Введение

Вопросы установления давности наступления смерти (ДНС) в современной судебной медицине решаются сегодня не столько с помощью поиска новых критериев диагностики и методических приемов, сколько обращением к методической области медико-биологической науки. Становится очевидным, что в науке невозможно идти дальше, не используя междисциплинарный подход к понятиям смерти и посмертных изменений. Необходима актуализация представлений о том, какие стадии проходит мертвое тело в процессе разложения, и о том, какие возможности предоставляет судебно-медицинская реконструкция условий посмертного периода. Именно поэтому выбор исследователей все чаще останавливается на количественных методах, в первую очередь биофизическом. Делаются попытки выстроить математические модели, отражающие ход посмертных процессов; создаются компьютерные программы, помогающие решать задачи судебно-медицинской практики [1—4].

Начиная с 50-х годов XX века специалисты изучают возможности использовать свойство электропроводности тканей (наличие у тканей электрического сопротивления — импеданса) для целей судебно-медицинской экспертизы. На сегодняшний день можно говорить о наличии достаточно значимой методической базы в этой области.

Цель работы — описание уже имеющихся и оригинальной методик исследования динамики импеданса тканей в посмертном периоде.

Материал и методы

Был проведен анализ исследований, направленных на определение ДНС с использованием показателей импеданса, и описание оригинальной методики аналогичного исследования.

Результаты

Исследования, направленные на определение давности наступления смерти с использованием показателей импеданса

В проанализированных исследованиях различаются объекты, для которых измеряли импеданс (фрагменты или ткани целостного трупа), условия и продолжительность проведения измерений, используемые приборы, электроды и способы снятия показаний импеданса, частоты тока исследования. В таблице представлен кратко обзор источников [5—10].

Краткое описание методик измерения импеданса для определения давности наступления смерти [5—10]

В случаях использования фрагментов органов и тканей для изучения динамики импеданса в посмертном периоде интересны разработанные авторские методики их изъятия. Я.А. Никифоров [7] для исследования полного электрического сопротивления соединительной ткани выполнял вертикальный разрез кожи в нижней трети задней поверхности голени длиной 5 см, через который затем иссекал фрагмент сухожилия длиной 3 см, с последующим помещением его в кожаный «конверт» во избежание подсыхания. Для исследования полного электрического сопротивления тканей почки проводили иссечение ее фрагментов размером до ¼ от целой в процессе забора материалов для гистологического исследования.

М.С. Онянов [9] при изучении динамики импеданса стекловидного тела глаза трупов людей изымал его ежедневно в течение 8 сут после наступления смерти, производя пункцию глазного яблока с помощью стерильного медицинского шприца с иглой для внутримышечных инъекций. Иглу погружали через роговицу глаза на 8—12 мм в глубину в определенном направлении — немного кзади и к центру глаза. При этом производили отступ от радужной оболочки на 2 мм. Когда игла достигала полости, содержащей стекловидное тело, производилась аспирация последнего (объем извлекаемой субстанции составлял 0,3 мл). Полученный материал в течение 30 мин выдерживали в условиях комнатной температуры в стандартной заводской планшетке для иммунологических исследований для того, чтобы температуры объекта исследования и внешней среды сравнялись.

А.Е. Емельянов [10] проводил аналогичные исследования на нервах конечностей трупов людей (срединном и седалищном). Для изъятия образца срединного нерва на внутренней поверхности плеча выполняли кожный разрез. Затем выделяли нерв в межмышечной борозде и иссекали его часть длиной до 2 см. Для взятия образца седалищного нерва разрез делали в нижней трети задней поверхности бедра (там, где нерв топографически выходит из-под группы мышц). Все образцы были промаркированы, а затем, во избежание подсыхания, размещены в «конвертах» из твердой мозговой оболочки.

Для анализа постмортальных процессов в раннем посмертном периоде Ю.И. Пиголкин и А.А. Коровин [5, 6] использовали относительные показатели, вычисленные через абсолютные значения электропроводности. Установлено, что аутолиз носит волнообразный характер, когда периоды стабильности сменяются выраженными некробиотическими процессами. Клетки последовательно проходят этапы от функциональной активности через стабилизацию к дистрофии и некробиотическому разрушению, что позволяет в раннем посмертном периоде регистрировать остаточную активность переживающих клеток и тканей на трупе. Характер и выраженность посмертных процессов существенно изменяются под воздействием температуры окружающей среды. Комплексная оценка морфологических и биофизических изменений тканей и органов подтверждает представление о том, что разрушение сложных биологических систем протекает как многоэтапный поликаузальный процесс, сопровождающийся волнообразным понижением уровня системности и нарастанием уровня энтропии объекта.

