Статистичний аналіз координатних розподілів фазових зсувів лазерних зображень та ступеня деполяризації розсіяного випромінювання зрізами міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку. Встановлення давності настання смерті.
При низкой оригинальности работы "Визначення давності настання смерті при деяких видах механічної асфіксії та масивній крововтраті методами лазерної поляриметрії", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Розробити обєктивні критерії для встановлення давності настання смерті та диференціації її причини внаслідок механічної асфіксії чи крововтрати, за даними лазерної поляриметрії і фазометрії біологічних тканин трупа людини, на основі статистичного аналізу координатних розподілів фазових зсувів лазерних зображень та ступеня деполяризації розсіяного випромінювання зрізами міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку. Завдання дослідження: Вивчити закономірності формування двомірних розподілів фазових зсувів лазерних зображень та ступеня деполяризації випромінювання, перетвореного зрізами зразків тканин міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку. Дослідити можливості прямого фазового визначення давності настання смерті при різних її причинах шляхом часового моніторингу зміни значень статистичних моментів 1-4-го порядків, що характеризують координатні розподіли фазових зсувів між ортогональними компонентами амплітуди лазерних зображень зрізів зразків тканин міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку. Встановити звязки між розподілом величини ступеня деполяризації лазерного випромінювання, перетвореного зрізами тканин міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку та можливістю диференціального встановлення давності настання смерті внаслідок механічної асфіксії чи крововтрати. Провести пошук статистичних параметрів (моменти 1-4-го порядків), які характеризують координатні розподіли фазових зсувів та ступеня деполяризації лазерних зображень зрізів зразків тканин міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку для диференціації причини настання смерті внаслідок механічної асфіксії та крововтрати. міокард смерть лазерний деполяризація
Список литературы
За матеріалами дисертації опубліковано 15 праць із них: 10 статей у журналах, затверджених переліком ВАК (пять з яких є одноосібними); 3 тези наукових конференцій; отримано 2 деклараційні патенти України на корисну модель.
Структура та обсяг дисертації
Дисертацію викладено українською мовою на 159 сторінках компютерного друку. Робота складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, трьох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій та списку джерел літератури. Робота має 64 ілюстрації, 51 таблицю. Список використаної літератури містить 158 джерел, з яких 65 джерел кирилицею і 93 - латиницею, бібліографічний опис викладений на 19 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Для вирішення поставлених завдань визначення давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті нами у як секційний матеріал використано зрізи мозку, легень, серця, печінки, нирок, селезінки та дерми шкіри. Забір тканин проводили в приміщенні моргу Чернівецького обласного бюро судовомедичної експертизи при температурі повітря 18-21°С та вологості повітря 60-80%. Під час виконання роботи досліджено тканин від 240 осіб різної статі та віку з відомою причиною смерті та часом її настання, які померли внаслідок механічної асфіксії (100 випадків) та крововтрати (100 випадків), а контрольну групу склали трупи 40 осіб померлих у результаті ішемічної хвороби серця. Із вилучених шматочків за допомогою заморожувального мікротома отримували нативні зрізи товщиною 60мкм.
На рис. 1 показано оптичну схему отримання лазерних зображень зрізів досліджуваних тканин.
Опромінювання обєкта дослідження (6) проводилося колімованим пучком ((Ш=
IMG_c52ee729-e37b-4c62-8447-070a5efdb55a мкм) 2) Не-Ne лазера ((?= 0,6328 мкм) 1). За допомогою поляризаційного освітлювача (чвертьхвильова пластина 3, 5, 8, поляризатор 4 і аналізатора (9)) формувалися різні стани поляризації освітлюючого пучка. Поляризаційні зображення координаційних розподілів ? і ? біологічних тканин формувались у площині світлочутливої площадки (800х600) CCD камери (10) за допомогою мікрообєктива (7), роздільна здатність якого була достатньою для проведення вимірів у діапазоні розмірів структурних елементів тканин людини 2 мкм - 2000 мкм з подальшого передачею інформації на персональний компютер (11).
Отримані результати обчислювалися за стандартними алгоритмами програмного продукту “Matlab-6” та “Statistica 5.5”.
Під час виконання дисертаційного дослідження виявлена сукупність обєктивних критеріїв статистичної діагностики часу настання смерті шляхом визначення спектральних закономірностей часової зміни середнього, дисперсії, асиметрії і ексцесу розподілів фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди розсіяного лазерного випромінювання.
