ЛАЗЕРНА СПЕКТРОФОТОМЕТРІЯ БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН ЛЮДИНИ В РОЗРОБЦІ ОБ’ЄКТИВНИХ КРИТЕРІЇВ ВИЗНАЧЕННЯ ДАВНОСТІ НАСТАННЯ СМЕРТІ ТА ЧАСУ УТВОРЕННЯ ГЕМАТОМ

Короткий опис

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
БУКОВИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
На правах рукопису
Бачинський Віктор Теодосович
УДК 61:340.6:616.5-003.42+611.018]-079.7:615.849.19712.98”

ЛАЗЕРНА СПЕКТРОФОТОМЕТРІЯ БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН ЛЮДИНИ В РОЗРОБЦІ ОБ’ЄКТИВНИХ КРИТЕРІЇВ ВИЗНАЧЕННЯ ДАВНОСТІ НАСТАННЯ СМЕРТІ ТА ЧАСУ УТВОРЕННЯ ГЕМАТОМ
14.01.25 судова медицина

Дисертація
на здобуття наукового ступеня
доктора медичних наук
Наукові консультанти:
Мішалов Володимир Дем’янович
доктор медичних наук, професор
Ушенко Олександр Григорович
доктор фізико-математичних наук, професор
Чернівці 2008

ЗМІСТ
Стор.
Перелік умовних скорочень......................................................................................7
Вступ...........................................................................................................................8
Розділ 1. СУЧАСНІ ДІАГНОСТИЧНІ МОЖЛИВОСТІ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ВИЗНАЧЕННЯ ПІСЛЯСМЕРТНИХ ЗМІН
БІОТКАНИН ТА ЧАСУ ФОРМУВАННЯ ГЕМАТОМ У СУДОВІЙ МЕДИЦИНІ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ) ..............................................................17
1.1. Сучасні можливості судово-медичного визначення
давності настання смерті ......................................................................17
1.2. Сучасні можливості судово-медичного визначення
давності формування гематом............................................................. 28
1.3. Методи оптичної діагностики біологічних структур.33
1.3.1. Розповсюдження немодульованого світла в
біологічних тканинах.......................................................................................34
1.3.2. Методи вимірювання оптичних параметрів
біологічних тканин............................................................................................38
1.3.3. Поляризаційні методи дослідження біологічних тканин...................44
Розділ 2. Матеріал та методи досліджень...............................................................48
2.1. Основні аналітичні терміни та визначення...........................................48
2.2. Морфологічна структура позаклітинної матриці основних
типів тканин людини як сукупності
біокристалічних анізотропних фібрил.........................................................51
2.2.1. Утворення структури біологічної тканини........................................51
2.3. Моделювання оптичних властивостей структурованих і
паренхіматозних тканин і органів людини..................................................55
2.4. Модель оптичних властивостей гематоми органів людини..............59
2.5. Спектральні властивості біологічних тканин людини.......................60
2.6. Теоретичні основи фазометрії основних типів
біологічних тканин людини.........61
2.7. Оптичні схеми спектрофотополяриметрії і фазометрії
біологічних об’єктів та методики розрахунку параметрів
лазерних зображень........................................................................................62
2.7.1. Експериментальна схема поляриметричних досліджень................62
2.7.2. Експериментальна схема спектрополяриметрії і фазометрії.....66
2.8. Експериментальна поляризаційна структура лазерних
зображень структурованих і паренхіматозних
тканин трупа людини.....................................................................................68
2.9. Статистичний і кореляційний підходи в
аналізі поляризаційних властивостей біологічних
тканин трупа людини.....................................................................................82
2.10. Сукупність статистичних і кореляційних критеріїв
оцінювання поляризаційних властивостей
біологічних тканин трупа людини...............................................................83
2.11. Принципи фазометрії гістологічних зрізів біологічних
тканини трупа людини99
РОЗДІЛ 3 ЛАЗЕРНА СТАТИСТИЧНА ПОЛЯРИМЕТРІЯ ТКАНИН
ТРУПА ЛЮДИНА ДЛЯ ВСТАНОВЛЕННЯ
ДАВНОСТІ НАСТАННІ СМЕРТІ...105
3.1. Статистичний аналіз часової динаміки посмертних змін
поляризаційних зображень основних типів
біологічних тканин трупа людини..105
3.1.1. Дермальний шар шкіри людини...105
3.1.2. М’язова тканина.111
3.1.3. Поляризаційний моніторинг післясмертних змін
тканин паренхіматозних органів115
3.1.4. Висновки і рекомендації застосування методу поляриметрії
для визначення ДНС122
3.2. Статистичний аналіз поляризаційних мап лазерних зображень
тканин трупа людини для встановлення
давності настання смерті124
3.2.1. Часова динаміка зміни поляризаційних мап м’язової тканини.124
3.2.2. Часова динаміка зміни поляризаційних мап сполучної тканини..127
3.2.3. Часова динаміка зміни поляризаційних мап тканини
стінки тонкої кишки130
3.2.4. Часова динаміка зміни поляризаційних мап тканини мозку133
3.2.5. Висновки і рекомендації застосування методу
статистичного аналізу поляризаційних мап основних
типів біологічних тканин трупа людини...135
3.3. Статистичний аналіз параметрів вектора Стокса лазерних
зображень гістологічних зрізів біологічних тканин трупа людини
для встановлення ДНС135
3.3.1. Висновки та рекомендації застосування методу
вектора Стокса у визначенні ДНС.143
3.4. Матричний метод дослідження біологічних
тканин у діагностиці ДНС145
3.4.1. Висновки та рекомендації застосування матричного
методу у визначенні ДНС..152
3.5. Чутливість (точність) визначення ДНС методами
поляриметричного моніторингу лазерних зображень
гістологічних зрізів трупа людини152
РОЗДІЛ 4 ДОСЛІДЖЕННЯ КОРЕЛЯЦІЙНОЇ СТРУКТУРИ ПОЛЯРИЗАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ЛАЗЕРНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ГІСТОЛОГІЧНИХ ЗРІЗІВ ТРУПА ЛЮДИНИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ
