2.2. Материал и методика исследования

Решение поставленных задач осуществлялось в рамках экспериментального исследования.

Огнестрельные повреждения на биоманекенах причинялись 9-мм пистолетными пулями отечественного производства, имеющими биметаллическую плакированную томпаком оболочку, свинцовую рубашку и стальной сердечник (рис. 2.1). Масса пуль 6,1 гр., площадь поперечного сечения ведущей части пули 63,58 мм², баллистический коэффициент – 13, коэффициент формы –0,58 (Е.Н.Тихонов, 1976; Л.Ф.Саврань, 1979; М.М.Блюм с соавт., 1982; Е.И.Сташенко, 1981; А.Б.Жук, 1983). Выстрелы производили из пистолета Макарова АП 55 с малоизношенным стволом с расстояния 400 см.

Рис. 2.1. Геометрическая форма (а) и конструктивные особенности 9-мм пистолетной пули на разрезе (б).

В качестве биоманекенов использовали трупы 34 мужчин в возрасте 17-37 лет, умерших от механических травм, асфиксии и не имевших прижизненной костной патологии и заболеваний кожи. Трупы подбирались по длине тела (165±7см), окружности бедер в средней их трети (42±4см), а также времени наступления смерти (до 24 часов). Перед проведением экспериментов трупное окоченение разрушалось механическим путем. Тщательный подбор биообъектов осуществлялся для устранения влияния на ООП толщины жирового слоя, размеров костей, возраста, пола и т.п.

При нанесении повреждений биоманекены укладывали на каталку в положение лежа на спине, ногу сгибали в тазобедренном и коленном суставах под углом 90 градусов и за голень фиксировали ремнями к специальным держателям.

Всего произведено 527 выстрелов и получено 434 зачетных опыта . Из них 114 повреждений причинено патронами с полными зарядами и 420 редуцированными. Редуцированные патроны изготавливали по разработанной нами методике путем высверливания в гильзах штатных патронов отверстий диаметром 2 мм, полного удаления заводских навесок пороха и заполнения гильз новыми навесками пороха (70 мг.,.80 мг., 110 мг.). Отверстия в гильзах заклеивали металлической фольгой и липкой лентой. Изготовленную партию редуцированных патронов выборочно проверяли на величину начальной скорости пуль и их устойчивость на траектории полета в момент соударения с мишенью при экспериментальном отстреле по мастичным блокам (ТУ-480-8-24-77). Для повышения точности попадания в диафиз кости через мягкие ткани использовали специальное приспособление для определения проекции кости на кожу в точке планируемого попадания пули. в опытах учитывали только повреждения, причиненные под углами 70-900 к плоскости поражаемой поверхности кожи. Эксперименты проводили в баллистической лаборатории кафедры судебной медицины ВМедА имени С.М. Кирова на специальной установке для экспериментальной стрельбы (А.И. Устинов, 1973). Поскольку выпускаемая промышленностью установка для отстрела мишеней с дистанцией более 2-3 метров, не пригодна, была изменена конструкция ее пулеприемника.

Таблица 2.1. Количество зачетных опытов в зависимости от скорости пуль

Стационарный пулеприемник был снят с установки и перенесен на станину подвижного палатного рентгеновского аппарата, что позволило располагать его на любом расстоянии от установки, а также перемещать по вертикали и горизонтали. Что позволило использовать установку для отстрела биообъектов с расстояний четырех и более метров (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схематическое изображение биообъекта (I), датчиков (2,3) и оружия 4) на модернизированной установке для экспериментальной стрельбы (5) при проведении опытов.

При производстве выстрелов оружие прочно фиксировали в зажимном устройстве установки. Время полета пули на мерной базе определяли при помощи двух кольцевидных соленоидных датчиков (ДС₁ и ДС₂), вводного усилителя- формирователя сигналов (ВУФ) с источником постоянного тока (24 вольта) и электронно-счетного частотометра (43-33). Пуля, пролетая последовательно через ДС₁ и ДС₂ вызывала в них изменение величины ЭДС, которое воспринималось и усиливалось ВУФ, а импульсы с ВУФ, соответственно, включали и выключали 43-33 (рис. 2.3.). Соленоидные датчики при помощи специального приспособления закрепляли на установке на расстоянии 400 см друг от друга.

Рис. 2.3. Блок-схема системы измерения скорости пули при помощи соленоидных датчиков.

