Estimation of the postmortem interval using spectrophotometric analysis of putrefactive blister fluid: an experimental study

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Несмотря на большое количество работ, посвящённых поиску решения проблемы определения давности наступления смерти (ДНС), этот вопрос остаётся актуальным в научной среде судебной медицины, что во многом связано с потребностью правоохранительных органов в высокоточных данных, запрашиваемых следствием у работников судебно-экспертных учреждений при выполнении экспертиз, назначаемых при расследовании преступлений, связанных со смертью человека [1–3]. По нашему мнению, высокая значимость максимально точного определения момента смерти человека и, соответственно, времени совершения преступления обусловлена возможным назначением повторных экспертиз, удлинением сроков следствия, а порой и риском неверного вердикта по уголовному делу, если указанный вопрос разрешён недостаточно однозначно.

Высокий уровень точности подразумевает объективный подход при ответе на вопрос, когда умер человек. С целью его реализации обоснованно применяют лабораторные методы, включающие широкий спектр количественных объективных способов регистрации физико-химических изменений биологических тканей, в том числе при диагностике ДНС [4–6]. По нашему мнению, преобразование набора полученных количественных данных в математическую модель упрощает использование объективных методов в практическом звене.

Однако значительная часть указанных методик предусматривает установление ДНС в раннем посмертном периоде и, соответственно, направлена на регистрацию параметров ранних трупных изменений [6]. В связи с этим ответ о времени смерти человека при исследовании трупов с явными проявлениями гнилостной трансформации — что относят к поздним трупным признакам — подразумевает больший уровень погрешности [7].

Это обстоятельство подтолкнуло нас к разработке метода количественной регистрации некоторых параметров поздних трупных явлений. В частности, относительно малоизученными с точки зрения объективной фиксации выявляемых изменений являются гнилостные пузыри, поскольку их описание при проведении экспертизы трупа зачастую ограничивается субъективной (визуальной) оценкой.

Для выбора непосредственного способа мы придерживались следующих критериев: высокая точность результатов, широкая доступность используемого инструментария, незначительные финансовые затраты. Данным критериям полностью соответствует спектрофотометрический метод, использование которого в более ранних научных исследованиях доказало свою высокую эффективность [9, 10].

ЦЕЛЬ

Определить возможность объективизации диагностики ДНС методом спектрофотометрии путём исследования и математического описания динамики изменений оптической плотности жидкости гнилостного пузыря у трупов в позднем постмортальном периоде.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проведено экспериментальное неконтролируемое выборочное одноцентровое исследование.

Условия проведения исследования

Набор биологического материала и сбор данных проводили в Бюджетном учреждении здравоохранения Удмуртской Республики «Бюро судебно-медицинской экспертизы Министерства здравоохранения Удмуртской Республики» в период с февраля 2023 г. по июль 2024 г.

Критерии соответствия (отбора)

Критерии включения: трупы мужского и женского пола в позднем постмортальном периоде с известной давностью смерти (ДНС определена на основании следственных данных с учётом результатов судебно-медицинской экспертизы) с наличием неповреждённых гнилостных пузырей, заполненных жидкостью.

Критерии невключения: трупы людей в позднем посмертном периоде, на теле которых отсутствовали неповреждённые гнилостные пузыри.

Критерии исключения: повреждение гнилостного пузыря на мёртвом теле при его перемещении во время транспортировки в судебно-экспертное учреждение с излитием гнилостной жидкости и её частичной или полной утратой.

Описание вмешательства

Спектрофотометрическое исследование жидкости гнилостных пузырей проводили по методике, которую мы разработали [11], с помощью аппарата СФ-2000® (ООО «ОКБ Спектр», Россия), прошедшего ежегодную поверку средства измерения. Изъятие 1,0 мл исследуемой жидкости выполняли стерильным одноразовым шприцем с иглой диаметром 0,7 мм, проколом верхней (по отношению к лежащему телу) части гнилостного пузыря, что позволяет предотвратить потерю его содержимого за счёт внешнего излития. Для транспортировки материала в отделение судебно-химической экспертизы жидкость из шприца помещали в стерильную пробирку с индивидуальным номером. Непосредственно перед измерением оптической плотности исследуемый материал разбавлялся с помощью одноканального дозатора Sartorius (Biohit) Proline® (Biohit, Германия) (5–50 мкл) дистиллированной водой в соотношении 1:20 (50 мкл жидкости гнилостного пузыря + 1000 мкл дистиллированной воды). Полученный раствор заливали в кварцевую кювету К10 («МиниМед», Россия). Дистиллированную воду также использовали в качестве образца для сравнения показателей — «контрольная» кювета. Разместив держатель с кюветами в спектрофотометр СФ-2000® (ООО «ОКБ Спектр», Россия), через специализированное программное обеспечение «Сканирование для спектрофотометра СФ-2000» запускали процесс сканирования с предварительным выбором спектрального диапазона 490–520 нм с дискретным шагом в 5 нм. Показатели оптической плотности выводили в графическом и числовом виде и сохраняли на жёстком диске компьютера, работающего под управлением системы Microsoft Windows® 10 (Microsoft, США).

