Автореферат и диссертация по медицине (14.03.05) на тему:Объективизация диагностики давности происхождения кровоподтеков в колориметрической системе RGB

На правах рукописи

ЛИТВИНОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ОБЪЕКТИВИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИКИ ДАВНОСТИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ КРОВОПОДТЕКОВ В КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ RGB

14.03.05 — «Судебная медицина»

2 9 АПР 2015

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

005567909 Ижевск, 2015

005567909

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО ИГ-МА Минздрава России)

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор ВИТЕР Владислав Иванович

Официальные оппоненты:

ЗВЯГИН Виктор Николаевич - доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный врач РФ, Заслуженный деятель науки РФ, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заведующий отделом судебно-медицинской идентификации личности.

ГЕДЫГУШЕВ Исхак Ахмедович - доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный врач РФ, «Российская академия правосудия», кафедра уголовно-процессуального права и криминалистики им. Н.В. Радутной, профессор кафедры.

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Защита состоится к ¥» 2015 года в ю часов на заседании

диссертационного совета Д 208.041.04, созданного на базе ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России по адресу: 125006, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4. стр. 7. (помещение кафедры истории медицины).

Почтовый адрес: 127473, г. Москва, ул. Делегатская 20/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России по адресу 127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а. и на сайте http://dissov.msmsu.ru.

Автореферат разослан

Л

¿Ли-/ 2015 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д208.041.04, кандидат медицинских наук, доцент

Хохлова Татьяна Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акту альность исследования:

Суждение о давности повреждений кожи, сопровождающихся формированием кровоподтеков, в абсолютном большинстве случаев производится на основании изучения их цвета, оцениваемого экспертом визуально (Витер В. И., Халиков А. А., 2003; Хохлов В. В., 2010; Froede R. G., 1990 и мн. др.).

Основная проблема суждения по цвету заключается в том, что при визуальной (субъективной) оценке повреждения отсутствует объективная гарантия его достоверности. Применение шкал цветов (Бондарцев А. С., 1954, Рабкин Е. Б., 1956; Сапунов Б. Н., 1961; Автандилов Г. Г., 1962; Селиванов Н. А., 1977) не может считаться решением указанной проблемы. Это обусловлено как причинами чрезвычайной сложности абсолютно точного воспроизведения цвета в ходе типографского изготовления шкалы (и многократного ее воспроизведения при тиражировании) (Артюшин JI. Ф., 1970; Джадд Д., Вышецки Г., 1978; Айзенберг Ю. Б., 2006), так и сложностью сопоставления цвета бумаги (шкалы цветов) и кожи пострадавшего - объектов, принципиально различных по своим светоотражающим свойствам (Пратг У., 1982). Кроме того, визуальная оценка цвета кровоподтека выполняется экспертом исходя из его индивидуальных особенностей восприятия, которые у разных экспертов могут различаться, даже если они являются нормальными трихроматами (Измайлов Ч. А., 1995; Бирю-чевский А. Д. и соавт., 2009; Гордюхина С. С., Григорьев А. А., 2010).

Объективная регистрация внешнего вида повреждений в судебной медицине производится путем их фотографирования, выполняемого в соответствии с требованиями, установленными исходя из максимальной результативности этого действия (Абрамов С. С., Ерофеев С. В., Шишкин Ю. Ю., 2002; Кубицкий Ю. М., 1961; Селиванов Н. А., 1955; Шишканинец Н. И., Авдеев А. И., 2012; Шишкин Ю. Ю., Ерофеев С. В., 2004; Шишкин Ю. Ю., 2005; Ортодоксос О., 2014). Поскольку в настоящее время цифровая фотография практически полностью заменила собой пленочную, в распоряжении эксперта имеются электронные изображения повреждений, доступные цифровой обработке и анализу их цветовых характеристик - колориметрии. Одной из наиболее известных систем оценки цвета является система RGB (red, green, blue), установленная для коло-

3

риметрических измерений Международной комиссией по освещению в 1931 году. Безусловным достоинством использования данной системы для практического использования, является тот факт, что именно трехцветная система формирования цветного изображения используется в современной цифровой фотографии и в основе цветового зрения человека (Гуревич М. М., 1950; Ивенс Р. М., 1964; Кустарев А. К., 1965 и мн. др.).

Соответственно, с учетом изложенного выше, представляется возможным объективизировать экспертное заключение в отношении морфологической характеристики повреждения, что определило содержание представленной работы и позволило сформулировать цель и задачи исследования.

Цель исследования:

Повышение объективности и точности судебно-медицинской диагностики давности внешнего травматического воздействия на мягкие ткани человека применением инструментальной фотографической фиксации и компьютерной цифровой оценки цвета кровоподтеков.

Задачи исследования:

1. Провести ретроспективный анализ судебно-медицинских материалов («Заключений эксперта», «Актов судебно-медицинского исследования») Курганского областного бюро судебно-медицинской экспертизы и Бюро судебно-медицинской экспертизы Удмуртской Республики за период 2010-2012 гг., с целью выявления существующих проблем объективизации и судебно-медицинской диагностики давности образования повреждений мягких тканей, сопровождающихся формированием кровоподтеков.

