Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 8. -
Вып. 4. - 2009. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-24-html/TITL-24.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-24-html/cont.htm
УДК 340.624.1
К вопросу о механизме образования
огнестрельного повреждения
Ó 2009 г. Беляев Л. В.
В статье приведены результаты исследования огнестрельного травматического
процесса, математическое моделирование травматического процесса, определение
понятия «механизма образования огнестрельного повреждения».
Ключевые слова: математическое моделирование травматического
процесса.
Судебно-медицинская наука и практика исследований огнестрельных
повреждений отмечают факт очевидной вариантности морфологических проявлений
огнестрельной травмы. Изучению различных судебно-медицинских аспектов
огнестрельных повреждений, следов близкого выстрела посвящено большое
количество научных работ (А.Р. Деньковский, 1969; К.Н. Калмыков, 1961; С.Д.
Кустанович, 1956; А.Ф. Лисицын, 1968; В.И. Молчанов, 1946, 1960, 1962, 1964;
И.Ф. Огарков, 1948, 1953; В.П. Петров, 1953; Я.С. Смусин, 1971; Л.М. Эйдлин,
1963 и др.). Сообщения о судебно-медицинских аспектах повреждений, причиненных
выстрелами из 5,45-мм автомата АК-74 в работах Ю.П. Сысоева (1977); В.А. Катонина
с соавт. (1976, 1977); М.И. Марченко с соавт. (1978); И.Я. Купова с соавт.
(1981); А.П. Закараса с соавт. (1981) рассматривают особенности отложений
следов близкого выстрела и входных пулевых повреждений на одежде, М.И. Марченко
с соавт. (1978) описывают входные и выходные пулевые повреждения на коже,
повреждения плоских и длинных трубчатых костей. Сопоставление сведений об одних
и тех же по сути повреждениях показывает, что они заметно отличаются по своим
морфологическим проявлениям. Так, разрывное действие пороховых газов на белой
бязи, по В.А. Катонину с соавт. (1976, 1977), имеет место на дистанции
"упор", по М.И. Марченко с соавт. (1978) - на дистанциях до 5 см, а
Ю.П. Сысоев (1377) его вообще не выявил. Это же действие на хлопчатобумажной
ткани защитного цвета, по данным В.А. Катонина с соавт. (1976, 1977), имеет
место на дистанции "упор", а по данным М.И. Марченко с соавт. (1978),
на расстоянии 1-2 см. Последний автор наблюдал разрывное действие пороховых
газов на дистанции «упор» и при стрельбе по шинельному сукну, а В.А. Катонин с
соавт. (1976, 1977) разрывов шинельного сукна в своих опытах не обнаруживал.
Весьма противоречивы и данные исследователей по расстояниям, на которых
определяется дополнительная зона копоти в виде секторов ("бабочка").
По сообщению В.А. Катонина с соавт. (1976, 1977), это расстояние составляет 1-2
см, по Ю.П. Сысоеву (1977) - 4 см, а по М.И. Марченко с соавт. (1978) - 5 см.
Все авторы отмечают либо отсутствие порошинок на мишенях (Ю.Л. Сысоев, 1977),
либо лишь единичные их количества (В.А. Катонин, 1977). А.П. Закарас с соавт.
(1981) объясняют это наличием у автомата АК-74 дульно-тормозного устройства.
Эти же авторы (1978) дают краткую характеристику входным пулевым ранам (0,4
-0,5 в диаметре), выходным пулевым ранам, отмечая, что в случаях, когда пуля не
задевала кости, выходные раны имели размеры 3x4 см, а в случаях повреждения
костей - до 10x10 см. Такое
разнообразие проявлений огнестрельной травмы относиться ко всем без исключения
повреждениям, причиненным выстрелами из любых видов и моделей оружия.
Невозможно получить абсолютно идентичные морфологические проявления
огнестрельного повреждения при сравнении конкретных огнестрельных ранений.