Для контроля полета пули в каждом опыте использовали также миллисекундомеры Ф-209 и МС-1 с контактными датчиками-мишенями одноразового использования. Их изготавливали с помощью специального приспособления из стальной посеребренной проволоки диаметром 0,1 мм, которую располагали параллельными рядами на расстоянии 5 мм один от другого и фиксировали силикатным клеем на тонкой бумаге (рис.2.4.). Датчики-мишени во время опытов фиксировали с натяжением в деревянных рамках также на расстоянии 400 см друг от друга. Датчик первого порядка (Дн₁) укрепляли на стволе пистолета с помощью пружинного зажима, входящего в комплект специальной установки для экспериментальной стрельбы, а датчик второго порядка (Дн₂) устанавливали в 3-5 см от биообъекта. В момент полета к мишени пуля разрывала проволоку Дн₁ и включала Ф-209 или МС-1, а затем разрывала проволоку Дн₂ и выключала их, Время полета пули между датчиками измеряли с точностью до 0,1 миллисекунды.

Рис. 2.4. Контактный датчик-мишень одноразового пользования.

Скорость пули вычислялась по формуле:

\[\nu = \frac{s}{t}(2.1)\]

где S - расстояние между датчиками (в метрах),
t - время полета пули между датчиками (в секундах),
ν - скорость пули (в м/с).

В каждом опыте вычислялись также следующие физические параметры пули: общая кинетическая энергия (ОКЭ), удельная кинетическая энергия (УКЭ), импульс – количество движения (И) и удельный импульс (УИ).

Общая кинетическая энергия определялась по формуле:

\[E = \frac{{m{\nu^2}}}{2}(2.2.)\]

где: Е – общая кинетическая энергия (в ДЖ),
m – масса пули (в кг),
ν – скорость пули (в м/с).

Удельная кинетическая энергия расcчитывалась по формуле:
\[Eуд = \frac{E}{S}(2.3.)\]

где: Еуд. – удельная кинетическая энергия ( в Дж/мм²),
S - площадь поперечного сечения ведущей части пули (в мм²).

Импульс (количество движения) вычисляется по формуле:
р=mv (2.4.)

где: р – количество движения (в кг.м/с),
m - масса пули (в кг.),
v - скорость пули у цели (в м/с).

Удельный импульс определяется по формуле:

\[{P_{уд}} = \frac{P}{S} = \frac{{mv}}{S}(2.5)\]

где: V – скорость пули у цели (в м/с),
m – масса пули (в г),
S – площадь поперечного сечения ведущей части пули (в мм²),
Руд. – удельный импульс

\[\frac{{гм/с}}{{{мм^2}}}.\]

Поскольку масса измерялась в граммах, а скорость пули в м/с размерность удельного импульса выразилась в \[\frac{{гм/с}}{{{мм^2}}}.\]

В дальнейшем размерность УИ для упрощения расчетов в работе не приводится.

Экспериментальные повреждения кожи и диафизов бедренных костей изучали непосредственно на биомакетах и после их лабораторной обработки.

При секционном исследовании определяли морфологическую картину повреждений и забирали материал (кожные лоскуты с огнестрельными повреждениями и поврежденные пулями бедренные кости) для последующего лабораторного исследования.

В каждом опыте учитывались:

• окружность бедра на уровне повреждения (в см),
• толщину кожи (в мм), жировой клетчатки и мышц по ходу раневого канала (в см),
• форму, характер краев, а также площади дефектов ткани, поясков осаднения и загрязнения (в мм²),
• количество разрывов эпидермиса у входных ран (в шт),
• длину раневых каналов (в см) и их отклонение после кости (в градусах),
• количество свободных и связанных с надкостницей костных отломков (в шт.).

Кожные раны и ссадины иссекали при помощи квадратного прозрачного шаблона из органического стекла площадью 25 см². Шаблон накладывали на рану таким образом, чтобы центр его совпадал с центром раны или ссадины. Границы шаблона копировали на кожу при помощи пасты или чернильного карандаша. Кожный лоскут иссекали острым скальпелем строго по намеченным контурам. Это позволяло в дальнейшем учитывать степень сократимости кожных лоскутов после их обработки в спиртово-уксусном растворе и вносить поправки в величины изучаемых морфометрических признаков.

Раневые каналы вскрывали по тонкому зонду, костные фрагменты, кроме «костного песка», тщательно изымали. Изменение направления пулевого канала при попадании пули в кость определяли при помощи двух тонких зондов и угломера.