ДАВНОСТІ НАСТАННІ СМЕРТІ..156
4.1. Метод автокореляційного дослідження поляризаційних
зображень структурованих тканин трупа людини
для діагностики ДНС..156
4.2. Кореляційний аналіз динаміки післясмертних змін
поляризаційних зображень структурованих
біологічних тканин трупа людини160
4.3. Кореляційний аналіз динаміки післясмертних змін
поляризаційних зображень паренхіматозних
біологічних тканин трупа людини167
4.4. Чутливість (точність) визначення ДНС методам
статистичного аналізу часових залежностей спектрів потужності
поляризаційних мап гістологічних зрізів паренхіматозних
тканин трупа людини..186
РОЗДІЛ 5 СТАТИСТИЧНІ, КОРЕЛЯЦІЙНІ І ФАЗОВІ МЕТОДИ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ ДАВНОСТІ ВИНИКНЕННЯ
ГЕМАТОМ ОРГАНІВ ЛЮДИНИ....188
5.1. Лазерна поляриметрична діагностика властивостей гематом.188
5.2. Про деполяризацію лазерного випромінювання шарами
гематом людини..194
5.3. Статистичний і кореляційний аналіз ступеня деполяризації
лазерних зображень гематом людини для діагностики
часу їх формування.198
5.4. Аналіз спектрів потужності координатних розподілів ступеня
деполяризації лазерних зображень гематом для
діагностики часу їх формування....203
5.5. Фазовий аналіз лазерних зображень гематом
людини для діагностики часу їх виникнення209
5.6. Лазерна спектральна фазова діагностика гематом людини
для встановлення давності їх формування215
РОЗДІЛ 6 СПЕКТРАЛЬНА ФАЗОМЕТРІЯ ЛАЗЕРНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ГІСТОЛОГІЧНИХ ЗРІЗІВ БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН ТРУПА
ЛЮДИНИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ДАВНОСТІ НАСТАННЯ СМЕРТІ..223
6.1. Спектральна фазометрія лазерних зображень
гістологічних зрізів структурованих тканин трупа людини...223
6.2. Чутливість (точність) визначення ДНС методом статистичного
аналізу часових залежностей спектрів потужності фазових
мап гістологічних зрізів тканин трупа людини262
Аналіз і узагальнення результатів дослідження.264
Висновки..................................................................................................................272
Практичні рекомендації..........................................................................................275
Список використаних джерел................................................................................277

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ
БТ біологічні тканини, біотканини
ДНС давність настання смерті
ЛП лазерна поляриметрія
ДШ дерма шкіри
МТ м’язова тканина
CCD цифрова камера
ЧНС час настання смерті
ЧФГ час формування гематом
ЛСФП лазерна спектрофотополяриметрія

ВСТУП
Актуальність теми
Дослідження післясмертних морфологічних змін основних типів тканин людини та травматичних макронеоднорідностей її органів для встановлення давності настання смерті (ДНС) людини або часу формування гематом (ЧФГ) є одним із головних розділів судової танатології та судової медицини. Досягнення науки і техніки та розробка на їх основі нових методів діагностики в медицині дозволяють знайти нові підходи до розвитку та вирішення цієї судово-медичної проблеми.
Пріоритетність цього напряму досліджень неодноразово підкреслювалося на наукових форумах як на державному, так і на міжнародному рівні. Достатньо зазначити, що на наукових засіданнях Міжнародної академії судової медицини (IALM), Міжнародної асоціації судових медиків (IAFS) завжди в науковій програмі виділяють секцію з танатології, де і розглядають сучасні методи встановлення ДНС та ЧФГ органів людини.
Одними з найважливіших питань при встановленні ДНС і ЧФГ є об’єктивізація та збільшення достовірності даних оцінки результатів післясмертних змін БТ, отриманих під час судово-медичного дослідження померлих.
Впродовж минулих десятиріч вітчизняними та закордонними вченими розроблено та описано чимало методів діагностики ДНС і ЧФГ [1-84]. Вони базуються на дослідженні трупних явищ, післясмертних змін БТ та рідин організму людини із застосуванням морфологічних, гістологічних, гістохімічних, біофізичних методів досліджень. У зв’язку з цим набули судово-медичного визнання наукові роботи цілої низки вчених: Г.А. Ботезату, И.И. Райського, Н.П. Туровця, В.І. Кононенка, В.І. Костилєва, В.Н. Крюкова, П.И. Новикова, В.Г. Попова, В.В. Бутуханова, В.В. Тетерчева, С.В. Унгуряна, В.И. Демина, В.В. Хохлова, К.С. Митина, В.В. Томилина, Ю.И. Пиголкина, В.А. Куликова, К.Н. Алибаева, Б.М. Саблух.
Проте слід відмітити, що на даний час судово-медична практика потребує суттєвого оновлення методик встановлення ДНС і ЧФГ , оскільки існуючі методи залежать від багатьох факторів зовнішнього середовища та обставин настання смерті або формування ушкодження органів людини. Наявний брак сучасних, об’єктивних методик визначення ДНС і ЧФГ спонукає до пошуку і розробки нових методик вивчення післясмертних змін основних БТ людини та їх макронеоднорідностей травматичного походження.
Перспективними в цьому напрямі є неінвазивіні оптичні методи діагностики структури БТ із використанням комплексу фотометричних, поляризаційних, спектральних і кореляційних методик. Зазначені методи вивчення явища світлорозсіяння БТ та їх макронеодорідностями дозволяють реалізувати пошук взаємозв’язків даних динаміки післясмертних змін досліджуваних тканин організму або ЧФГ тих чи інших органів із сукупністю об’єктивних фотометричних, поляризаційних, спектральних і кореляційних параметрів їх оптичних зображень. На цій основі відкриваються можливості об’єктивного і більш точного визначення часового проміжку, що пройшов із моменту настання смерті людини або формування гематоми її органів. Такий підхід реалізується в спектрофотополяриметричному методі лазерної оптики, заснованому на використанні поляризації лазерних пучків різних довжин хвиль і моделюванні матричними операторами властивостей тканин або гематом органів людини будь-яких типів.