Доведена можливість ефективного визначення ДНС шляхом статистичного аналізу розподілу фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання, розсіяного тканинами міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легень та мозку людини.
Як приклад на рис.2 показано тривимірне зображення гістограми розподілу фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання, розсіяного тканинами міокарда А-типу (рис.2. 1)) та К-типу (рис.2. 2)).
IMG_43797695-165c-4bf0-9471-299108ad7d87
IMG_eccc1d7d-ff99-42d5-8575-6618ee83895c
2)
Рис. 2. Координатний розподіл (100px Х 100px) фазових зсувів лазерного випромінювання, розсіяного тканиною міокарда: 1) типу “А”; 2) типу “К”
Зазначені особливості зміни координатних розподілів фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди можна повязати з наступними механізмами. Це часові зміни структури крові, повязані з формуванням оптично анізотропного білка фібрину, речовина якого володіє двопроменезаломленням, яке і виявляється у формуванні додаткової фазової модуляції. Інший механізм, повязаний із “закляканням” речовини біологічної тканини і формуванням напруг, що формують додаткове двопроменезаломлення. Такі процеси трупних змін виявляються у зростанні оптичної анізотропії та росту показника двопроменезаломлення, що призводить до збільшення як загальної величини фазових зсувів, так і формування більшої щільності (модуляції) їх екстремальних значень.
Аналіз часових залежностей структури координатних розподілів фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання, розсіяного легеневою тканиною типу “А” і “К” та сукупності статистичних моментів 1-4 порядків, які їх характеризують, показав, як і в попередніх випадках інших типів біологічних тканин внутрішніх органів людини, що зі збільшенням часу Т після настання смерті спостерігається монотонне зростання значень фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди по всій площині зображення досліджуваного зрізу.
Головною відмінністю від даних, одержаних для тканини типу “А”, є більший динамічний діапазон зміни власних значень сукупності статистичних моментів розподілу фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання тканиною міокарда та більша частота модуляції координатних розподілів.
Сукупність статистичних моментів 1-4-го порядків (середнє, дисперсія, асиметрія, ексцес) зазнає монотонних часових змін власних величин, досягаючи через певні (індивідуальні для кожного моменту) проміжки часу стабільного рівня. Кожен із статистичних моментів змінюється індивідуально. Значення середнього та ексцесу зростають; дисперсія і асиметрія зменшуються. Тому, діапазони визначення часу настання смерті тканини міокарда лежать у межах 1-40 год (асиметрія і ексцес).
Таблиця 1 - Часові залежності статистичних моментів 1-4-го порядків розподілу фаз лазерного випромінювання, розсіяного тканиною міокарда типу “А”
Статистичні моментиКонтроль n=40Часовий інтервал після настання смерті
Примітка: * - різниця вірогідна проти групи контролю, р<0,05;
# - різниця вірогідна проти попередньої групи р<0,05.
З аналізу динаміки зміни (досягнення стабілізації відносних значень) часових залежностей статистичних моментів фазових розподілів лазерного зображення, визначені для типу “К”, практично на 25 - 45% менші від аналогічних показників при досліджені типу “А”, і лежать у межах: середнє та дисперсія - від 1 до 32 год; асиметрія та ексцес - від 1 до 48 год. На основі встановлених закономірностей часової зміни середнього, дисперсії, асиметрії і ексцесу розподілів ступеня деполяризації виявлена сукупність обєктивних критеріїв статистичної діагностики часу настання смерті.
Установлена ефективність диференціального (типу “А” і “К”) визначення давності настання смерті шляхом статистичного аналізу розподілу ступеня деполяризації лазерного випромінювання, розсіяного тканинами міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини та мозку.
Як приклад, на рис. 2 показано зображення координатного розподілу ступеня деполяризації між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання, розсіяного тканинами міокарда А-типу та К-типу.