2. Разработать методику фотографической фиксации внешнего вида кровоподтеков с возможностью их объективной количественной оценки в пространстве RGB, формализацией названия цвета по Международной шкале и цифрового выражения цвета, его яркости и насыщенности по цветовой модели YCrCb.

3. Установить частоту встречаемости формализованных наименований цветов кровоподтеков в группах различной давности травмы и на основе многошагового алгоритма Байеса выделить дифференциально-диагностические цвета, с возможностью их применения для объективного суждения о давности

травматизации мягких тканей исследованием цветного цифрового изображения кровоподтека.

4. Изучить цифровые характеристики цвета кровоподтеков по модели УСгСЬ, с установлением их зависимости от давности травматического воздействия, локализации повреждения, пола и возраста травмированного человека, давности смерти и наличия этанола в крови на момент ее наступления.

5. Разработать математическую модель и алгоритм компьютерной диагностики давности внешнего травматического воздействия на мягкие ткани человека, сопровождающегося формированием кровоподтека, по цифровым характеристикам цвета его центрального и периферического участков, с возможностью практического применения в судебно-медицинской деятельности.

Научная новизна:

Впервые на практическом экспертном материале разработана методика фотофиксации и объективной количественной характеристики цвета кровоподтеков (их центрального и периферического отделов) с формализацией цвета, его яркости и насыщенности по модели УСгСЬ, а также Международной шкале наименований цветов.

Применением многошагового алгоритма Байеса выделены дифференциально-диагностические цвета, характерные для кровоподтеков различной давности формирования, и установлена достоверность экспертного суждения (в % вероятности) о давности травмы на их основе.

Впервые в судебной медицине показана количественная зависимость цвета кровоподтека, его яркости и насыщенности, от давности травмы, локализации повреждения, пола и возраста травмированного человека, наличия этанола в его крови и времени с момента смерти до момента фотофиксации повреждения.

На основе методов компьютерного искусственного интеллекта и регрессионного анализа впервые в судебной медицине разработана математическая модель расчетного определения давности травмы количественным исследованием цвета кровоподтека и определены границы достоверности метода для Р > 95%.

Практическая значимость:

Практическая значимость работы заключается в объективизации судебно-медицинской диагностики давности внешнего травматического воздействия на

мягкие ткани пострадавшего и повышения точности диагностики применением математических методов расчета давности травмы с разработкой алгоритма фотографической фиксации внешнего вида кровоподтека на теле пострадавшего человека с формализацией и количественным выражением цвета его периферического и центрального участков, что повышает доказательность экспертных выводов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Преобладание в экспертной практике субъективных методов исследования ограничивает возможности судебно-медицинских экспертиз в плане установления давности внешнего травматического воздействия, приводя к необходимости разработки и внедрения в практику методов, основанных на объективной количественной оценке морфологических проявлений механической травмы.

2. Разработанная методика фотографической фиксации и компьютерной формализации цвета кровоподтека (его центральной и периферической областей) на основе Международной шкалы наименований цветов и цветовой модели УСгСЬ, позволяет ограниченным набором формализованных их цветов количественно характеризовать морфологические особенности повреждения, объективизируя его экспертное описание, оценку и с конкретной степенью достоверности (от 70% до 100%) судить о давности внешнего травматического воздействия.

3. Количественные цифровые характеристики цвета различных отделов кровоподтека, его яркости и насыщенности (по модели УСгСЬ), зависят от давности и локализации повреждения, пола и возраста пострадавшего человека, давности его смерти и наличия этанола в крови на момент ее наступления.

4. Разработанный алгоритм фотофиксации и цифрового количественного исследования и формализации цвета кровоподтека, объективизируя процедуру судебно-медицинской экспертизы пострадавших, позволяет повысить точность диагностики давности механической травмы расчетом границ интервала, в котором с вероятностью более 95% находится искомое время.

Протокол диссертационного исследования одобрен Комитетом по биомедицинской этике Ижевской государственной медицинской академии Министерства здравоохранения и социального развития РФ (Аппликационный № 259 от 28 июня 2011 г.)

Апробация диссертации:

Результаты исследования докладывались и обсуждались на 19-ой сессии НП «Приволжско-Уральская ассоциация судебно-медицинских экспертов» (Пермь, 2012 г.), расширенных заседаниях кафедры судебной медицины ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздрава России (Ижевск, 2011-2014 гг.), методического совета Курганского областного бюро судебно-медицинской экспертизы (Курган, 2012-2014 гг.), межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в теории и практике судебной медицины и патологической анатомии (Киров, 2014 г.), межрегиональной научно-практической конференции (Казань, 2014 г.).

Диссертация апробирована на расширенном заседании кафедры судебной медицины ГБОУ ВПО ИГМА Минздрава России с представителями Приволж-ско-Урапьской ассоциации судебно-медицинских экспертов (протокол № 2 от 16 сентября 2014 г.).

Личное участие автора:

Весь материал, представленный в работе, получен и проанализирован лично автором при технической и консультативной помощи сотрудников кафедры судебной медицины ГБОУ ВПО ИГМА Минздрава России.