Із судово-медичної точки зору доцільним є комплексне спектрофотополяриметричне лазерне дослідження зображень основних типів БТ трупа людини та їх гематом у часовій динаміці, що є перспективним для визначенням ДНС і ЧФГ.
Сучасні медичні технології базуються на фундаментальних дослідженнях у фізиці, математиці, хімії та біології. Позитивними прикладами є останні дослідження в галузі медичної томографії.
Комп’ютерна рентгенівська томографія забезпечує отримання анатомічної інформації з великою роздільною здатністю в 2-d i 3-d вимірах.
Інша методика, магнітно-резонансна спектроскопічна візуалізація, окрім структурних даних, як і позитронна емісійна томографія, дозволяє локально реєструвати метаболічну інформацію і завдяки цьому вивчати локальні фізіологічні процеси.
Значні перспективи з погляду безпеки, простоти та надійності пристроїв, а також отримання надійної інформації про фізіологічні процеси, має оптична дифузна томографія .
У загальному випадку застосування лазерів у медичних дослідженнях ґрунтується на використанні широкого кола явищ, пов’язаних з різними ефектами взаємодії світла з біологічними об’єктами. Зокрема використання лазерів в оптиці світлорозсіяння зумовило розвиток іншого напряму досліджень, пов’язаному з дослідженням двовимірних розподілів оптичних параметрів зображень біологічних об’єктів. Тому актуальною є розробка нових підходів та засобів аналізу розподілів станів поляризації і фаз світлових коливань зображень БТ у різних спектральних діапазонах, ефективних для розв’язання завдань визначення та моніторингу їх змін, пов’язаних із ДНС або ЧФГ. В основу такого підходу покладено сукупність методів лазерної спектрофотополяриметрії, які поєднують розвиток традиційних однохвильових методів еліпсометрії з розробкою нових методів поляризаційної і спектральної фазометрії лазерних зображень основних типів БТ людини та гематом її органів.
Актуальність такого напряму діагностики пов’язана з тим, що, з одного боку, широкого розповсюдження набули методи лазерної когерентної поляриметричної діагностики структури БТ, з іншого, - до останніх років комплексно спектрофотополяризаційні характеристики лазерного випромінювання, що розповсюджується в біооб’єктах, практично в судовій медицині не вивчались.
Методи лазерної спектрофотополяриметрії (ЛСФП) дають нову та об’єктивну інформацію про динаміку зміни морфологічної структури БТ, пов’язану з визначенням ДНС або ЧФГ різних органів людини.
Тому можна стверджувати, що ЛСФП БТ є одним із найбільш перспективних напрямів подальшого розвитку в плані визначення взаємозв’язку морфологічної структури основних типів БТ та гематом органів людини з часовою динамікою зміни їх оптичних параметрів, а відповідно й із встановленням ДНС і ЧФГ.
Отже, актуальність дисертаційного дослідження зумовлена необхідністю розробки нових підходів до визначення ДНС і ЧФГ, пошуку і розробці комплексу нових методів об’єктивної спектральної, поляризаційної і фазової лазерної діагностики та моніторингу змін параметрів основних типів БТ людини та макронеоднорідностей її органів для розробки об’єктивних критеріїв судово-медичного визначення ДНС і ЧФГ.
Мета і завдання дослідження
Метою дисертаційної роботи є розробка комплексу нових судово-медичних методів і об’єктивних критеріїв встановлення ДНС і ЧФГ шляхом спектрофотополяриметричного і фазового дослідження часової динаміки післясмертних змін лазерних зображень у гістологічних зрізах БТ та гематомах основних органів на основі статистичного і кореляційного аналізу одержаних даних.
Для досягнення цієї мети були поставлені такі задачі.
1. Вивчення взаємозв’язків між поляризаційними (розподіли азимутів, еліптичностей поляризації, параметрів вектора Стокса, елементів матриці Мюллера), кореляційними (автокореляційні функції і спектри потужності) і фазовими (розподіли фазових зсувів) параметрами лазерних зображень основних типів БТ і гематом органів трупа людини в різних спектральних діапазонах і часовою динамікою їх післясмертних морфологічних змін. Розробка принципів судово-медичної лазерної спектрофотополяриметрії і фазометрії біологічних структур трупа людини.
2. Дослідження можливостей комплексної лазерної спектрофотополяриметрії зображень гістологічних зрізів основних типів біологічних тканин трупа людини в різних спектральних ділянках для встановлення ДНС. Розробка і обґрунтування комплексу статистичних і кореляційних критеріїв об’єктивного визначення ДНС.
3. Пошук взаємозв’язку між змінами поляризаційної структури спектральних лазерних зображень гематом органів людини та часом їх виникнення. Розробка одно- і двохвильових методів лазерної поляриметрії гематом для об’єктивного встановлення часу їх формування.
4. Обґрунтування принципів і розробка практичних рекомендацій з використання в судово-медичній практиці фазометрії лазерних зображень гістологічних зрізів тканин і гематом органів трупа людини для високоточного встановлення ДНС і ЧФГ.
Об’єкт дослідження: зміни поляризаційних і фазових властивостей лазерних спектральних зображень основних типів БТ і гематом людини у післясмертному періоді.
Предмет дослідження: лазерна поляриметрія і спектральна фазометрія зображень основних типів БТ і гематом людини у післясмертному періоді; часова динаміка післясмертних змін БТ і гематом органів людини та зміни поляризаційних, матричних, фазових кореляційних, і статистичних параметрів їх спектральних лазерних зображень.