Иссеченные кожные лоскуты с огнестрельными повреждениями обрабатывали по методу А.Н.Ратневского (1972). Дальнейшее изучение повреждений кожи проводили рентгенографическим и слепочным методом исследования.

Для получения рентгенограмм поврежденной кожи использовали рентгеновский излучатель «Электроника – 100Д» с повышенной разрешающей способностью трубки и дающий прямое рентгеновское увеличение исследуемого объекта в 10-15 раз при незначительной величине геометрической нерезкости. Это обеспечивалось микрофокусом трубки типа БС-1 (15-30 мкм) и напряжением генерирования рентгеновского излучения до 100 кВ. Съемку производили на рентгеновскую пленку «ОРОНSП (производства ГДР). Экспозиция 8-16 секунд.

Перед рентгеновским исследованием огнестрельные раны вырезали вместе с окружающей кожей по разработанному нами способу с таким расчетом, чтобы от краев повреждения со стороны эпидермиса до линии разреза было не менее 3-5 мм. Изготовленный препарат в виде параллелепипеда (рис. 2.5.) укладывали на стол рентгеновского излучателя таким образом, чтобы наибольшие его грани (толщина кожи) были перпендикулярны оси рентгеновской трубки (рис. 2.6). На полученных рентгенограммах изучали качественные признаки дефектов кожи на входных и выходных огнестрельных ранах.

Рис.2.5. Схематическое изображение кожного препарата для рентгенографического исследования дефекта кожи.

Рис.2.6. Схематическое изображение кожного препарата относительно микрофокуса рентгеновской трубки.

Для получения слепков (копий) огнестрельные раны, после подсушивания кожных лоскутов в течении 20-40 минут при комнатной температуре, заливали силиконовой пастой «К» по разработанной нами методике. Пасту «К» в объеме 5-7 см³ перемешивали на стекле с красителем – форсуночной сажей до получения равномерно окрашенной массы. Сажу брали около 0,1% от объема силиконовой пасты. К смеси добавляли 10 капель катализатора К-18 и вновь тщательно перемешивали. Готовый к полимеризации компаунд переносили на кусок чистой хлопчатобумажной ткани и в него эпидермисом вниз погружали кожный лоскут с исследуемой огнестрельной раной до появления капли смеси из дефекта кожи. Затем кожный лоскут вместе со слепочной массой на тканевой основе осторожно сдавливали между двумя стеклянными пластинами с усилием не более 50-70 грамм. После отвердения слепок снимали с кожного лоскута и изучали под МБС-2. Для заливки выходных ран кожные лоскуты погружались в слепочную массу эпидермисом вверх.

Полученные модели (копии) отображали объемную форму дефектов кожи. Их изучали целиком, на продольных срезах, а также способом теневой проекции при помощи микроскопа МБС-9. Для этого слепки на специальном держателе помещали на предметный столик микроскопа и освещали «на просвет». Изображение светового профиля слепка изучали и измеряли при помощи окулярного микрометра. Масштабное фотографирование осуществляли с использованием переходных колец для микроскопа МБС-2 и малоформатной камеры «Зенит».

В огнестрельных повреждениях на коже и на полученных слепках изучали следующие морфологические признаки:

S₁ – площадь огнестрельного повреждения кожи со стороны эпидермиса, без краевых разрывов его (в мм²),

S₂ - площадь пояска осаднения и загрязнения (в мм²),
S₃ – площадь дефекта кожи на уровне эпидермиса и верхних слоев дермы (в мм²),
S₄ – площадь дефекта кожи на внутренней ее поверхности (в мм²).

Вычислялся также относительный показатель – S₁:S₃ (отн.ед).

Количественные показатели исследуемых признаков получали двумя способами:

а) при помощи окулярного микрометра, входящего в комплект микроскопа МБС-2 и

б) путем нанесения масштабных сеток со стороны малого квадрата 1 мм или 0,25 мм на фотоизображение изучаемого признака при помощи фотоувеличителя в масштабе 1:1 (рис.2,7 и 2,8). Площади признаков измеряли путем подсчета квадратов и их частей, накладывающихся на измеряемый участок. (Ошибка метода 5%).

Рис. 2.7. Кожная рана после лабораторной обработки.

Рис. 2.8. Та же рана с нанесённой фотоспособом масштабной сеткой.