По результатам проведенных экспериментов Я.А. Никифоров [7] отметил наличие периодов нарастания и спада электрического сопротивления, опосредованных аутолитическими процессами и гниением, и их зависимость от температурных условий хранения образцов.

Исследования М.С. Ковалевой [8] позволили определить, что импеданс неповрежденной кожи и зоны кровоподтеков достоверно различаются, не завися при этом от пола и возраста исследуемых лиц, а также от величины этанолэмии, причины и ДНС. Импеданс кожи разных участков тела отличается по величине, в связи с чем целесообразно руководствоваться не абсолютными его значениями, а дифференциальными — разницей сопротивлений неповрежденной и поврежденной кожи. Дифференциальное сопротивление кровоподтеков изменяется в зависимости от давности травмы по закону степенной функции, что позволяет использовать этот параметр в качестве диагностического критерия срока их причинения.

М.С. Онянов [9] установил, что в динамике позднего посмертного периода существует определенная зависимость величины коэффициента дисперсии электропроводности (отношение низкочастотного сопротивления к высокочастотному) стекловидного тела от времени наступления смерти.

А.Е. Емельянов [10] выявил особенности динамики изменения импеданса для срединного и седалищного нервов, на основании которых были сформированы интервалы, являющиеся соответствующими сроками ДНС. При этом указанные интервалы индивидуальны для каждого периферического нерва, группы наблюдений и частоты электрического тока, температурного режима «хранения» объекта.

Таким образом, измерения импеданса, по данным источников [5—10], были проведены для раннего посмертного периода на целостных трупах при накожном размещении электродов и для позднего посмертного периода на фрагментах тканей трупов.

Можно отметить исследования по регистрации изменений электрофизических свойств жировой ткани на постоянном токе в целях определения ДНС [11]. Исследования были проведены в сроки ДНС до 10 сут для жировой ткани свиньи, которая максимально схожа по составу с жировой тканью человека.

Оригинальная методика исследования

Объектами исследования служили трупы людей мужского и женского пола. Умершие находились в разном возрасте, причины смерти различались, однако дата смерти во всех случаях была известна достоверно. Также в число объектов исследования входили свиные трупы (возраст животных до 2 мес, масса до 10 кг). Дата смерти свиней также была известна достоверно. Свиньи были умерщвлены на скотобойне посредством электротока. Кожные покровы при этом сохранили свою целостность [12, 13].

Предметом исследования являлись показатели импеданса тканей. В качестве технического устройства использовали прибор Keysight U1733 (Малайзия). Прибор имеет два датчика игольчатого типа, изготовленных из нержавеющей стали. Диаметр каждой иглы составляет 0,5 мм. Длина погружной части каждой иглы — 5 мм (рис. 1 на цв. вклейке). Означенный прибор является мобильным, портативным и простым в использовании. Предлагаемый набор частот тока исследования позволяет отслеживать дисперсию импеданса. Эти качества обусловили выбор устройства для целей эксперимента.

Рис. 1. Прибор Keysight U1733.

Трупы людей и свиней исследовали в стандартизированных условиях (температура воздуха +4 °C, влажность 45%) и условиях естественного биоценоза в летний период времени (среднесуточная температура от +13,6 до +25,1 °C, влажность воздуха от 51,6 до 86,1%, атмосферное давление от 746 до 758 мм рт.ст.).

Проведение экспериментов осуществляли в строгом соответствии с требованиями закона и согласно этическим нормам (заключение Комитета по медицинской этике при МЗ и СР РК и Петрозаводском государственном университете от 21.05.2019 №43).

Замеры значений импеданса на трупах людей, находящихся в стандартизированных условиях, выполняли на частотах 100, 120 Гц, 1, 10, 100 кГц, что было обусловлено техническими возможностями устройства и позволяло наблюдать дисперсию величин импеданса. Значения измеряли каждые 1—4 сут, длительность изучения посмертного периода составляла 3—46 сут.

Измерения производили на трех зонах диагностики: кожа/кожно-мышечный лоскут, хрящевая ткань и сухожилие. Выбор зон диагностики производили, во-первых, с учетом критерия удобства и доступности ткани для введения датчика; во-вторых, с учетом минимализации воздействия специфических параметров конкретных тел на результаты измерений. Кроме того, хрящ и сухожилие обладают низкой метаболической активностью, а снятие показаний с кожи является наиболее простым.