Методи дослідження: мікроскопія (зображення гістологічних зрізів БТ у поляризованому лазерному світлі для різних довжин хвиль); поляриметрія (вимірювання координатних розподілів азимутів і еліптичностей поляризації, параметрів вектора Стокса зображень БТ та елементів їх матриці Мюллера); фазометрія (вимірювання координатних розподілів фазових зсувів спектральних лазерних зображень БТ і гематом органів людини), статистична і кореляційна обробка результатів дослідження.
Наукова новизна одержаних результатів
Вперше запропоновано комплекс методів лазерної спектрофотополяриметрії та фазометрії для моніторингу часових післясмертних морфологічних змін основних типів БТ та гематом органів людини, який базується на універсальній моделі їх зображення у вигляді двокомпонентної аморфно-кристалічної структури. На цій основі розроблені судово-медичні принципи об’єктивного визначення ДНС та ЧФГ за допомогою доповнюючи один одного статистичного і кореляційного підходів аналізу одержаної оптичної інформації.
Вперше виявлено, що часова динаміка трупних змін основних типів БТ людини супроводжується змінами структури їх мікроскопічних поляризаційних зображень. На цій основі встановлена сукупність взаємозв’язків між змінами координатних розподілів азимутів і еліптичностей, параметрів вектора Стокса поляризаційних зображень і елементів матриць Мюллера гістологічних зрізів біологічних тканин та величинами часових інтервалів після настання смерті.
Вперше визначено, що процеси трансформації структури гематом органів людини, які зумовлені динамікою їх післясмертних змін, зменшують відносні значення ступеня деполяризації лазерного випромінювання в різних спектральних діапазонах. Установлено прямий зв’язок між зміною середнього, дисперсії, асиметрії та ексцесу координатного розподілу ступеня деполяризації та ЧФГ.
Вперше встановлено, що визначення статистичної та кореляційної структури (статистичні моменти 1-го 4-го порядків розподілів інтенсивності, напівширина та дисперсія автокореляційних і взаємо кореляційних функцій) мікроскопічних зображень гістологічних зрізів основних типів БТ і гематом органів людини комплексно зумовлює підвищення точності визначення ДНС і ЧФГ у проміжку від 1 до 115год після смерті.
Вперше реалізовано спектральну двохвильову фазометрію гістологічних зрізів основних типів БТ та гематом органів людини, що забезпечило можливості встановлення ДНС і ЧФГ у проміжку в різних спектральних діапазонах (і ) дозволив реалізувати максимальний інтервал визначення ДНС для структурованих (1 год 120 год, тканина міокарду) і паренхіматозних тканин (1 год 32 год, тканина селезінки) при найвищій точності (1 год - 1,5 год) для синьої довжини лазерної хвилі .
Отримано деклараційні патенти на винахід: „Спосіб визначення часу настання смерті” за №54113 А від 17.02.2003р., „Спосіб лазерного поляризаційного моніторингу трупних змін біотканин” за №11085 від 15.12.2005р. та посвідчення на раціоналізаторську пропозицію.

Практичне значення одержаних результатів
Одержані під час досліджень наукові результати дозволяють отримувати сучасні, науково обґрунтовані, об’єктивні дані про ДНС і ЧФГ. Отримано комплекс нових судово-медичних критеріїв об’єктивного встановлення ДНС і ЧФГ шляхом використання комплексу методів лазерної спектрофотополяриметрії і фазометрії основних типів БТ та гематом органів людини та статистичному і кореляційному аналізу їх зображень.
Результати роботи з лазерної спектрофотополяриметрії і фазометрії гістологічних зрізів основних типів БТ і гематом органів людини вказують на індивідуальний характер їх змін у різних (ранній, середній, пізній) післясмертних періодах, що є актуальним для:
1. Розробки комплексу спектрофотополяриметричних і фазових лазерних методів об’єктивного визначення ДНС шляхом статистичного і кореляційного аналізу посмертних змін структури зображень основних типів БТ трупа людини;
2. Зменшенні похибки та розширення інтервалу визначення ДНС, яка при спектрофотополяриметричному і фазовому аналізі мікроскопічних зображень БТ різної морфології складає 1 3 години на протязі 200 год., що є недосяжним для традиційних методів судової медицини;
3. Розробки лазерного методу двохвильової фазометрії, ефективного для об’єктивного визначення ЧФГ органів людини з точністю до 30 хв. на протязі 120 годин.
4. Використаний комплексний оптико-фізичний підхід до дослідження статистичної і кореляційної структури зображень основних типів БТ і гематом органів людини може бути застосований при розробці та конструюванні нових судово-медичних оптичних систем, які забезпечують можливість об’єктивного високоточного встановлення ДНС і ЧФГ у післясмертному періоді різної тривалості від 1год. до 200 год.
Результати дисертаційної роботи використовуються на практичних заняттях та в лекційному курсі кафедри патологічної анатомії та судової медицини Буковинського державного медичного університету, впроваджені в практичну роботу відділу судово-медичної експертизи трупів, а також судово-медичної криміналістики Бюро судово-медичної експертизи Головного управління охорони здоров’я і медичного забезпечення Київської міської державної адміністрації, Бюро судово-медичної експертизи управлінь охорони здоров’я Чернівецької та Тернопільської обласних державних адміністрацій.
Особистий внесок здобувача
Основна частина виконаних досліджень здійснена з 2007 по 2008рр., хоча роботи, які лягли в основу даної дисертації почаклись ще з 1999р. Здобувач особисто провів пошук тематичної наукової літератури та провів аналіз отриманих даних, визначив мету, основні напрями та завдання роботи, провів патентно-інформаційне дослідження.
Особисто автором розроблено протоколи морфологічних досліджень, карти експериментальних та експертних спостережень, проведено забір БТ, подальше дослідження та статистична обробка, набір та узагальнення отриманих результатів досліджень.
Автором написані всі розділи даної дисертаційної роботи, викладені основні наукові положення, сформульовані висновки та практичні рекомендації.