Фрагменты поврежденных пулями диафизов бедренных костей вываривали в воде 6-8 часов, отделяли от мягких тканей, промывали в проточной воде, обезжиривали в бензине и высушивали 7-10 дней. Картину перелома диафиза кости реставрировали путем склеивания совпадающих отломков клеем «Момент-1». Затем сухие костные препараты обертывали полупрозрачной бумагой и на нее копировали линии переломов, то есть получали их плоскостные развертки в масштабе 1:1.

На сухих костных препаратах и их плоскостных развертках определяли следующие морфологические признаки:

L – длина кости (в см).
С – длина окружности кости на уровне входа пули (в см),
Т – толщина компактного слоя кости в месте входа пули (см),
Sо – общая площадь перелома, рассчитанная по линейной ее развертке (см²),
Тр₁ – количество радиальных трещин (в шт.),
Тр₂ – количество продольных трещин (в шт.),
Т₃ - количество поперечных и косых трещин (в шт.),
К₁ - количество свободных осколков с фрагментами наружной и внутренней поверхности кости (в шт.),
К₂ - количество свободных отломков только с фрагментами наружной поверхности
кости (в шт.),
К₃ – общее количество свободных костных отломков (в шт.),
l1 – суммарная длина трещин по периметру перелома (в см),
l2 – суммарная длинна трещин внутри периметра перелома (в см.),
S - площадь дефекта кости на входе пули (в см²),
S - площадь дефекта кожи на выходе пули (в см²),
S - площадь скола компактного слоя кости на входе пули (в см²),
S - площадь скола компактного слоя кости на выходе пули (в см²).

Для уменьшения ошибки измерений, связанной с дефектами костной ткани в местах входа выхода пули, и, исходя из того, что Sоск. Так относится к у, как [Sоск – (Sд.вх.+Sд.вых.)] относится к Х, длина трещин и количество осколков определяли по формуле:

\[x = \frac{{Socк. \bullet y}}{{Socк. - (Sд.вх. + Sд.вых.)}}\]

где,
x – рассчитываемый признак (количество осколков, длина трещин),
y – фактическая величина признака (количество осколков, длина трещин),
Sоск. – площадь свободных костных отломков,
Sд.вх. – площадь дефекта кости на входе пули,
Sд.вых. – площадь дефекта кости на выходе пули.
Для контроля однородности условий взаимодействия пули с костью определяли:
Трк – тангенциальность раневого канала (в отн.ед.),
Свх – сектор входа пули (в отн.ед.),
Увх – уровень входа пули (в отн.ед),
Унпк – угол наклона раневого канала (в отн.ед.).
Определение этих параметров проводилось по способу Л.В.Беляева (1984). Схема учета этих параметров указана в приложении №5.

Для получения вышеуказанных количественных показателей использовали: штангенцыркуль (± 0,05 мм), планиметр, курвиметр (± 1 см), окулярный микрометр МБС-2 (±0,1 мм²), измерительная доска (± 1 см), палетки со стороны квадрата 1 мм и 0,25 мм, линейка с ценой деления 1 мм, толщиномер (± 0,01 мм), сантиметровая лента (±0,5 см), измеритель.

В ходе исследования результаты опытов фиксировали на фотоснимках, рисунках, схемах, рентгенограммах, таблицах, диаграммах и протоколах.

Применяемые в работе новые способы, устройства и приспособления, признанные рационализаторскими предложениями и принятые к использованию в ВмедА имени С.М.Кирова и других учреждениях, указаны в приложениях 6 и 7.

Опытные данные подвергали математико-статистической обработке. Сравнение полученных данных проводили в соответствии с рекомендациями, изложенными в работе Ю.В.Урбаха «Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях», -М., 1975. Обработка полученных данных включала:

• вычисление средних арифметических показателей по группам опытов

  \[\overline{X},\]

• объединенных средних (Хоб),
• среднего квадратического отклонения (σ),
• средней ошибки средней арифметической

  \[m_{\overline{X}},\]

• коэффициента вариации (С),
• установление существенности различий между средними арифметическими по t-критерию (Стъюдента),
• определение доверительных границ полученных средних величин с уровнем вероятности не менее 95%.

Для оценки значимости различий между отдельными группами использовались непараметрические критерии: точный метод Фишера (ТМФ) и критерий Вилкоксона-Манна-Уитни (V).