Реализация результатов исследования:

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры судебной медицины ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздрава России, в практическую деятельность БУЗ УР «Бюро судебно-медицинской экспертизы МЗ УР» (г. Ижевск), ГКУЗ «Курганское областное бюро судебно-медицинской экспертизы» (г. Курган), ГБУЗ «Челябинское областное бюро судебно-медицинской экспертизы» (г. Челябинск), ГБУЗ ТО «Областное бюро судебно-медицинской экспертизы» (г. Тюмень), ГБУЗ СО «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (г. Екатеринбург), о чем имеются соответствующие акты внедрения.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них 1 монография, 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов исследований на соискание ученых степеней кандидатов и докторов наук.

Структура и объем диссертации:

Диссертация изложена на 218 листах компьютерного текста. Состоит из введения, обзора литературы, главы о материале и методах исследования, 4-х глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 224 источника, в том числе 47 зарубежных. Диссертация содержит 46 рисунков и 152 таблицы. Приложение оформлено в виде сводных таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал, методы и этапы исследования:

Все исследования проведены на базе Курганского областного бюро судебно-медицинской экспертизы и Бюро судебно-медицинской экспертизы Удмуртской Республики в период 2010-2012 гг. в последовательности 2-х этапов:

1. Изучение архивного материала Курганского областного бюро судебно-медицинской экспертизы и Бюро судебно-медицинской экспертизы Удмуртской Республики:

С целью подтверждения актуальности проводимого исследования для практического здравоохранения изучен экспертный материал отделений экспертизы потерпевших, обвиняемых и других лиц. В Бюро судебно-медицинской экспертизы Курганской области, по поводу оценки вреда здоровью прошли экспертизу и обследование 16247 (2010 г.), 15595 (2011 г.), 15350 (2012 г.) живых лиц. В Бюро судебно-медицинской экспертизы Удмуртской Республики прошли обследование 24133 (2010 г.), 23934 (2011 г.), 26017 (2012 г) живых лиц.

2. Фотографическое исследование кровоподтеков:

Исследование осуществлено на 2670 трупах лиц европейского типа внешности, в возрасте от 18 до 84 лет, имеющих на теле кровоподтеки различной локализации и цвета, с точно установленными давностью смерти, обстоятельствами, датой и временем травмы (измеряемой в часах посттравматического периода). Все данные подтверждались сведениями из официальных документов (медицинские карты, материалы следственных дел). Учитывалось также и мнение эксперта, производившего секционное исследование мертвого тела.

При отборе материала на фотографирование специально исключались причины смерти, сопровождающиеся изменением цвета кожных покровов умершего, такие как отравление гемоглобинотропными (с образованием кар-бокси-, метгемоглобина, гематопорфирина и т.д.) и гемолитическими ядами (уксусная кислота, яды змей и т.д.), смерть от алкогольной болезни печени или ее поражений другой этиологии, а также некоторые прижизненные несмертельные заболевания, обусловливающие изменения цвета кожи трупа («желтуха» различной этиологии), и другие состояния, сопровождающиеся индивидуальностью ее оттенка (пигментация или депигментация кожи).

В связи с тем, что на некоторых трупах обнаруживались множественные кровоподтеки (различной локализации и давности формирования) фотографирование этих тел производилось многократно. После отбора наиболее качественных фотографий (с правильной цветопередачей, достаточно резких и малошумных) исследовательская база составила 2783 изображения кровоподтека.

Непосредственно для фотографирования использованы фотоаппараты Canon IXUS 132 и Canon EOS 650D с фотообъективом EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II в условиях, стандартизованных по освещенности и дистанции съемки.

Оценка полученных цифровых фотографий осуществлялась двумя различными способами:

- формализация наименования цвета кровоподтека на основе его цифровых характеристик.

— оценка цифровых параметров цвета кровоподтека, отражающих его цвет, яркость и насыщенность.

Цветное изображение тела пострадавшего человека открывалось в программе Irfan View, кадрировалось, затем с помощью программы ColorPix анализировался образец белого цвета на фотоизображении для оценки правильности цветопередачи. В дальнейшем на фотоизображении выбирался центральный участок кровоподтека и его периферическая зона, в пяти точках которых с помощью ColorPix оценивался цвет по шкале RGB. Значения RGB-кодов вносились в базу, составляемую в программе Microsoft Excel.

Формализация наименования цвета осуществлялась на основе Международной шкалы наименований цветов, из которой, на основе установленного

RGB-кода, выбиралось наименование, соответствующее цвету участка изучаемого кровоподтека. Намеренно не использовались наименования цветов, рекомендованные к применению в судебной медицине Г.Г. Автандиловым, A.C. Бондарцевым, Б.Н. Сапуновым, H.A. Селивановым и другими исследователями, чтобы не ограничивать себя в их выборе (Международная шкала содержит свыше 1000 наименований цветов) и акцентировать внимание на некоторой субъективности данной процедуры.

В группах кровоподтеков различной давности формирования изучалась частота встречаемости того или иного наименования цвета, выражаемая в долях целого, и осуществлялся анализ с использованием алгоритма Байеса.