Естественно предположить, что такая вариантность в морфологии огнестрельного
повреждения связана с индивидуальными особенностями огнестрельного травматического процесса.
Существующие научные определения травматического процесса и его
составляющих (повреждение, повреждающий предмет, анатомические особенности
повреждаемой области, взаимодействие человека с ранящим снарядом) вполне позволяют определить основные
группы факторов, формирующих
вариантность огнестрельных повреждений.
К первой группе факторов, формирующих вариантность огнестрельных
повреждений можно отнести характеристики самого человека и поврежденной
области. Не подлежит сомнению, что ранение конечности и ранение головы
существенно различаются именно по причине
разного «устройства» (морфологических свойств) этих областей. К этой
группе факторов также можно отнести пол человека, его возраст, наличие
патологии и других особенностей организма.
Ко второй группе факторов, определяющих вариантность огнестрельных
повреждений, следует отнести различные
характеристики пули, определяющие ее принадлежность к виду и модели оружия,
энергетические ее параметры, чисто физические свойства, наличие и
характеристики сопутствующих продуктов выстрела и т.д..
К третьей группе относятся некоторые факторы, характеризующие условия
взаимодействия пули и человека, сопутствующих продуктов выстрела и повреждаемой
области. В основном это условия, характеризующие пространственные соотношения
человека и ранящего снаряда.
Можно предположить, что различные сочетания вышеперечисленных групп
факторов в той или иной степени и определяют индивидуальный облик конкретного
травматического процесса.
С целью подтверждения данного предположения, выяснения роли и влияния
вышеперечисленных факторов на вариантность морфологических проявлений
огнестрельного повреждения проведены исследования, позволяющие описать
огнестрельный травматический процесс с позиций теории вероятностей и установить
степень влияния вышеперечисленных факторов на вариантность морфологических
проявлений огнестрельного повреждения. В ходе исследований и повреждения и
факторы, предположительно влияющие на травматический процесс, характеризовались
количественно с помощью специальных методик.
На основе полученных результатов были созданы математические модели,
описывающие этот травматический процесс.
Исследованы огнестрельные повреждения, причиненные выстрелами с
различных расстояний из 5,45-мм автомата АК-74, 5,56-мм автоматической винтовки
М-16А1, пистолета Макарова. Изучены повреждения конечностей, груди, живота.
Повреждения характеризовались количественными способами, результаты такого их
описания позволили выделить следующие их количественные характеристики:
линейные размеры повреждения, площадь повреждения, площадь дефекта, количество
костных осколков, протяженность костного перелома длиной трубчатой кости,
масса костных осколков, суммарная масса
костных осколков и т.д.
Сложность описания простой математической величиной повреждаемой
области определила целесообразность выявления степени влияния первой группы
факторов (характеристики самого человека и повреждаемой области) на
формирование огнестрельного повреждения путем создания математических моделей
травматического процесса по отдельным частям тела. Кроме этого, повреждаемая
область характеризовалась такими величинами как длина кости, окружность кости,
толщина компактного слоя кости.
Тот же подход был применен и к основным характеристикам пули (принадлежность
ее к конкретному виду и образцу оружия). Кроме этого пуля характеризовалась
величиной ее скорости на дульном конце ствола и расстоянием до повреждаемой
области. Эти величины существенно описывали энергетические параметры ранящего
снаряда как одних из основных качеств пули.
Третью группу факторов количественно характеризовали через следующие
пространственные показатели соотношения траектории ранящего снаряда и тела человека:
уровень входа пули, сектор входа, тангенциальность ранения, угол наклона траектории
пули и т.д.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что математические
модели вполне достоверно описывают огнестрельный травматический процесс через
влияние учтенных факторов, на формирование огнестрельного повреждения.