IMG_ee964332-99b5-4df8-a9e8-0279e985a956
IMG_5ef38ec7-6870-4534-afac-470703fa1bc2
2)
Рис. 3. Координатні розподіли ступеня деполяризації (ліва частина) лазерного випромінювання тканиною міокарда: 1) типу “А” (72 год); 2) типу “К” (72 год) і гістограми їх значень (права частина)
Порівняльний аналіз одержаних експериментальних даних виявив: Незалежно від причини настання смерті розподіли значень ступеня деполяризації лазерного випромінювання являють собою координатно неоднорідні структури. Дана обставина може бути повязана з особливостями координатного розподілу кровонасичення тканини міокарда. Ділянкам із більшою концентрацією крові відповідають ділянки з більшим рівнем деполяризації, що формується за рахунок багаторазового світлорозсіяння лазерного випромінювання. Загальний рівень значень
IMG_937e3798-7dc8-404c-b649-affc27d6f7d6 для тканини міокарда типу “А” (рис.3. 1)) вищий за аналогічний координатний розподіл ступеня деполяризації лазерного випромінювання тканиною міокарда типу “К” (рис.3. 2)).
Гістограми значень ступеня деполяризації
IMG_d18c8c3f-3896-4594-a5b6-85c4a12efcb9 лазерного випромінювання тканинами міокарда типу “А” і “К” являють собою практично рівноймовірні розподіли. Це вказує на широку зміну концентрації формених кровяних тілець, а відповідно й кратності світлорозсіяння, що формує значення параметра деполяризації, у речовині зрізів. Екстремуми гістограми ступеня деполяризації
IMG_2ee3ecd0-4966-4ae8-9bc5-2bc05d6591f6 лазерного випромінювання тканинами міокарда типу “А” у 2 - 3 рази вищі за аналогічні значення гістограми, виміряної для поля лазерного випромінювання, розсіяного тканиною міокарда типу “К”.
Під час виконання дисертаційного дослідження показано, що, за умов багаторазового розсіяння світла речовиною зрізів біологічних тканин із різними причинами настання смерті в результаті МА або К, метод прямої поляриметрії розподілів азимутів поляризації не забезпечує їх однозначної диференціації. Доведено, що найбільш чутливими в сенсі диференціювання причини настання смерті в результаті механічної асфіксії чи крововтрати виявилися значення асиметрії М3 і ексцесу М4, відмінності між якими коливаються від 85,7% (координатний розподіл ступеня деполяризації) до 8 разів (розподіл фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди) типу “А” і “К”
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі пропонується та обґрунтовується новий підхід до судово-медичного визначення давності настання смерті внаслідок механічної асфіксії та крововтрати на основі аналізу фазових зсувів лазерних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин трупа людини та ступеня деполяризації перетвореного ними оптичного випромінювання.
1. Багаторазове розсіювання лазерного випромінювання тканинами різних органів є універсальним, яке не залежить від причини настання смерті, та проявляється динамічним зростанням значень фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди з наступною стабілізацією координатних розподілів, час настання якої зумовлюється особливостями тканини органа трупа від 10 год для мозку до 72 годин післясмертного періоду для дерми шкіри та міокарда, а визначення давності настання смерті за показниками асиметрії та ексцесу можливе у межах 2-годинних інтервалів.
2. Розподіл фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди лазерного випромінювання, розсіяного зрізами тканин міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легень та мозку тіла людини, який описується показниками статистичних моментів 1-4-го порядків, динамічно змінюється в післясмертному періоді, що зумовлює їх використання для визначення давності настання смерті. Причому граничний термін визначення давності настання смерті залежить як від тканини внутрішнього органу, так і причини смерті та можливий у термін, який передує настанню явища стабілізації лазерно-поляриметричних показників.
3. За умов багаторазового розсіювання світла речовиною гістологічних зрізів біологічних тканин, у випадку настання смерті в результаті механічної асфіксії або крововтрати, метод прямої поляриметрії розподілів азимутів поляризації не забезпечує їх однозначної диференціації. У той же час статистичні моменти 3 - 4-го порядків розподілів ступеня деполяризації і фазових зсувів (асиметрія та ексцесс) лазерного випромінювання зрізів внутрішніх органів тіла людини є ефективними для встановлення причини смерті.
4. Комплексний статистичний підхід до результатів лазерного поляриметричного дослідження фазових зсувів та ступеня деполяризації перетвореного ними оптичного випромінювання лазерних зображень у зрізах біологічних тканин трупа людини (міокард, дерма шкіри, печінка, селезінка, нирки, легені та мозок) дозволяє обєктивізувати як судово-медичне визначення причини смерті у випадку її настання від крововтрати чи механічної асфіксії, так і її давність.