Переход от цветового координатного пространства RGB к пространству YCrCb, в цифровом виде характеризующему цвет изображения, его яркость и насыщенность, осуществлялся на основе математических выражений:

Y = 0,299х R + 0,587х G + 0,114х В

Cr = 0,500х Ä —0,419х G+0,081x В (1)

Cb = -0,169xR-0,331xG+0,500xB

где У-яркость пикселя цифрового изображения, ед.;

Cr - величина красной цветоразностной компоненты, ед.;

СЬ - величина синей цветоразностной компоненты, ед.;

R- величина красной составляющей цвета изображения, ед.;

G — величина зеленой составляющей цвета изображения, ед.;

В - величина синей составляющей цвета изображения, ед.

В дальнейшем цифровые характеристики кровоподтека (яркость цвета, величина красной и синей цветоразностных компонент), после соответствующей группировки в зависимости от учитываемого фактора, анализировались методами количественной статистики (Айвазян С.А., Мхитарян B.C., 1998; Гланц С., 1999; Зайцев В.М., Лифляндский В.Г., Маринкин В.И., 2003).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На основе анализа экспертной документации за период 2010-2012 гг., установлен ряд общих закономерностей и сложностей, встречающихся при экспертном исследовании пострадавших с травматическими повреждениями мягких тканей. Формирование травм, с кровоподтеками на теле пострадавших, наиболее характерно для бытового травматизма (Курганская область — 81%,

Удмуртия - 76%). Реже оно встречается при травматизме уличном (Курганская область - 9%, Удмуртия - 14%), транспортном (5% и 8%), и при иных видах. Состав травмированных лиц изученных городов, существенно не различается. Тем не менее, женщин, проходивших экспертизу в Бюро судебно-медицинской экспертизы по поводу имеющихся у них проявлений травм мягких тканей, оказалось несколько больше, чем мужчин (Курганская область - 56,7% против 43,3%, Удмуртия - 53% против 47%). Возрастную группу, наиболее часто обращающуюся в Бюро судебно-медицинской экспертизы по поводу травм, составляют мужчины и женщины в возрасте 15-39 лет, что, по нашему мнению, обусловлено наибольшей активностью данной группы в социальном плане. Изучая регионарное распределение частоты травм мягких тканей с формированием кровоподтеков кожи, установлено, что наиболее часто они локализуются в области головы (Курганская область - 42,6%, Удмуртия - 45,2%), на втором месте находится область верхних конечностей (Курганская область — 31,1%, Удмуртия - 28,7%), далее следуют области нижних конечностей, грудная клетка и прочие локализации.

Мнение следствия о сроках формирования кровоподтеков и результаты экспертных исследований поэтому же поводу иногда не совпадают. Так на сроках травмы 0-24 часа мнение эксперта и данные следствия не совпадают для Курганской области в 5,5% случаев, а для Удмуртской Республики в 1,7%. На сроках 25-48 часов после травмы выявляется несоответствие мнений в 9,5% для Курганской области и 3,7% для Удмуртии. На сроках 49-72 часа выявлено несоответствие в 3,6% для Курганской области и 1,8% для Удмуртии. Причины таких расхождений могут быть весьма различными, отметим только, что даже столь небольшие несоответствия мнений следствия и эксперта (5% и менее), порой могут иметь существенное значение, т.к. они прямо влияют на юридические последствия и особенности судебного разбирательства конкретного уголовного или гражданского дела.

Установлено, что, несмотря на множество работ, посвященных диагностике давности внешнего травматического воздействия на мягкие ткани человека, сопровождавшегося формированием кровоподтека, их исследование в условиях Бюро судебно-медицинской экспертизы осуществляется преимущественно мак-

роскопически, без объективной регистрации и численной фиксации выявляемых изменений. Несмотря на существование рекомендаций и таблиц, с образцами и наименованиями цветов объектов судебно-медицинского исследования, при описании кровоподтека часто использовались произвольные характеристики его цвета и оттенков, в том числе и отсутствующие в списке рекомендованных к применению. Наиболее часто в изучаемом материале встречались указания на три базовых цвета (красный, синий, зеленый) и их оттенков, возникающих при смешении (коричневато-зеленый, зеленовато-желтый, желтый), но однозначной зависимости частоты встречаемости базового (опорного) цвета кровоподтека от давности его образования, по изученным архивным материалам, нами не установлено.

Отмечалось, что красный цвет чаще встречается при описании кровоподтеков давностью 0-24 и 25-48 часов, синий превалирует в группах 49-72 и 73-96 часов, а зеленый регистрируется экспертами в группах давности кровоподтека 73-96 и 97-120 часов. Тем не менее, выделить некие «чистые» зависимости изменений внешнего вида кровоподтека исключительно на основе результатов их визуальных экспертных исследований и использования только трех базовых цветов (красный, синий, зеленый) не представилось возможным. Это привело нас к выводу, что существующая в судебной медицине методика оценки цвета действительно не свободна от субъективизма и допускает ее модернизацию в плане повышения объективности и практической значимости.

На втором этапе работы, на трупном материале проведено исследование, заключающееся в фотографической цифровой фиксации и формализации наименований цветов кровоподтеков различной локализации и давности их формирования.

Установлено, что для описания центрального участка кровоподтека достаточно 83-х наименований цветов, причем некоторые из них встречаются только в определенных выборках давности повреждений, являясь, таким образом, уникальными для той или иной конкретной группы. Другие же наименования цвета с различной частотой встречаемости отмечены в нескольких группах.