Рассмотренные факторы на 90-95%
определяли вариантность огнестрельного повреждения в пределах изученного
факторного пространства. В результате статистической обработки и анализа данных
этой обработки получен ряд математических моделей влияния выделенных факторов
на морфометрические показатели (параметры) огнестрельного повреждения. Для иллюстрации
математического описания огнестрельного травматического процесса в приводимых
ниже моделях (повреждения конечностей с переломами длинных трубчатых костей
выстрелами из автомата Калашникова) факторы отобраны с учетом силы корреляционной
связи и значимости коэффициентов регрессии, (не ниже 60%).
|
Параметр огнестрельного перелома длинных трубчатых костей (У) |
Размерность |
Уравнение регрессии |
Gу |
Коэффициент Множественной корреляции |
Критерий Фишера |
|
|
Рассчитанный |
Табличный при F05 (F01) |
|||||
|
Площадь перелома, рассчитанная по его линейным размерам Площадь перелома, рассчитанная по его контурам, включающим трещины и свободные осколки Площадь свободных костных осколков Суммарная длина трещин перелома Произведение длины трещин на толщину компактного слоя Масса костных осколков |
см2 см2 см2 см см2 г |
У=87,59-0,0024х1+32,63х2+91,1х3 +22,67х7-212,54х9+42х29-7,13х6 У=147,92+7,15х2-0,48х4-10,22х7-6,49х8-78,12х9 У= 78,28+4,89х2-0,38х4-16,91х7 +5,64х7х3 У=-117,04+155,18х3-1,47х4-20,03х5-17,92х6-20,8х7-30,84х8+257,37х9+2,53х28-64,2х29 У=-101,57+190,6х8-0,75х4-10,85х3-11,86х6-8,67х7-15,63х8+98,4х9 +1,25х28-23,66х29 У=3,16+61,43х3-0,61х4-7,14х5-3,35х6-16,93х7 |
14,55 12,34 11,82 17,43 9,54 11,36 |
0,949 0,90 8,90 0,89 0,96 0,92 |
6,05 2,84 2,92 2,80 8,55 3,76 |
(4,52) 2,82 2,82 2,82 (4,52) 2,82 |
Приведенные в моделях факторы обозначены: Х1 - расстояние
выстрела (см); Х2 - длина окружности кости (см); Х3 -
толщина компактного слоя (см); Х4 - возрастная принадлежность кости
(лет); Х5 - половая принадлежность кости (усл. ед.); Х6 -
вид кости (плечо, бедро) (усл. ед.); Х7 - тангенциальность раневого
канала (отн. ед.); Х8 - сектор входа пули (отн. ед.); Х9
– уровень входа пули (отн. ед.).
Представленные в таблице коэффициенты множественной корреляции
показывают, что между исследованными параметрами огнестрельного перелома
длинных трубчатых костей и приведенными в моделях факторами существует сильная
корреляционная связь и что эти факторы примерно на 90-96% определяют
вариабельность морфометрических показателей (параметров) огнестрельного
перелома длинных трубчатых костей. Результаты дисперсионного анализа и рассчитанные
значения критерия Фишера указывают на информационную способность полученных
уравнений регрессии.
Модели показывают, что почти все (за исключением угла наклона раневого
канала) изученные факторы в той или иной степени имеют значение в процессе
образования огнестрельного перелома. Ни один из изученных факторов не влияет
однозначно на морфометрические показатели (параметры) повреждения кости при
огнестрельном ранении. Доля влияния факторов оказалась различной для различных
параметров огнестрельного перелома, также как и различной оказалась
совокупность факторов (их набор), влияющая на эти параметры. В целом
исследованные факторы можно охарактеризовать следующим образом:
1. Влияние расстояния выстрела (в пределах 0-5метров) проявилось только
при изучении площади огнестрельного перелома, рассчитанной по его линейным
размерам. Доля влияния этого фактора весьма незначительна и составила 5,26%.
Однако, учитывая чрезвычайно малый диапазон в изменении энергетических
параметров пули в пределах расстояний 0-5метров, уже сам факт установления
влияния этого фактора указывает на обнадеживающие
перспективы его изучения в более широких диапазонах расстояний.