Дисертантом розроблено чотири деклараційних патенти на корисну модель (один у співавторстві) та сім раціоналізаторських пропозицій.
Апробація результатів дисертації
Наукові положення та висновки, викладені в роботі, доповідалися та обговорювалися на Міжнародних конференціях Correlation Optics” (Чернівці, 1999р.); Coherent Optics of Ordered and Random Media” (Саратов, 2000р.); Laser Physics and Photonics, Spectroscopy, and Molecular Modeling III; Coherent Optics of Ordered and Random Media III” (Саратов, 2002р.); нараді-семінарі начальників Бюро судово-медичної експертизи України (Ужгород, 2007р.); щорічних наукових конференціях співробітників Буковинського державного медичного університету (2002-2008рр.); щорічній науковій конференції студентів Буковинського державного медичного університету (2004, 2008р.р.); Міжнародній конференції Eighth International Conference on Correlation Optics” (Чернівці, 2007р.); засіданнях судово-медичних експертів обласного Бюро судово-медичної експертизи управління охорони здоров’я Чернівецької обласної державної адміністрації (2002-2008рр.).
Публікації
Основні наукові положення дисертації викладені в 25 наукових публікаціях (14 одноосібних), та 3 монографіях; одержано (4) деклараційних патенти на корисну модель, (одна у співавторстві) та сім (7) раціоналізаторський пропозицій.
Структура та обсяг дисертації.
Робота викладена на 300 сторінках комп’ютерного друку, складається зі вступу, шести (6) розділів, аналізу та узагальнення результатів досліджень, висновків, практичних рекомендацій, проілюстровано на 176 рисунках, 117 таблиць. Список джерел літератури складає 223. Бібліографічний опис джерел літератури викладений на 23 сторінках і містить 84 джерела кирилицею та 139 латинецею.

Список літератури

ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі пропонується та обґрунтовується комплекс нових судово-медичних методів і об’єктивних критеріїв встановлення давності настання смерті і часу формування гематом шляхом спектрофотополяриметричного і фазового дослідження часової динаміки післясмертних змін лазерних зображень у гістологічних зрізах біологічних тканин трупа людини та гематомах основних типів на основі статистичного і кореляційного аналізу одержаних даних.
В результаті виконаної дисертаційної роботи можна зробити наступні висновки:
1. Досліджено і проаналізовано взаємозв’язки між поляризаційними (розподіли азимутів, еліптичності поляризації, параметрів вектора Стокса, елементів матриці Мюллера), кореляційними (автокореляційні функції і спектри потужності) і фазовими (розподіли фазових зсувів) параметрами лазерних зображень гістологічних зрізів основних типів біологічних тканин та органів трупа і гематом людини в різних спектральних діапазонах і часовою динамікою їх післясмертних морфологічних змін. На цій основі розроблено комплекс методів судово-медичної лазерної спектрофотополяриметрії і фазометрії біологічних структур трупа людини для об’єктивного визначення давності нстання смерті і часу формування гематом.
2. Досліджена і обґрунтована діагностична чутливість величин поляризаційних параметрів , координатної структури поляризаційної мапи , четвертого параметру вектора Стокса лазерних зображень і фазового елементу поляризаційної матриці Мюллера до часової динаміки трупних змін основних типів структурованих і паренхіматозних тканин. На цій основі виявлена сукупність об’єктивних критеріїв (статистичні моменти, півширина і дисперсія значень автокореляційної функції розподілів які характеризують поляризаційну структуру лазерних зображень гістологічних зрізів тканин трупа людини, статистичні моменти розподілів спектрів потужності поляризаційних параметрів таких зображень) для визначення ДНС.
3. При використанні статистичних моментів показників поляризації лазерних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин часовий діапазон виявлення ДНС, зумовлений особливостями післясмертних змін останніх, коливається від 1 - 4 год для тканини мозку, до 1 - 70 год для м’язової тканини. Збільшено до 110 год інтервал визначення ДНС шляхом кореляційного аналізу поляризаційних параметрів спектрів потужності лазерних зображень гістологічних зрізів м’язової і сполучної тканини у порівнянні із даними поляриметричного моніторингу.
4. Шляхом дослідження координатних розподілів станів поляризації, ступеня деполяризації і фазових зсувів лазерних зображень гематом різних органів людини виявлена сукупність об’єктивних статистичних (статистичні моменти 1-го 4-го порядків розподілів ступеня деполяризації, фазових зсувів та екстремумів їх спектрів потужності) і кореляційних (півширина і дисперсія флуктуацій автокореляційних функцій розподілів ступеня деполяризації, фазових зсувів) критеріїв встановлення часу їх формування.
5. Встановлено, що статистичний аналіз і кореляційний аналіз координатних розподілів ступеня деполяризації лазерних зображень гематом органів людини діапазон визначення часу їх формування коливається в межах 1 год 70 год (субсерозні гематоми) і 1 год 90 год (гематоми печінки). Визначення давності виникнення гематом методом статистичного аналізу спектрів потужності ступеня деполяризації збільшено до 110 год.
6. В результаті комплексного застосування і порівняльного аналізу ефективності методів статистичної і кореляційної поляриметрії та спектральної фазометрії лазерних зображень гематом внутрішніх органів людини виявлена найбільша ефективність методу спектрального фазового аналізу, що дозволяє визначати давність формування гематоми на протязі від 1 год до 140 год з точністю в межах 1 год 1,5 год.
7. Метод двохвильової фазометрії шляхом статистичного і кореляційного аналізу часової динаміки трупних змін фазових мап лазерних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин в різних спектральних діапазонах (і ) дозволив реалізувати максимальний інтервал визначення ДНС для структурованих (1 год 120 год, тканина міокарду) і паренхіматозних тканин (1 год 32 год, тканина селезінки) при найвищій точності (1 год - 1,5 год) для синьої довжини лазерної хвилі .