Аналогичные выводы были сделаны и в отношении цвета периферической части кровоподтеков, с тем отличием, что для описания этих участков вполне достаточным явилось использование 60-и наименований цветов.

Частота встречаемости цветов, не являющихся «уникальными», анализировалась с помощью метода Байеса, что позволило выделить дифференциально-диагностические цвета для каждой из сформированных групп давности травмы и определить их значимость по критерию Кульбака.

Проведенные исследования позволили сделать вывод о перспективности цифровой объективизации цвета кровоподтека, облегчающей процедуру его формализации (наименования) и использования наименования цвета для целей диагностики давности внешнего травматического воздействия.

На третьем этапе работы изучались характеристики цвета центрального и периферических участков кровоподтеков, выражаемые численно в форме яркости пикселя изображения, красной и синей цветоразностных компонент (насыщенность цвета), в цветовой модели YCbCr.

Цифровые координаты Y, СЬ, Сг объединялись в группы, формируемые по критериям пола, возраста, наличия этанола в крови умершего человека, давности его смерти, и соотносились с ошибкой средней арифметической, после чего выполнялись необходимые статистические исследования (сравнение средних, корреляционный, регрессионный анализы) по влиянию учитываемых факторов на цифровые характеристики цвета периферической и центральной частей исследованных кровоподтеков.

Установлено, что все изучаемые цифровые характеристики цвета кровоподтека (собственно цвет, его яркость и насыщенность) зависят от пола травмированного лица, области поврежденного участка тела, факта наличия этанола в крови пострадавшего и значения времени, прошедшего с момента смерти человека до момента фотофиксации повреждений на его теле. Паспортный возраст пострадавшего продемонстрировал слабое корреляционное воздействие на значения Y, СЬ, Сг, что, по нашему мнению, может быть обусловлено существованием расхождения паспортного и биологического возраста пострадавшего, однако это не дает возможности полностью исключить этот фактор из учета.

Последний этап работы заключался в проведении исследования с применением специализированной компьютерной программы «PolyAnalyst», использующей алгоритмы, т.н., «интеллектуального анализа данных». Безусловным достоинством этого анализа являлась его абсолютная объективность, т.к. про-

грамма «PolyAnalyst» работает полностью самостоятельно, не допуская вмешательства пользователя в процесс и направление производимых ею вычислений.

По результатам проведенного анализа программа «PolyAnalyst» сформировала три математических выражения, использующих цифровые значения цвета, его яркости и насыщенности для расчета давности образования кровоподтека (Рис. 1). Адекватность этих выражений и их точность изучены нами с помощью методов регрессионного анализа и построения диаграмм рассеяния, иллюстрирующих точность метода.

Y центр Сг центр Y периферия СЬ периферия

Рис. 1. Значимость показателей, используемых для целей расчета давности кровоподтека

Построение линий линейной регрессии для заданной точности метода равной 95%, позволило разработать три неравенства, соответственно, задающих границы доверительного интервала для выражений, созданных программой «Р о ly Analyst».

DTRa = 0,495х Ywmv -1,656х + 0,615х Утриф -0,514х СЪтриф -56,219 (2)

где DTRa - расчетная давность кровоподтека, час;

Утриф - координата Y периферии кровоподтека, знач.; УЧ1нтр - координата Y центра кровоподтека, знач.; СЬпериф — координата СЬ периферии кровоподтека, знач.; Сгцентр - координата Cr центра кровоподтека, знач.

Установлено, что наиболее точным является выражение, учитывающее все три цифровые характеристики цвета кровоподтека (2), в связи с чем, именно

оно и рекомендовано нами к применению в экспертной практике, совместно с

выражением, устанавливающим границы доверительного интервала (Рис. 2) для

вероятности более 95% (3).

0,592х DTRa - 6,464 < DTR < 0,958х DTRa + 7,857 (3)

где DTRa — расчетное значение давности травмы, час; DTR - реальное значение давности травмы, час.

Реальная давность травмы, час.

Рис. 2. Границы доверительного интервала метода при использовании математического выражения (1).

Для облегчения внедрения разработанного способа в экспертную практику создана компьютерная программа (Рис. 3), осуществляющая расчет давности внешнего травматического воздействия на мягкие ткани пострадавшего сопровождавшегося формированием в них кровоподтека.

выводы

1. Субъективные методы исследования морфологических проявлений механической травмы (кровоподтеков) ограничивают возможности судебно-медицинских экспертиз, не позволяя в полной мере реализовать их диагностические возможности, в то же время, создавая предпосылки для разработки и внедрения в практику методов, основанных на объективной количественной регистрации и оценке характеристик повреждения.

2. Создана методика фотофиксации и компьютерной оценки цвета кровоподтека, что позволяет количественно характеризовать его особенности на основе цветовой модели УСгСЬ и формализовать названия цвета периферической и центральной областей кровоподтека на основе Международной шкалы наименований цветов, что объективизирует экспертное описание и оценку повреждения.

3. Цвета кровоподтеков, формализованные по Международной шкале наименований, позволяют путем применения ограниченного их набора (45 для центрального и 32 для периферического участков) объективно описать на цветном цифровом изображении внешние морфологические особенности повреждения и с высокой степенью достоверности (от 70% до 100%) высказаться о давности травматического воздействия.