2. Чем больше длина окружности кости, тем выше все морфометрические
показатели огнестрельного перелома. Доля влияния этого фактора - 8,4-29,55%.
3. Толщина компактного слоя влияет на площадь перелома, рассчитанную по
его линейным размерам, площадь перелома, рассчитанную по его контурам,
включающим трещины и свободные осколки, и площадь свободных осколков таким
образом, что с ее увеличением увеличиваются эти параметры. Доля влияния этого
фактора 8,2 - 29,86%.
4. С увеличением возраста все параметры огнестрельного перелома
уменьшаются. Доля влияния возраста составила 9,4-20,09%.
5. У мужчин суммарная длина трещин перелома, произведение длины трещин
перелома на толщину компактного слоя, масса осколков меньше, чем у женщин. Доля
влияния этого фактора 5,9-8,83%.
6. Изучение влияния вида кости показало, что площадь перелома, рассчитанная
по его линейным размерам, суммарная длина трещин перелома, произведение длины
трещин на толщину компактного слоя, масса осколков на бедре меньше, чем на плече.
Доля влияния этого фактора составила 2,77-9,06%.
7. Увеличение тангенциальности (касателъности) раневого канала ведет к
увеличению площади перелома, рассчитанной по его линейным размерам и уменьшению
других параметров огнестрельного перелома. Доля влияния этого фактора
30,18-65,8%.
8. Увеличение показателя
сектора входа пули приводит к уменьшению изученных параметров огнестрельного
повреждения кости. Доля влияния этого фактора 0,4-22,2%.
9. Увеличение показателя уровня входа пули в пределах диафизарной части
приводит к уменьшению изученных параметров огнестрельного перелома кости. Доля
влияния этого фактора 2,2-28,9%.
По доле влияния на исследованные параметры огнестрельного перелома
длинных трубчатых костей все факторы можно расположить (ранжировать) следующим
образом:
1. Тангенциальность раневого канала - 30,18-65,8%.
2. Фактор взаимодействия тангенциальности раневого канала и толщины
компактного слоя - 38,3%.
3. Толщина компактного слоя - 8,2-29,86%.
4. Длина окружности кости - 8,4-29,55%.
5. Уровень входа пули - 2,2-28,9%.
6. Сектор входа пули - 0,4-22,2%.
7. Возрастная принадлежность кости - 9,4-20,90%.
8. Вид кости (плечо, бедро) - 2,77-9,06%.
9. Половая принадлежность кости
- 5,9-8,83%.
10. Расстояние выстрела - 5,26%.
Наиболее важными, существенными факторами, влияющими на вариабельность
огнестрельного перелома, явились как особенности условий взаимодействия пули и
кости (тангенциальность раневого канала), так и индивидуальные морфологические
особенности конкретной кости (толщина компактного слоя, длина окружности
кости).
Таким образом, приведенные математические модели вполне полно и достаточно достоверно описывают
огнестрельный травматический процесс в пределах изученного факторного
пространства. Отдельные позиции этих математических моделей определенно указывают на существенную роль
выделенных нами групп факторов в формировании огнестрельного повреждения.
Полученные результаты полностью подтверждают научную обоснованность
определения травматического процесса как процесса воздействия травмирующего
предмета на тело человека, приводящего к возникновению повреждения. Математические
модели в полном объеме содержат все составляющие этого научного определения:
повреждающий предмет (пуля), человек, их взаимодействие. Полученные модели
показывают, что количество характеристик-факторов, формирующих огнестрельное повреждение достаточно велико и что
каждая из этих математических характеристик-факторов имеет свое место и значение
в травматическом процессе. Находя новые факторы влияния на формирование повреждения,
учитывая их количественными способами и описывая с их помощью травматический
процесс в виде математических моделей можно получать более точное представление
об огнестрельном травматическом процессе.
По нашему мнению полученные результаты вполне могут подсказать и
подходы к решению вопроса о научном определении понятия механизм образования
огнестрельного повреждения (повреждения). Анализ научной литературы,
посвященной вопросам травматологии, позволяет сделать заключение о том, что в
настоящее время удовлетворительного определения понятия «механизм
образования повреждения» не существует.