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
Для визначення ДНС і ЧФГ за допомогою дослідження поляризаційних зображень зрізів біологічних тканин та гемато, необхідно:
1. Вилучити необхідні для дослідження шматки тканин тіла померлої особи (трупа): шкіра людини (передня черевна стінка), м’язова тканина (серцевий м’яз, прямий м’яз живота), печінка, селезінка, нирка, тонка кишка, легенева тканина, головний мозок (далі БТ) , або живої особи (гематома після трепанації черепа).
2.Вилучені шматочки БТ, які підлягають дослідженню проходять кріогеннц обробку на мікротомі з послідуючим виготовленням нативних зрізів товщиною від 20 мкм до 60 мкм. Аналогічно проходить виготовлення нативних препаратів вилучених гематом.
3. Підготовлені гістологічні зрізи БТ та досліджуваних гематом з невідомими термінами ДНС та ЧФГ розміщують в оптичній схемі та реєструють за допомогою CCD камери сукупність її поляризаційних зображень.
4. Шляхом подальшої математичної обробки та заданої програми проводять послідовну обробку отриманих результатів:
- визначають імовірні розподіли азимутів, еліптичностей поляризації лазерних коливань та їх інтенсивності;
- обчислюють максимальні значення I max (tо) та дисперсію ∆І (tо). Тут tо час початку проведення дослідів;
- починаючи з часу tо, визначають часову динаміку зміни I max (t більше tо), дельта I (t більше tо) та встановлюють час То ”стабілізації” їх значень;
- на вертикальній осі I max відкладають відповідно до табличних даних значення I max (t=о), попередньо визначене для зразків тканини даного органа;
- екстраполюють (проводять дотичну) залежність I max (t) на інтервалі часу дельта t = То- tо до перетину з горизонтальною прямою, проведеною з точки I max (tо).
- з точки перетину Х опускають перпендикуляр на часову вісь і визначають час tх, який і є ДНС чи ЧФГ.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Хижнякова К. И. Возможности судебно-медицинской экспертизы при определении времени наступления смерти Ч. 1. / К. И. Хижнякова. Москва, 1973. 44 с.
2. Судебная медицина: Практикум / под ред. В. Л. Попова. Санкт-Петербург : Питер, 2001. 320 с.
3. Атлас руководство по судебной медицине / под ред. А. И. Муханова. Киев : Вища школа, 1988. 232 с.
4. Деньковский А. Р. СудебАная медицина: Руководство / А. Р. Деньковский, В. С. Житов, К. Н. Калмыков [и др.] / под ред. А. А. Матышева. Санкт-Петербург : Гиппократ, 1998. 544 с.
5. Ботезату Г. А. Диагностика давности смерти в судебной медицине / Г. А. Ботезату, В. В. Тетерчев, С. В. Унгурян. Кишинев : Штиинца, 1987. 136 с.
6. Неделько Н. Ф. Посмертная динамика электрической активности печени при черепно-мозговой травме / Н. Ф. Неделько, В. В. Бутуханов, И. Н. Томилова // Диагностика давности процессов в объектах судебно-медицинской экспертизы. Кишинев : Штиинца, 1986. С. 25.
7. Унгурян С. В. Ректальная температура как критерий диагностики давности смерти детей грудного возраста / С. В. Унгурян // Диагностика давности процессов в объектах судебно-медицинской экспертизы. Кишинев : Штиинца, 1986. С. 35-37.
8. Шагылыджов К.Ш. К вопросу совершенствования диагностики давности смерти с учетом условий экстремальных зон / К. Ш. Шагылыджов // Диагностика давности процессов в объектах судебно-медицинской экспертизы. Кишинев : Штиинца, 1986. С. 37-40.
9. Демина В. И. Патоморфологические изменения сердца и печени в зависимости от сроков наступления смерти / В. И. Демина, В. М. Жеренков, В. В. Хохлов // Диагностика давности процессов в объектах судебно-медицинской экспертизы. Кишинев : Штиинца, 1986. С. 55-56.
10.Ботезату Г.А. Судебно-медицинская диагностика давности наступления смерти / Г. А. Ботезату. Кишинев : Штиинца, 1975. 132 с.
11.Костылев В. И. Влияние температуры окружающей среды на динамику некоторых иммунных показателей крови в посмертном периоде / В. И. Костылев //Судебно-медицинская экспертиза. 1986. Т. 29, № 1. С. 15-16.
12.Митин К. С. Изменения ультраструктуры почек и легких в динамике аутолиза как показатель давности наступления смерти / К. С. Митин, Ю. Л. Мельников, М. Е. Березовский [и др.] // Судебно-медицинская экспертиза. 1986. Т. 29, № 3. С. 8-11.
13.Жаров В. В. Изменения активности кислой фосфатазы в миокарде и скелетных мышцах как признак давности наступления смерти / В. В. Жаров, Г. М. Мельникова // Судебно-медицинская экспертиза. 1986. Т. 29, № 3. С. 11-14.
14.Кадыев Б. Б. Установление давности наступления смерти по динамике посмертных изменений в форменных элементах крови / Б. Б. Кадыев // Судебно-медицинская экспертиза. 1987. Т. 30, № 1. С. 14-17.
15.Новиков П. И. Определение оптимальной зоны измерения температуры тела трупа для установления давности смерти / П. И. Новиков // Судебно-медицинская экспертиза. 1986. Т. 29, № 1. С. 11-14.
16.Новиков П. И. Аналогово-цифровая вычислительная машина для установления давности наступления смерти / П. И. Новиков, А. Ю. Власов // Судебно-медицинская экспертиза. 1988. Т. 31, № 2. С. 6-9.
17.Новиков П. И. Установление давности смерти и времени перемещения трупа способом моделирования процесса изменения температуры на аналоговых вычислительных машинах / П. И. Новиков, А. Н. Карауловский, А. Ю. Власов // Судебно-медицинская экспертиза. 1988. Т. 31, № 3. С. 8-11.