4. Количественные характеристики цвета периферического и центрального отделов кровоподтека, его яркость и насыщенность, с высокой степенью достоверности (Р > 95%) зависят от локализации повреждения, пола и возраста пострадавшего, наличия этанола в крови его трупа, а также продолжительности времени с момента смерти человека до момента фотофиксации повреждений, что усложняет диагностическую процедуру, позволяя формировать экспертное суждение в форме указания интервала давности внешнего травматического воздействия.

5. Алгоритм цифровой фотофиксации, формализация цвета кровоподтека, и его количественная характеристика на основе цветовой модели УСгСЬ, повышают точность диагностики давности механической травмы, с объективным определением границ интервала, в котором с вероятностью более 95% находит-16

ся искомое время травмы, по представленным оригинальным математическим выражениям, что позволяет рекомендовать их для использования в экспертной практике.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для инструментальной объективизации давности механической травмы мягких тканей, сопровождающейся формированием кровоподтеков, предлагается следующий рабочий алгоритм:

I. Фотофиксация внешнего вида повреждения:

Производится в условиях, позволяющих получить высокое качество результирующего изображения. Для этого используются фотокамеры с матрицей, обладающей разрешающей способностью 3,0 мегапикселей и выше. Непосредственно для освещения объекта исследования и его фотографирования используется «метод 45/0», сущность которого заключается в том, что объект освещается одним или несколькими пучками света, оси которых составляют угол 45±5° относительно нормали к поверхности образца. Угол между направлением наблюдения и нормалью к образцу должен находиться в пределах 0-10°, угол между осью освещающего пучка и любым его лучом не должен превышать 5°. В качестве осветителей используются вольфрамовые лампы (лампы накаливания), обладающие цветовой температурой 2650-3400°К или ксеноновые лампы (лампы фотовспышки), цветовая температура которых 5290-6000°К. В ходе фотографирования следует избегать появления бликов на коже пострадавшего человека, либо теней от фотокамеры, фотографа или других посторонних предметов. В качестве образца цвета используется белый объект (например, бумажная линейка с нанесенными на ней белыми и черными квадратами - для контрастности), размещаемый таким образом, чтобы он обязательно попал в кадр при фотографировании. В «Заключение эксперта» или в «Акт судебно-медицинского исследования» обязательно вносятся указания на факт и время проведенного фотографирования повреждений на теле пострадавшего человека с конкретизацией модели фотоаппарата, примененного для этих целей.

II. Определение координат цвета кровоподтека:

Фотоизображение кровоподтека, сохраненное в файл jpg или любой другой формат изображений, переносится на персональный компьютер. Для просмотра полученных фотографий может быть использована любая программа-просмотрщик изображений. Может быть использован штатный менеджер изображений Windows, программа Adobe Photoshop и т.п. Мы рекомендуем IrfanView, как программу, бесплатную для некоммерческого использования, работающую с любыми графическими форматами файлов. Оценка цвета кровоподтека на фотографии производится либо средствами программы, использованной для просмотра изображения (если ее функционал позволяет это сделать), либо внешними программами, в качестве которых рекомендуем ColorPix — свободно распространяемую разработку (vvwvv.colorschemer.com). бесплатную для некоммерческого использования. Первоначально оценивается цвет образца (линейки), размещенной в кадре. Белый цвет образца должен иметь координаты 255;255;255 по шкале RGB. При существенном отличии цвета образца от указанных значений делается вывод о низком качестве фотографии, и она признается неподходящей для дальнейшего ее использования. Если белый цвет образца на фотографии имеет координаты, близкие к указанным (255;255;255), делается вывод о правильной передаче цветов на данном изображении. Цвет кровоподтека измеряется в цветовом пространстве RGB не менее чем в пяти точках центрального участка кровоподтека и в его периферической зоне. Полученные RGB-коды документируются путем фиксации их на распечатанной фотографии (нанесением надписей и стрелок, указывающих область измерения цвета).

III. Формализация наименования цвета кровоподтека:

Для наименования цвета кровоподтека может быть использована любая шкала, официально признанная и рекомендованная к применению. Основным требованием к ней является четкое соотнесение RGB-кодов с наименованиями цветов. Мы рекомендуем к применению Международную шкалу наименований цветов, как имеющую мировое признание и достаточно подробную (свыше

1000 наименований), что позволяет наиболее точно формализовать цвет путем соотнесения его названия с цифровой характеристикой.

IV. Оценка давности образования кровоподтека:

Оценить давность внешнего травматического воздействия на мягкие ткани пострадавшего, приведшего к появлению кровоподтеков, можно двумя различными путями.

1. Оценка формализованного цвета кровоподтека.