При измерениях импеданса на трупах свиней в стандартизированных условиях и в условиях естественного биоценоза для получения достоверных результатов и возможности сравнения с данными для трупов людей соблюдали использованные ранее методические подходы: показатели импеданса снимали на тех же частотах и с тех же тканей (диагностических зон). Сроки проведения измерений в стандартизированных условиях находились в диапазоне от 2 ч до 80 сут с момента наступления смерти с периодичностью один-два дня, в условиях естественного биоценоза — в диапазоне от 2 ч до 28 сут с момента наступления смерти ежедневно.

Первоначально импеданс кожи измеряли посредством помещения электродов игольчатого типа на участок между фалангами большого и указательного пальца на обеих руках. Поскольку электроды игольчатого типа не могут обеспечить постоянный размер площади, на которой датчик контактирует непосредственно с телом, полученные значения отличались определенной неустойчивостью. Кроме того, верхний слой кожи получал повреждения, если датчик соприкасался с кожей тела, хранящегося длительное время. Это говорит о том, что для целей долгосрочных исследований данным способом кожа является недостаточно репрезентативной диагностической зоной.

В этой связи было принято решение об использовании зоны «кожно-мышечный лоскут» на плече или на бедре. Игольчатые датчики были зафиксированы на расстоянии 5 сантиметрах один от другого. В выбранной зоне при каждом измерении производили новые проколы в связи с тем, что края проколов предыдущего измерения подсыхали, что могло сказаться на точности снимаемых показаний импеданса.

Чтобы получить доступ к сухожилию, был произведен вертикальный разрез в области пяточного сухожилия; длина разреза составила 5 см. Небольшая величина разреза была обусловлена необходимостью максимально уменьшить влияние на ход естественной путрификации. Затем в сухожилие вводили иглы, расстояние между которыми составило 5 см (рис. 2 на цв. вклейке). Полученные результаты можно охарактеризовать как достаточно устойчивые. Достоинства указанной зоны для целей исследования: удобство местонахождения в целях осуществления измерений, иглы не контактируют ни с мышечной, ни с жировой тканями. Недостатки зоны: необходим разрез кожи, а зона исследования контактирует с внешней средой.

Рис. 2. Схема исследования импеданса диагностической зоны «сухожилие».

Осуществляли разрез кожи также и в ходе измерений импеданса хрящевой ткани. Для ввода датчика в хрящевую ткань третьего ребра выполняли проколы аналогичным образом, находящиеся в 5 см один от другого (рис. 3 на цв. вклейке). Достоинства этой зоны для целей исследования: расположена удобно, датчики не входят в соприкосновение с другими органами и мышцами, когда показания получены, хрящ может быть с легкостью закрыт кожей, вследствие чего диагностическая зона перестает контактировать с внешней средой и не инфлюэнсирует изменения в естественных путрификационных процессах.

Рис. 3. Схема исследования импеданса диагностической зоны «хрящ».

Исследуемые зоны (хрящ и сухожилие) после снятия показаний импеданса закрывали кожей, края проколов не подвергались выраженному подсыханию, при каждом последующем измерении для введения игл датчика использовали уже сделанные первоначально проколы.

Можно констатировать, что в процессе работы были успешно отработаны приемы измерения импеданса на целостном трупе человека и модельных объектах. В ходе опытных измерений была выявлена динамика показателей импеданса в постмортальном периоде. Представляется, что значения импеданса были наиболее достоверны и приближены к тем, которые бы получил судебно-медицинский эксперт при осмотре трупа на месте происшествия, только для кожно-мышечного лоскута, т.к. при исследовании именно эта зона находится в неизменных для нее условиях. Хрящ и сухожилие подвергались внешнему воздействию, которого бы не было в реальной ситуации, нарушающему ход «естественной» деструкции, хотя была предпринята попытка максимально их нивелировать. Несмотря на указанный аспект, исследование динамики импеданса сухожилия и хряща важно для установления стадийности постмортального периода. Полученные данные позволили разработать методики для дальнейших исследований импеданса трупных тканей для трупов, различающихся по половозрастным признакам и имеющих разную длительность постмортального периода, которые позволяют получить результаты, обладающие статистической достоверностью.

Заключение

Использование описанной оригинальной методики позволяет методологически корректнее фиксировать динамику импеданса тканей целостного трупа при длительном постмортальном периоде. Использование модельных биообъектов дает возможность: стандартизировать данные, полученные в результате эксперимента, по таким критериям, как дата смерти, возраст объекта, толщина подкожной жировой клетчатки и ряду других характеристик; расширять базу данных показателей импеданса и проводить дальнейший их полноценный статистический анализ.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.