5. Рівень деполяризації зрізів біологічних тканин тіла людини, який формується за рахунок багаторазового світлорозсіювання лазерного випромінювання, зумовлюється кровонаповнюваністю тканин внутрішніх органів трупа та повязаний із причиною смерті, що надає можливість проводити диференційну діагностику причини смерті у випадку її настання від крововтрати чи механічної асфіксії.
ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
Проведені дослідження координатних розподілів фазових зсувів, деполяризації і часової динаміки зміни статистичної структури мікроскопічних зображень зрізів міокарда, дерми шкіри, печінки, селезінки, нирки, легеневої тканини і мозку можуть бути покладені в основу методів диференціації причини настання смерті (механічна асфіксія чи крововтрата) і давності її настання. Їх практична реалізація полягає в наступній послідовності дій: Практичним судово-медичним експертам під час виконання судово-медичних експертиз померлих у результаті механічної асфіксії та крововтрати слід проводити забір шматочків мозку, міокарда, шкіри, печінки, легень, нирки, селезінки та легеневої тканини, які проходять кріогенну обробку на мікротомі з подальшим виготовленням нативних зрізів товщиною 60мкм. У подальшому розміщують їх у поляриметрі, реєструють за допомогою CCD-камери цифрові зображення, проводять математичну обробку отриманих результатів за допомогою програмного пакету (MATLAB-6).
Визначають статистичні моменти 1-4-го порядків координатних розподілів показників розподілу ступеня деполяризації та фазових зсувів між ортогональними складовими амплітуди перетвореного зрізами тканин досліджуваних органів.
Проводять порівняння отриманих результатів із диференційно-діагностичними критеріями визначення давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті за показниками ступеня деполяризації лазерного випромінювання зрізами внутрішніх органів, таблиця 3.
Проводять порівняння отриманих результатів із диференційно-діагностичними критеріями визначення давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті за показниками розподілу фаз лазерного випромінювання зрізами внутрішніх органів, таблиця 4.
Таблиця 3 - Диференційно-діагностичні критерії визначення давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті за показниками розподілу фаз лазерного випромінювання зрізами внутрішніх органів
Внутрішні органиПричина смертіСтатистичні моментиЧасові інтервали Т (год)
Таблиця 4 - Диференційно-діагностичні критерії визначення давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті за показниками ступеня деполяризації лазерного випромінювання зрізами внутрішніх органів
Внутрішні органиПричина смертіСтатистичні моментиЧасові інтервали Т (год)
1. Бачинський В. Т. Вивчення поляризаційних мап тканини міокарда для визначення можливостей встановлення причини та давності настання смерті внаслідок механічної асфіксії або крововтрати / В. Т. Бачинський, О. В. Павлюкович, О. Я. Ванчуляк // Бук. мед. вісник. - 2010. - Т. 53, - № 1. - С. 110 - 113 (особисто здобувач провів експериментальні дослідження).
2. Павлюкович О. В. Методологічний аналіз розвитку науково-практичної проблеми судовомедичної діагностики давності настання смерті при механічній асфіксії та крововтраті / О. В. Павлюкович // Бук. мед. вісник - 2010. - Т. 54, № 2. - С. 134 - 137.
3. Павлюкович О. В. Дослідження кореляційних параметрів поляризаційних зображень тканини міокарда для диференціації настання смерті в результаті механічної асфіксії або крововтрати / О. В. Павлюкович, В. Т. Бачинський, О. Я. Ванчуляк // Клін. та експерим. патол. - 2009. - Т. VIII, № 3. - С. 70 - 73. (особисто здобувач сформулював завдання досліджень і провів обґрунтування отриманих самостійно експериментальних результатів).
4. Статистичний аналіз розподілів ступеня деполяризації лазерного випромінювання, розсіяного зміненою тканиною міокарда, для диференціації причини настання смерті / О. В. Павлюкович, В. Т. Бачинський, Ю. О. Ушенко, О. Я. Ванчуляк // Клін. та експерим. патол. - 2009. - Т. VIII, № 4. - С. 53 - 56. (особисто здобувач теоретично обґрунтував динаміку змін морфологічної структури біологічних тканин).
5. Павлюкович О. В. Динаміка зміни ступеня деполяризації лазерного випромінювання різних довжин хвиль, розсіяного тканиною печінки, для визначення причини та давності настання смерті / О. В. Павлюкович // Клін. та експерим. патол.- 2010. - Т. ІХ, № 1 (31).- С. 55 - 59.