Основной исход исследования

Значения оптической плотности в видимой части спектра жидкости гнилостных пузырей, полученной от трупов с различной давностью смерти. Регистрация динамики изменений исследуемого показателя в зависимости от времени, прошедшего с момента смерти. Построение математической модели, описывающей изучаемый процесс и формализующей его с использованием унифицированных физических понятий.

Методы регистрации исходов

Регистрацию полученных исходов и последующее построение математических моделей выполняли в программе Microsoft Excel® 2020 (Microsoft, США).

Анализ в подгруппах

При проведении настоящего исследования анализ в подгруппах не выполняли.

Этическая экспертиза

Исследование одобрено локальным этическим комитетом Ижевского государственного медицинского университета (протокол № 777 от 05.02.2025).

Статистические процедуры

Запланированный размер выборки. Расчёт необходимого количества случаев, составляющих выборочную совокупность, осуществляли по формуле Закса [12]. В качестве объёма генеральной совокупности принято количество гнилостно изменённых трупов, находящихся в стадии разложения, сопровождающейся наличием неповреждённых гнилостных пузырей, поступающих в Бюджетное учреждение здравоохранения Удмуртской Республики «Бюро судебно-медицинской экспертизы Министерства здравоохранения Удмуртской Республики» в течение одного года (среднее арифметическое из 5-летнего периода — 2018–2023 гг., предшествующего проведению настоящего исследования).

Статистические методы. В работе использовали основные статистические показатели, такие как: среднее арифметическое, ошибка среднего арифметического, среднеквадратическое отклонение. Вычисления статистических критериев производили через компьютерную программу IBM SPSS Statistics® 23 (IBM, США). Статистически значимыми принимали результаты с уровнем ≥95%.

Для непосредственного расчёта математического выражения, отображающего динамику изменений изучаемого показателя во времени, использованы возможности регрессионного анализа. Выбор линии, построенной по уравнению (с величиной коэффициента аппроксимации 95% и выше) проводили через программу Microsoft Excel® (Microsoft, США).

При расчёте границ возможной погрешности разработанного уравнения использовали методику, предложенную А.В. Куликовым и соавт. [13].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объект исследования

В качестве объектов исследования рассматривали жидкость гнилостных пузырей, полученную от 77 трупов лиц мужского и женского пола в позднем постмортальном периоде. Паспортный возраст умерших на момент смерти составлял от 38 до 84 лет. ДНС определена на основании следственных данных с учётом результатов судебно-медицинской экспертизы, она варьировала от 24 до 264 ч.

Основные результаты исследования

Результаты исследования продемонстрировали наличие динамики оптической плотности жидкости гнилостных пузырей при увеличении ДНС. При этом посмертный интервал 24–120 ч на всех изучаемых длинах волн математически формулируется степенной моделью с коэффициентом аппроксимации выше 95%.

Формулы математических моделей первого этапа для различных длин волн выглядят следующим образом.

• Для 490 нм:

${Х}_{490}=\mathrm{0,213}\times n^{\mathrm{1,455}}$, (1)

где Х₄₉₀ — показатель оптической плотности при длине волны 490 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 495 нм:

${Х}_{495}=\mathrm{0,209}\times n^{\mathrm{1,463}}$, (2)

где Х₄₉₅ — показатель оптической плотности при длине волны 495 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 500 нм:

${Х}_{500}=\mathrm{0,203}\times n^{\mathrm{1,475}}$, (3)

где Х₅₀₀ — показатель оптической плотности при длине волны 500 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 505 нм:

${Х}_{505}=\mathrm{0,198}\times n^{\mathrm{1,489}}$, (4)

где Х₅₀₅ — показатель оптической плотности при длине волны 505 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 510 нм:

${Х}_{510}=\mathrm{0,192}\times n^{\mathrm{1,504}}$, (5)

где Х₅₁₀ — показатель оптической плотности при длине волны 510 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 515 нм:

${Х}_{515}=\mathrm{0,188}\times n^{\mathrm{1,521}}$, (6)

где Х₅₁₅ — показатель оптической плотности при длине волны 515 нм; n — номер интервала давности смерти.

• Для 520 нм:

${Х}_{520}=\mathrm{0,185}\times n^{\mathrm{1,535}}$, (7)

где Х₅₂₀ — показатель оптической плотности при длине волны 520 нм; n — номер интервала давности смерти.

