Fit и др.) могут значительно расширить диапазон экспериментальных задач, решаемых в области судебно-медицинский баллистики, однако стоимость продукта снижает его доступность широкому кругу исследователей.

Таким образом, каждый вид объектов, используемых для имитации тела человека, имеет свои преимущества и недостатки, обусловленные комплексом разнородных причин. При планировании баллистического эксперимента имитаторы целесообразно выбирать с учетом целей и задач исследования, ресурсов времени, сил и средств.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.