6. Павлюкович О. В. Дослідження динаміки зміни ступеня деполяризації лазерного випромінювання, розсіяного тканиною міокарда, для визначення причини та давності настання смерті з використанням he-cd лазера / О. В. Павлюкович // Практ. мед. - 2010. - Т. XVI, № 1. - С. 109 - 117.
7. Павлюкович О. В. Порівняльне дослідження динаміки зміни ступеня деполяризації лазерного випромінювання, розсіяного тканинами міокарда, для визначення причини та давності настання смерті з використанням he-ne лазера / О. В. Павлюкович // Одес. мед. ж. - 2010. - № 3 (119). - С. 12 - 16.
8. Дослідження статистичної структури деполяризації лазерного випромінювання тканиною печінки для диференціації настання смерті в результаті механічної асфіксії або крововтрати / О. В. Павлюкович, В. Т. Бачинський, В. Д. Мішалов, О.Я. Ванчуляк // Український мед. альманах - 2010. - Т 13, № 1. - С. 101 - 103 (особисто здобувач сформулював завдання досліджень і провів експериментальні дослідження).
9. Павлюкович О. В. Тривимірна реконструкція часової і спектральної еволюції ступеня деполяризації лазерного випромінювання, розсіяного тканиною мозку, для діагностики часу настання смерті / О. В. Павлюкович // Гал. лікар. вісник - 2010. - Т 17, № 2. - С. 69 - 71.
10. Temporal spectral change of the degree of depolarization of laser radiation scattered by the hepatic tissue to diagnose the prescription of death coming / V. T. Bachinskyi, O. V. Pavliukovych, O. Ya. Vanchuliak, I. H. Savka // Бук. мед. вісник - 2010. - Т. 14, № 4.- С. 119 - 121 (особисто здобувач теоретично обґрунтував динаміку змін морфологічної структури біологічних тканин).
11. Можливості дослідження статистичної структури деполяризації лазерного випромінювання тканинами печінки для діагностики давності настання смерті при механічній асфіксії або крововтраті / О. В. Павлюкович, В. Т. Бачинський, О. Я. Ванчуляк, М. Р. Тимчук // Ювілейний Х зїзд ВУЛТ. Євпаторія, 2009. - С. 204 - 205 (особисто здобувач сформулював завдання досліджень і провів експериментальні дослідження).
12. Можливості диференціації давності настання смерті в результаті механічної асфіксії або крововтрати кореляційними параметрами поляризаційних зображень тканини міокарда / В. Т. Бачинський, О. В. Павлюкович, І. Г. Савка, О. Я. Ванчуляк: // Матеріали Всеукраїнської наук.-практ. конф. з міжнар. участю [“Впровадження сучасних наукових досягнень в судову експертизу”], Харків: ТОВ “Оберіг”. - 2009. - С. 122-124 (особисто здобувач провів експериментальні дослідження, теоретично обґрунтував динаміку змін морфологічної структури біологічних тканин).
13. Можливості диференційної діагностики смерті в результаті механічної асфіксії або крововтрати методом дослідження поляризаційних мап тканини міокарда / В. Т. Бачинський, О. В. Павлюкович, О. Я. Ванчуляк, Д. І. Тодорович // Хист. - 2009. - Випуск 11. - С. 173 (здобувач провів експериментальні дослідження та виконав обґрунтування результатів).
14. Пат. 55672 Україна, МПК(2011.01) G01N33/00 G01N 21/00 A61B 5/00. Спосіб фазової диференціації причини настання смерті у результаті крововтрати та механічної асфіксії / Павлюкович О.В., Ванчуляк О.Я., Бачинський В.Т., Ушенко О.Г.; заяв. 17.05.10 ; опубл. 27.12.10. Бюл. № 24 (особисто здобувач теоретично обґрунтував динаміку змін морфологічної структури біологічних тканин).
15. Пат. 55673 Україна, МПК(2011.01) G01N33/00 A61B 5/00. Спосіб поляризаційної диференціації причини настання смерті / Павлюкович О.В., Ванчуляк О.Я., Бачинський В.Т., Ушенко О.Г.; заяв. 17.05.10 ; опубл. 27.12.10. Бюл. № 24 (здобувач провів експериментальні дослідження та виконав обґрунтування результатів).
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