18.Омаров Г. Г. Судебно-медицинское установление давности наступления смерти по некоторым биохимическим показателям в веществе головного мозга / Г. Г. Омаров, Э. З. Эмирбеков, М. А. Казанбиева [и др.] // Судебно-медицинская экспертиза. 1988. Т. 31, № 3. С. 12-14.
19.Швед Е. Ф. Диагностическая программа для определения давности смерти при помощи микрокалькуляторов марки МК-61 и Б3-34 / Е. Ф. Швед, П. И. Новиков, А. Ю. Власов // Судебно-медицинская экспертиза. 1989. Т. 32, № 1. С. 15-17.
20.Швед Е. Ф. Реализация на микро-ЭВМ адаптивного способа моделирования процесса изменения температуры трупа / Е. Ф. Швед, П. И. Новиков, А. Ю. Власов // Судебно-медицинская экспертиза. 1989. Т. 32, № 2. С. 4-5.
21.Жаров В. В. Активность катепсинов в миокарде и скелетных мышцах как признак давности наступления смерти / В. В. Жаров, Г. М. Мельникова // Судебно-медицинская экспертиза. 1989. Т. 32, № 3. С. 38-40.
22.Мельников Ю. Л. Определение давности наступления смерти по комплексу биофизических показателей / Ю. Л. Мельников, К. Н. Алыбаева // Судебно-медицинская экспертиза. 1990. Т. 33, № 2. С. 5-7.
23.Кильдюшов Е. М. Определение времени наступления смерти по данным ректальной термометрии с применением численных методов расчета на ЭВМ / Е. М. Кильдюшов, М. С. Кильдюшов // Судебно-медицинская экспертиза. 2002. Т. 45, № 5. С. 3-5.
24.Бабкіна О. П. Вивчення впливу прижиттєвих захворювань на імунні показники крові загиблих від травм при визначенні часу настання смерті / О. П. Бабкіна, С. О. Долотін // Український медичний альманах. 2003. Т. 6, № 5. С. 16-17.
25.Петрухин С. В. Динамика посмертных аутолитических процесов в миокарде человека при черепно-мозговой травме (электронно-микроскопическое исследование) / С. В. Петрухин, В. В. Жаров, Г. М. Мельникова // Механизмы и давность происхождения процессов и объектов судебно-медицинской экспертизы / под ред. В. Н. Крюкова. М. : Медицина, 1988. С. 104-106.
26.Соловьева И. И. Посмертные изменения параметров кислотно-щелочного состояния крови, жидких сред глаза и их судебно-медицинское значение / И. И. Соловьева // Механизмы и давность происхождения процессов и объектов судебно-медицинской экспертизы / под ред. В. Н. Крюкова. М. : Медицина, 1988. С. 106-110.
27.Громов А. П. Судебно-медицинское исследование трупа / А. П. Громов, В. И. Алисиевич, А. В. Капустин [и др.] / под ред. А. П. Громова, А. В. Капустина. М. : Медицина, 1991. 318 с.
28.Авдеев М. И. Судебно-медицинская экспертиза трупа : Руководство. / М. И.Авдеев. М. : Медицина, 1976. 440 с.
29.Авакян Н. М. Применение методов кругового дихроизма и спектрофотометрии при установлении давности наступления смерти / Н. М. Авакян, Р. С. Казарян, Е. С. Саакян // Судебно-медицинская экспертиза. 1989. Т. 32, № 4. С. 6-8.
30.Крюков В. Н. Методологические аспекты установления давности наступления смерти / В. Н. Крюков, П. И. Новиков, В. Г. Попов [и др.] // Судебно-медицинская экспертиза. 1991. Т. 34, № 3. С. 5-9.
31.Пиголкин Ю. И. Современные методы определения давности наступления смерти / Ю. И. Пиголкин, Д. В. Богомолов, А. А. Коровин // Судебно-медицинская экспертиза. 1999. Т. 42, № 3. С. 31-33.
32.Куликов В. А. Алгоритмы функционирования информационно-измерительной системы определения ДНС / В. А. Куликов, В. И. Витер // Актуальные аспекты судебной медицины. 1999. № 5. С. 97-102.
33.Подоляко В. П. Диагностические возможности показателей динамометрии при решении вопроса о давности наступления смерти / В. П. Подоляко // Судебно-медицинская экспертиза. 1998. Т. 41, № 1. С. 3-6.
34.Пиголкин Ю. И. Определение давности наступления смерти методом раздельной импендансометрии / Ю. И. Пиголкин, А. А. Коровин // Современные вопросы судебной медицины и экспертной практики. 1997. № 9. С. 18-21.
35.Пиголкин Ю. И. Использование импендансной плятизмографии при судебно-медицинской диагностике давности наступления смерти / Ю. И. Пиголкин, А. А. Коровин // Судебно-медицинская экспертиза. 1998. Т. 41, № 6. С. 8-12.
36.Mall G. Temperature-based death time estimation with only partially known environmental conditions / G. Mall, M. Eckl, I. Sinicina, O. P [et al.] // Int. J. Legal. Med. 2004.
37. Lange N. Human postmortem interval estimation from vitreous potassium: an analysis of original data from six different studies / N. Lange, S. Swearer, W. Q. Sturner // Forensic Sc. Int. 1994. Vol. 66, № 3. P. 159-174.
38.Al-Alousi L. M. Multiple-probe thermography for estimating the postmortem interval: I. Continuous monitoring and data analysis of brain, liver, rectal and environmental temperatures in 117 forensic cases / L. M. Al-Alousi, R. A. Anderson, D. M. Worster [et al.] //J. Forensic Sci. 2001. Vol. 46, № 2. P. 317-322.
39.Hutchins G. M. Body temperature is elevated in the early postmortem period / G. M. Hutchins // Hum. Pathol. 1985. Vol. 16, № 6. P. 560-561.
40.Suzutani T. Studies on the estimation of the postmortem interval. 1. The temperature of cadaver (author's transl) / T. Suzutani // Hokkaido Igaku Zasshi. 1977. Vol. 52, № 3. P. 205-211.