Итоговое математическое выражение, преобразованное для вычисления ДНС в часах, выглядит следующим образом:

$ДН{С}_{расч}=24\times ({А}_{ф}\times {(\lambda \times 10)}^{{В}_{ф}})+12$, (8)

где ДНС_расч — расчётное значение давности смерти человека на поздних сроках посмертного периода, ч; λ — величина оптической плотности жидкости гнилостного пузыря кожи при длине волны, на которой её измеряли; A_ф, B_ф — коэффициенты уравнения, выбираемые с учётом длины волны, на которой измеряли оптическую плотность (приведены в табл. 1).

 

Таблица 1. Вычисленные коэффициенты уравнения для различных длин волн
Длина волны, нм	Коэффициенты уравнения
	A	B
490	0,595	0,687
495	0,602	0,685
500	0,619	0,678
505	0,632	0,672
510	0,648	0,665
515	0,660	0,657
520	0,669	0,652

 

Используя методику, предложенную А.В. Куликовым и соавт. [13], рассчитаны границы возможной погрешности разработанного уравнения. Получено математическое неравенство, которое выглядит следующим образом:

${А}_{\min }\times ДН{С}_{расч}-{В}_{\min }\le ДНС\le {А}_{\max }\times ДН{С}_{расч}+B_{\max }$, (9)

где ДНС — значение давности смерти человека на поздних сроках посмертного периода, ч; ДНС_расч — расчётное значение давности смерти человека на поздних сроках посмертного периода, ч; A_min, A_max, B_min, B_max — коэффициенты уравнения, выбираемые с учётом длины волны, при которой измеряли оптическую плотность (приведены в табл. 2)

 

Таблица 2. Вычисленные коэффициенты неравенства для различных длин волн
Длина волны, нм	Коэффициенты уравнения
	Min		Max
	A	B	A	B
490	0,783	6,350	1,328	2,334
495	0,791	7,975	1,327	2,746
500	0,787	6,883	1,327	2,767
505	0,794	7,580	1,326	3,254
510	0,793	7,529	1,324	3,327
515	0,796	7,727	1,311	3,869
520	0,805	8,319	1,300	4,519

 

Нежелательные явления

Нежелательные явления отсутствовали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме результатов исследования

Установлено, что показатель оптической плотности жидкости гнилостного пузыря изменяется в различные интервалы посмертного периода. В диапазоне 24–120 ч после наступления смерти выявлена устойчивая тенденция к увеличению исследуемого показателя. Динамика его изменений на всех изученных длинах волн описывается степенной зависимостью. В результате преобразования уравнения, в котором искомой величиной выступает ДНС, получена математическая модель, позволяющая в рамках разработанного дополнительного метода объективизировать определение времени смерти человека при исследовании гнилостно изменённых трупов. Релевантность полученного выражения подтверждена «слепым» опытом, путём сопоставления расчётного времени смерти со значениями, полученными на основании результатов судебно-медицинской экспертизы трупа с учётом обстоятельств дела.

Интерпретация результатов исследования

Графическое изображение с использованием средних арифметических оптической плотности жидкости гнилостных пузырей каждого посмертного интервала позволило выделить двухэтапность изменений исследуемой величины в изучаемом спектральном диапазоне (рис. 1).

 

Рис. 1. Динамика изменений показателей оптической плотности с течением времени.

 

Первый период охватывает интервал 24–120 ч, демонстрирующий увеличение показателя, что математически описывается степенной моделью (R² >0,95). Второй — математически характеризуется полиномиальным уравнением (R² >0,95) с волнообразным характером изменений исследуемого показателя, что существенно затрудняет интерпретацию результатов при диагностике ДНС трупов в период 121–264 ч. В связи с выявлением двухэтапного процесса дальнейшее построение математической модели решено ограничить посмертным интервалом 24–120 ч с выведением соответствующего уравнения (8) и отображением границ его погрешности (9).

Для математического выведения неравенства использованы случаи с заведомо точно установленным временем смерти. На основании показателей данных случаев произведён расчёт максимального абсолютного и относительного значения погрешности в рамках доверительного интервала достоверности (>95%) для каждой исследуемой длины волны. Сравнив расчётную давность смерти анализируемых случаев с реальной, получены значения абсолютной ошибки определения ДНС, которые, в свою очередь, распределены в форму ряда погрешности. На основе полученных результатов построено графическое представление в виде диаграммы рассеивания и подобраны линии тренда с линейным вариантом функции для всех изучаемых длин волн, а также произведено вычисление значений максимальных и минимальных ошибок в начальной и конечной частях анализируемого периода времени.