На давность внешнего травматического воздействия указывают следующие цвета кровоподтеков (с указанием на КОВ-код и достоверность суждения): Давность травмы 0-24 часа:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Бистр 61;43;31 100% Бежево-коричневый 121;85;61 100%

Винно- красный 94;33;41 100% Мышино-серый 100;107;99 100%

Известковая глина 121;68;59 100% Бледный красновато-

Коричнево-красный 120;31;25 100% пурпурный 172; 117;128 100%

Оксил красный 100;36;36 100% Бледно-песочный 218;189;171 100%

Очень темный Медно-коричневый 142;64;42 100%

красновато-пурпурный 39;10;31 100% Перламутрово-бежевый 106;93;77 100%

Пурпурно-черный 21-МЛ2 100% Светлый серовато-

Сепия коричневый 56;44;30 100% пурпурно-красный 178;112;112 100%

Серая умбра 51;47;44 100% Серовато-красновато-

Серо-коричневый 64;58;58 100% пурпурный 125;77;93 100%

Темный оливково- Темный серовато-

коричневый 48;33;18 100% желтый 164;124;69 100%

Темный серовато- Бежево-коричневый 121;85;61 100%

оливковый 43;37;23 100% Темно-каштановый 152;105;96 84%

Фалунский красный 128;24;24 100%

Давность травмы 25-48 часов:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Бледный пурпурно- Розово-золотой 183;110;121 100%

синий 138;127;142 100% Розовый антик 211;110;112 100%

Пастельно-фиолетовый 161;133;148 100% Бледно-пурпурный 174;132;139 78%

Пюсовый 204;136;153 100% Латунный 181;166;66 77%

Розовый кварц 170; 152; 169 100% Розовый Маунтбэтгена 153; 122; 141 77%

Красновато-коричневый 117;90;87 77% Светлый пурпурно-

розовый 255;168;175 77%

Серовато-пурпурно-

розовый 204;146;147 72%

Давность травмы 49-72 часа:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Перламутрово-ротовый 180;76;67 100% Перламутровый

Серовато-зеленый 87;94;78 100% мышино-серый 137; 129; 118 100%

Бледно-пурпурный 174;132;139 72%

Ламантин 151;154;170 76%

Розовая долина 171 ;78;82 69%

Серовато-красновато-

пурпурный 125;77;93 73%

Давность травмы 73-96 часов:

Центральный участок кровоподтека:

Периферический участок кровоподтека: Кварцевый 153;149;140 63%

Давность травмы 97-120 часов:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Болотный 172;183;142 100%

Умеренный пурпурно-

розовый 226;128;144 100%

Красновато-серый 139;108;98 71%

Медно-розовый 153;102;102 75%

Розовато-лилово-серый 145;95;109 72%

Серовато-пурпурный 114;82;92 80%

Насыщенный Темное зеленое море 143;188;143 100%

пурпурно-розовый 24б;118;142 100% Зеленовато-серый 122;118;102 75%

Давность травмы 121-144 часа:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Кирпично-красный 203;65;84 100% Светлый синевато-

Бледно-фиолетовый 149;123;141 77% серый 190; 173; 161 100%

Розовато-лилово-серый 145;95;109 71% Темный оранжево-

Темно-каштановый 152;105;96 63% желтый 195;118;41 100%

Цвет мокрого асфальта 80;80;80 65% Серый нейтральный 160;160;164 75%

Давность травмы 145-168 часов:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Бежево-красный 193;135;107 100% Светлый серовато-

Галечный серый 184;183;153 100% оливковый 139;115;75 100%

Розовый антик 211;110; 112 100% Темно-лососевый 233;150;122 100%

Светло-коричневый 152;118;84 100% Бобровый 159;129;112 76%

Светло-серовато- Розовый кварц 170; 152; 169 76%

красный 177;114; 103 100%

Тусклый серый 105;105;105 100%

Давность травмы 169-192 часа:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Бледный желтовато- Дыня Крайола 253;188;180 88%

зеленый 240;214;152 100% Пастельно-розовый 255;209;220 91%

Перекати-поле 222;170;136 100% Персиковый Крайола 255;207;171 88%

Тусклый амарангово- Серебряный 192;192;192 70%

розовый 221;190;195 100%

Циннвальдит 235;194;175 100%

Некоторые цвета позволяют судить о давности травмы с несколько 1

шей погрешностью:

Центральный участок кровоподтека: Периферический участок кровоподтека:

Розово-серо- Бледный серо-

коричневый цвет 25-120 часов 73% коричневый 25-96 часов 76%

Розово- Умеренный пурпурно-

коричневый цвет 73-192 часа 84% розовый 49-96 часов 82%

Св. серовато-

желтовато-коричневый 73-144 часа 73%

Бело-алюминиевый 73-168 часов 77%

Синевато-серый 97-144 часа 82%

Перекати-поле 121-168 часов 74%

Циннвальдит 121-192 часа 80%

После оценки формализованного наименования цвета кровоподтека эксперт формулирует свое заключение в форме следующего суждения: «Учитывая (наименование) цвет центра кровоподтека (значение 1ЮВ-кода) и (наименование) цвет его периферической части (значение ЯСВ-кода) считаю, что с вероятностью (указание на %) давность формирования повреждения находится в пределах (указываются границы) часов до момента его фотофиксации». 2. Оценка количественной характеристики цвета кровоподтека. ЯОВ-коды центрального и периферического участков кровоподтека переводятся в цветовую модель УСгСЬ путем пересчета по формулам: У = 0,299х Д + 0,587х С + 0,114х В

0 = 0,500хЯ-0,419х 6+0,081x5 (4)

СЬ = -0,169х Я - 0,331х в + 0,500х В

где У— яркость пикселя цифрового изображения, ед.;

Сг — величина красной цветоразностной компоненты, ед.; СЬ — величина синей цветоразностной компоненты, ед.; Я - величина красной составляющей цвета изображения, ед.; в — величина зеленой составляющей цвета изображения, ед.; В — величина синей составляющей цвета изображения, ед.