В то же время и в научных работах и в практической судебно-медицинской
экспертизе это понятие широко используется повседневно.
Подход к определению понятия «механизм образования повреждения» можно почерпнуть
в диалектике. С позиций диалектического материализма механизм развития (а
травматический процесс это и есть развитие в процессе которого человек получает
травму) есть не что иное как форма развития, характеризующаяся такими
категориями как структура, уровень, качество, количество.
Исходя из этого вполне уместно рассмотреть и описать огнестрельный
травматический процесс этими категориями. Качество
и количество очевидно неотъемлемые характеристики травматического процесса
реализующиеся в огнестрельном повреждении. Травматический процесс в силу своей
сложности и многообразия можно изучать, рассматривать и описывать на различных уровнях – применительно к целому
организму, на органном уровне, на тканевом уровне, на морфологическом уровне, с
позиций пато-физиологических процессов человека, его биохимии и т.д. В
практической работе, исследуя подъэкспертного
судебно-медицинский эксперт в той или иной степени описывает этими
категориями повреждение как следствие травматического процесса.
Особо следует отметить структуру
травматического процесса. Она может быть представлена следующим образом (рис.
1):
Рис.
1.
Представляя в таком виде процесс травматического взаимодействия, мы
выделяем в нем три основных структурных элемента, определяющих в конечном итоге
морфологическую картину и объем повреждения: повреждающий фактор (1), организм
и повреждаемая часть его (2), особенности собственно процесса взаимодействия
повреждающего предмета и человека (3). Различные сочетания этих основных
структурных элементов могут быть обозначены как еще один (4) структурный элемент.
Исходя из вышеизложенного механизм образования повреждения возможно
охарактеризовать как форму травматического процесса взаимодействия
повреждающего предмета и человека с характеристиками основных его структурных
элементов. Различия формы процесса
травматического взаимодействия даже по одному из его структурных элементов
кардинально меняют морфологию самого повреждения, и потому характеристику
структурности вполне уместно считать основной характеристикой формы процесса
травматического взаимодействия. В этой связи механизмом образования повреждения (огнестрельного повреждения)
правильно определять характеристику основных структурных элементов
огнестрельного травматического процесса.
Данное определение вполне вписывается в экспертную практику решения
вопросов о механизме образования повреждений, когда эксперты освещая этот вопрос в конкретной экспертизе
применительно к конкретному подэкспертному и конкретной поврежденной области,
части тела устанавливают характеристики травмирующего предмета, указывают на
вид взаимодействия травмирующего
предмета и травмируемой области (удар, трение, растяжение, сдавление и
т.д.), устанавливают пространственные
соотношения во взаимодействии травмирующего предмета и тела человека (например,
место приложения травмирующего предмета, направление удара).
Полученные нами математические модели огнестрельного травматического
процесса полностью включают в себя все основные его структурные элементы, в той
или иной степени описывают эти элементы. В научно-практическом аспекте данный
подход может быть полезен, так как
появляется возможность установления и описания математическими способами любого
неизвестного структурного элемента при известных характеристиках других структурных
элементов механизма образования повреждения.
On
the problem of the mechanism of gunshot damage formation
Belyaev L. V.
In the article the results of
morphometric research of gunshot traumatic process are resulted. On their basis
concept definition “the mechanism of damage formation” is made.
Key words: morphometric
research of gunshot traumatic process.
Сведения об
авторе:
Беляев Лев Валерьевич – судебно-медицинский эксперт
111 Главного государственного центра судебно-медицинских и криминалистических
экспертиз Министерства обороны Российской Федерации, кандидат медицинских наук.
105229, г. Москва, Госпитальная площадь, д. 3,
111 ГГЦСМ и КЭ МО РФ,
т. 8 (495) 263-06-66, факс 8 (495) 263-02-65.
Поступила в редакцию 30.12.2009.