Доверительный интервал установлен через произведение стандартного отклонения ряда показателей (каждой из двух групп данных: <  60 и ≥60 ч) и величины t-критерия Стьюдента (также для каждой из групп данных: <  60 и ≥60 ч), который, в свою очередь, высчитан через табличные данные, полагаясь на значения средней ошибки и стандартного отклонения. Линии, проведённые через точки границ доверительных интервалов, позволили найти функции линейной регрессии (рис. 2). Данные уравнения применимы для построения неравенства (9), позволяющего вычислить границы точности конечного созданного математического выражения (8), устанавливающего зависимость между ДНС человека и значением оптической плотности жидкости, содержащейся в гнилостных пузырях, выявленных на его трупе в позднем постмортальном периоде.

 

Рис. 2. Графики границ доверительных интервалов с уравнениями для каждой длины волны. ДНС — давность наступления смерти.

 

С целью проверки полученных результатов осуществлён «слепой» опыт на практическом материале: труп мужчины обнаружен дома без видимых признаков насильственной смерти. Показатели оптической плотности жидкости гнилостного пузыря указанного трупа представлены в табл. 3. Мы рассчитали показатели оптической плотности при длине волны 490 нм, используя найденное математическое выражение (8):

$ДН{С}_{расч}=12+(\mathrm{0,595}\times {(10\times \mathrm{1,1632})}^{\mathrm{0,687}})\times 24=89ч$

 

Таблица 3. Показатели оптической плотности в «слепом» опыте
Длина волны, нм	Показатели оптической плотности
490	1,1632
495	1,1376
500	1,1224
505	1,1201
510	1,1299
515	1,1559
520	1,1896

 

Расчёт границ погрешности показал следующий результат:

$\mathrm{0,783}\times 89-\mathrm{6,350}\le ДН{С}_{реал}\le \mathrm{1,328}\times 89+\mathrm{2,334}$

$63ч\le ДН{С}_{реал}\le 121ч$

Вышеуказанное с вероятностью 95% позволяет сделать вывод, что смерть наступила в промежутке 63–121 ч. Аналогичные результаты получены при использовании величин оптической плотности с соответствующими коэффициентами на длинах волн 495, 500, 505, 510, 515 и 520 нм. На основании следственных данных временной интервал, в котором предположительно наступила смерть: 60–120 ч, что соответствует результатам настоящего объективного исследования.

Ограничения исследования

Одно из ограничений связано со сложностью определения точной даты и времени смерти. Во многих случаях это обусловлено установлением ДНС у трупов в позднем постмортальном периоде, что сопровождается большой сложностью и требует комплексного подхода. Именно поэтому с целью минимизации погрешности мы дополнительно проводили анализ данных осмотра места происшествия, свидетельских показаний и иных следственных материалов.

Кроме того, с учётом гнилостной биотрансформации тела в настоящей работе мы не рассматривали один из традиционных факторов судебно-медицинских исследований — причину смерти. Поскольку в случаях выраженной гнилостной биотрансформации её достоверно установить невозможно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ изменений оптической плотности жидкости гнилостных пузырей, обусловленных давностью смерти человека, позволил создать математическую модель, обеспечивающую определение времени её наступления в интервале 24–120 ч с высоким уровнем достоверности.

Полученные результаты позволяют рассматривать гнилостный пузырь, традиционно воспринимаемый как качественный признак гниения, как объективный критерий с количественно измеримой характеристикой. По нашему мнению, это может способствовать повышению объективизации определения ДНС на поздних сроках посмертного периода в практической работе судебно-медицинского эксперта.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. А.Ю. Вавилов — работа с данными, написание и редактирование текста рукописи; Е.Д. Сашин — сбор данных, написание текста рукописи, визуализация. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты настоящей работы, гарантируют надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Исследование одобрено локальным этическим комитетом Ижевского государственного медицинского университета (протокол № 777 от 05.02.2025).

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два члена редакционной коллегии журнала.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contributions: A.Yu. Vavilov: data curation, writing—original draft, writing—review & editing; E.D. Sashin: data curation, writing—original draft, visualization. All the authors approved the version of the manuscript to be published and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethics approval: The study was approved by the Local Ethics Committee of Izhevsk State Medical University (Minutes No. 777 dated February 5, 2025).

Funding sources: No funding.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published materials (text, images, or data) were used in this article.

Data availability statement: The editorial policy regarding data sharing does not apply to this work.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer-review: This article was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer-review process involved two members of the Editorial Board.

About the authors

Alexey Yu. Vavilov

Izhevsk State Medical University

Author for correspondence.
Email: izhsudmed@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9472-7264
SPIN-code: 3275-3730

MD, Dr. Sci (Medicine), Professor

Russian Federation, Izhevsk

Evgeniy D. Sashin

Izhevsk State Medical University

Email: sashinenii@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8411-5432
SPIN-code: 7985-6634

MD

Russian Federation, Izhevsk

References

Supplementary files