Таким образом, определяются цифровая характеристика цвета кровоподтека, его яркость и насыщенность. Указанные характеристики рассчитываются для периферических и центральных отделов повреждения, соответственно. Давность кровоподтека рассчитывается по формуле:

ОГДо=0,495x^-1,656хСг„^ + 0,615хУ„^-0,514хС6„^-56,219 (5)

где йТКа — расчетная давность кровоподтека, час;

Упериф — компонента У периферии кровоподтека, знач.; Уцептр - компонента У центра кровоподтека, знач.; СЬпериф - компонента СЬ периферии кровоподтека, знач.; Сгцентр — компонента Сг центра кровоподтека, знач.

Затем рассчитываются границы, в которых с вероятностью более 95% находится искомая давность внешнего травматического воздействия:

0,592х ОГД, -6,464 < БТЯ < 0,958х £>7К0 + 7,857 (6)

где ОТЯа - расчетное значение давности травмы, час; 1)77? — реальное значение давности травмы, час.

После оценки цифрового выражения цвета кровоподтека эксперт формулирует свое заключение в форме следующего суждения: «Учитывая цифровые

характеристики цвета кровоподтека в его центральной области (значение по цветовой модели YCrCb равно — указывается значение) и на периферии (значение по цветовой модели YCrCb равно — указывается значение), считаю, что с вероятностью более 95% давность формирования повреждения находится в пределах (указываются границы) часов до момента его фотофиксации».

Для ускорения математических расчетов и повышения удобства использования представленного способа рекомендуется использование программы «Brush's color v. 1.0».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Витер В.И., Литвинов A.B., Якимов И.А. Количественная оценка цвета кровоподтеков в судебно-медицинской практике // Проблемы экспертизы в медицине. - Ижевск, 2012. - № 1-2. - С. 17-18.

2. Литвинов A.B., Витер В.И., Вавилов А.Ю. О необходимости цифровой стандартизации оценки цвета в практике судебно-медицинских экспертиз // Проблемы экспертизы в медицине. - Ижевск, 2013. - № 3. - С. 33-36.

3. Литвинов A.B., Витер В.И., Вавилов А.Ю. О формализации наименования цвета в судебно-медицинской диагностике давности образования кровоподтеков//Проблемы экспертизы в медицине. - Ижевск, 2014.-№2-3. —С. 13-16.

4. Литвинов A.B., Витер В.И., Вавилов А.Ю. Ретроспективный анализ и обоснование перспектив объективизации исследования кровоподтеков у живых лиц И Проблемы экспертизы в медицине. — Ижевск, 2014. — № 1. — С. 23-27.

5. Витер В.И., Литвинов A.B. Судебно-медицинская диагностика давности происхождения кровоподтеков (Монография). - Ижевск-Курган, 2014. - 220 с.

6. Литвинов A.B., Витер В.И., Вавилов А.Ю. О формализации наименования цвета в судебно-медицинской диагностике давности образования кровоподтеков //Проблемы экспертизы в медицине. — Ижевск, 2014.-№ 2-3, — С. 13-16.

7. Вавилов А.Ю., Литвинов A.B., Чирков C.B. Расчетный способ установления давности формирования кровоподтека на основе цифровой формализации его цвета // Фундаментальные исследования. Научный журнал (рецен-22

зируется ВАК РФ). - Пенза: ИД «Академия Естествознания», 2014. - № 10. - ч. 5. - С. 843-846.

8. Витер В.И., Литвинов A.B., Чирков C.B. О возможности количественной характеристики цвета кровоподтека при определении давности его образования // Фундаментальные исследования. Научный журнал (рецензируется ВАК РФ). - Пенза: ИД «Академия Естествознания», 2014. - № 10. - ч. 5. - С. 869-872.

9. Витер В.И., Чирков C.B., Литвинов A.B. Термометрическая диагностика локальных повреждений на живых лицах // Медицинская экспертиза и право, (рецензируется ВАК РФ) - М., 2014. - № 6. - С. 22-25.

10. Вавилов А.Ю., Чирков C.B., Литвинов A.B. О возможности биофизической диагностики на трупном материале давности локальных прижизненных повреждений мягких тканей стенок ротовой полости // Фундаментальные исследования. Научный журнал (рецензируется ВАК РФ). - Пенза: ИД «Академия Естествознания», 2014. -№ 10. - ч. 7. - С. 1288-1293.

11. Витер В.И., Чирков C.B., Литвинов A.B. Диагностика локальных повреждений мягких тканей стенок ротовой полости у живых лиц // Фундаментальные исследования. Научный журнал (рецензируется ВАК РФ). - Пенза: ИД «Академия Естествознания», 2014. -№ 10. - ч. 7. - С. 1294-1298.

Литвинов Александр Вячеславович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 01.04.15 г. Формат 60x84/16 Гарнитура Times New Roman. Тираж 100 экз. Зак. 856 Отпечатано в РИО ГБОУ ВПО ИГМА 426034, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281