41.Melody J. L. Early postmortem biochemical factors influence tenderness and water-holding capacity of three porcine muscles /J. L. Melody, S. M. Lonergan, L. J. Rowe [et al.] // J. Anim. Sci. 2004. Vol. 82, № 4. P. 1195-11205.
42.Green M. A. Postmortem interval estimation from body temperature data only / M. A. Green, J. C. Wright // Forensic Sci. Int. 1985. Vol. 28, № 1. P. 35-46.
43.Mall G. Modelling postmortem surface cooling in continuously changing environmental temperature / G. Mall, M. Hubig, M. Eckl [et al.] // Leg Med. 2002. Vol. 4, № 3. P. 164-173.
44.Al-Alousi L. M. Factors influencing the precision of estimating the postmortem interval using the triple-exponential formulae (TEF). Part II. A study of the effect of body temperature at the moment of death on the postmortem brain, liver and rectal cooling in 117 forensic cases / L. M. Al-Alousi, R. A. Anderson, D. M. Worster [et al.] // Forensic Sci. Int. 2002. Vol. 125, № 2-3. P. 223-230.
45.Mall G. Determination of time-dependent skin temperature decrease rates in the case of abrupt changes of environmental temperature / G. Mall, M. Hubig, G. Beier [et al.] // Forensic Sci. Int. 2000. Vol. 113, № 1-3. P. 219-226.
46.Sasaki S. The estimation of the time of death by non-protein nitrogen (NPN) in cadaveric materials. Report 3: multiple regression analysis of NPN values in human cadaveric materials / S. Sasaki, S. Tsunenari, M. Kanda // Forensic Sci. Int. 1983. Vol. 22, № 1. P. 11-22.
47.Wiesbock J. Intra-individual changes in potassium in the cerebrospinal fluid after death / J. Wiesbock, E. Josephi, E. Liebhardt // Beitr. Gerichtl. Med. 1989. № 47. P. 403-405.
48.Munoz J. I. A new perspective in the estimation of postmortem interval (PMI) based on vitreous / J. I. Munoz, J. M. Suarez-Penaranda, X. L. Otero [et al.] // J. Forensic Sci. 2001. Vol. 46, № 2. P. 209-214.
49.Sabucedo A. J. Estimation of postmortem interval using the protein marker cardiac Troponin I / A. J.Sabucedo, K. G. Furton // Forensic Sci. Int. 2003. Vol. 134, № 1. P. 11-16.
50.Lynnerup N. A computer program for the estimation of time of death / N. Lynnerup // J. Forensic Sci. 1993. Vol. 38, № 4. P. 816-820.
51.Joachim H. Quantimetric investigations of the time of death by estimating the postmortem threshold (rheobase) of human skeletal muscles to electric stimulus by direct current (author's transl) / H. Joachim, U. Feldmann // Z. Rechtsmed. 1980. Vol. 85, № 1. P. 5-22.
52.Shimizu M. Postmortem autolysis in the pancreas: multivariate statistical study. The influence of clinicopathological conditions / M. Shimizu, T. Hayashi, Y. Saitoh [et al.] // Pancreas. 1990. Vol. 5, № 1. P. 91-94.
53.Kuroda F. Estimation of postmortem interval from rectal temperature by use of computer (III)-thermal conductivity of the skin / F. Kuroda, K. Hiraiwa, S. Oshida [et al.] // Med. Sci. Law. 1982. Vol. 22, № 4. P. 285-289.
54.Brion F. Postmortem interval estimation by creatinine levels in human psoas Muscle / F. Brion, B. Marc, F. Launay // Forensic Sci. Int. 1991. Vol. 52, № 1. P. 113-120.
55.Tomita Y. Histological study of early postmortem changes in various organs: comparison of the paraffin embedding method and the epoxy resin embedding method / Y.Tomita, M. Nihira, Y. Ohno [et al.] // Nippon Hoigaku Zasshi. 1999. Vol. 53, № 2. P. 207-217.
56.Elmas I. Compound muscle action potential analysis in different death models : significance for the estimation of early postmortem interval / I. Elmas, M. B. Baslo, M. Ertas [et al.] // Forensic Sci. Int. 2002. Vol. 127, № 1-2. P. 75-81.
57.Munoz J. I. A new perspective in the estimation of postmortem interval (PMI) based on vitreous / J. I. Munoz, J. M. Suarez-Penaranda, X. L. Otero [et al.] // J. Forensic Sci. 2001. Vol. 46, № 2. P. 209-214.
58.Munoz J. I. Improved estimation of postmortem interval based on differential behaviour of vitreous potassium and hypoxantine in death by hanging / J.I. Munoz, J. Suarez-Penaranda, X. L. Otero [et al.] // Forensic Sci. Int. 2002. Vol. 125, № 1. P. 67-74.
59.Den Hartog E. A. Postmortem time estimation using body temperature and a finite-element computer model / E. A. Den Hartog, W. A. Lotens // Eur. J. Appl. Physiol. 2004. Vol. 92, № 6. P. 734-737.
60.Tsokos M. Interleukin-6 and C-reactive protein serum levels in sepsis-related fatalities during the early postmortem period / M. Tsokos, U. Reichelt, R. Jung [et al.] // Forensic Sci. Int. 2001. Vol. 119, № 1. P. 47-56.
61.Al-Alousi L. M. A non-invasive method for postmortem temperature measurements using a microwave probe / L. M. Al-Alousi, R. A. Anderson, D. V. Land // Forensic Sci. Int. 1994. Vol. 64, № 1. P. 35-46.
62.Thaik-Oo M. Estimation of postmortem interval from hypoxic inducible levels of vascular endothelial growth factor / M. Thaik-Oo, E. Tanaka, T. Tsuchiya [et al.] // J. Forensic Sci. 2002. Vol. 47, № 1. P. 186-189.
63.