Оптимизация судебно-медицинской диагностики механизмов травмы головы при падении на плоскость

На правах рукописи

Сажаева Ольга Владимировна

14.00.24 – «судебная медицина»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МОСКВА
2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия Росздрава»

Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор Ромодановский Павел Олегович

Официальные оппоненты:
Доктор медицинских наук, профессор Кильдюшев Евгений Михайлович
Доктор медицинских наук, профессор Гедыгушев Исхак Ахметович

Ведущая организация:
ГОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования Росздрава»

Защита состоится «_____» _____________ 2008 года в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 208.041.04 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» по адресу: 127473, г. Москва, ул. Делегатская, д.20/1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета по адресу: 127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а.

Автореферат разослан «____» ___________ 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат медицинских наук, доцент Т.Ю.Хохлова.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Черепно-мозговая травма является одной из важнейших проблем в неврологии, травматологии и судебной медицине, так как бесспорно занимает ведущее место среди других видов травмы. Большая частота и высокая смертность в сочетании с поражением социально активной части населения выдвигает ЧМТ на первое место по наносимому обществу экономическому ущербу.

Механизм черепно-мозговых повреждений весьма разнообразен, но, как показывает судебно-медицинская практика, в мирное время они чаще возникают от удара тупыми твердыми предметами (39,6%) или при ударе движущейся головой о неподвижную преграду, в том числе и при падении человека на плоскость (26,4%) (Пашинян Г.А. с соавт., 1996, 1998, Григорович Д.С., 2004, Витер В.И., 2006, Неволин Н.И., 2007 и др.).

В связи с тем, что возникновение черепно-мозговой травмы, как правило, является следствием особо опасных преступлений, направленных против жизни и здоровья человека, высокая социальная значимость установления механизма и происхождения обнаруженных повреждений головы бесспорна. Особенно это касается травмы головы, возникшей в результате так называемого самопроизвольного падения и случаев падения пострадавшего на плоскость вследствие внешнего воздействия (предшествующего удара или толчка). Разрешение этого вопроса для судебно-следственных органов очень важно, так как квалификация ответственности в различных ситуациях существенно меняется.

В связи с этим судебно-медицинское исследование повреждений, возникающих в результате падения человека на плоскость (с «высоты собственного роста»), должно дать четкий и научно-обоснованный ответ на ряд вопросов, к числу которых относится и выяснение механизма возникновения обнаруженных повреждений, в частности: наличие или отсутствие предшествующего ускорения (толчок, удар и т.д.), определение силы удара, характер поверхности соударения и пр.

Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению черепно-мозговой травмы, возникающей при падении человека на плоскость, данный вид механической травмы в плане установления особенностей обстоятельств травмирования, остается одним из наиболее сложных и трудно разрешаемых.

В связи с вышеизложенным, целью исследования явилось совершенствование критериев экспертной диагностики механизмов черепно-мозговой травмы, возникшей при падении пострадавшего на плоскость и ударе головой, с реконструкцией обстоятельств травмирования на основании использования единого алгоритма оценки ряда физических параметров и морфологических особенностей повреждений черепа и головного мозга.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:

1. на основе анализа литературы, определенно направленного поиска выявить комплекс признаков для экспертной оценки черепно-мозговой травмы, возникающей при падении на плоскость;
2. провести анализ архивного и текущего секционного материала с определением частоты встречаемости и существующих подходов к оценке данного вида травмы;
3. провести анализ физических факторов, характеризующих процесс соударения головы с травмирующим предметом в ключе вопросов экспертной реконструкции обстоятельств травмирования;
4. создание единого алгоритма экспертного анализа механизмов черепно-мозговой травмы, возникшей при падении пострадавшего и ударе головой на основе оценки ряда физических параметров с учетом морфологических особенностей повреждений головного мозга.

Научная новизна работы заключается в том, что на основании общепринятых в судебно-медицинской практике методов исследования, выявлен комплекс наиболее информативных физических параметров и морфологических особенностей повреждений черепа и головного мозга для реконструкции обстоятельств травмирования головы при падении человека на плоскость.

Впервые разработана единая формула расчета силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного пострадавшего при его падении на плоскость в зависимости от его возраста, массы, роста, толщины и кривизны костей черепа в месте соударения.

Впервые предложен алгоритм установления наличия или отсутствия предшествующего падению ускорения путем сравнения величин силы возможного удара головой при самопроизвольном падении на плоскость и силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного человека, приведенных к одной системе измерения (СИ).

Номер государственной регистрации 01.2.007 00565

Практическая ценность исследования состоит в том, что для судебно-медицинской практики представлена формула расчета силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного человека при падении его на плоскость из положения стоя; составлены вспомогательные таблицы значений (в зависимости от возраста, роста, толщины костей черепа в месте соударения, характера повреждения костей черепа пострадавшего), используемых в предложенной формуле; составлена вспомогательная таблица значений в зависимости от степени жесткости поверхности соударения и роста пострадавшего, используемых в формуле установления силы возможного удара головой при самопроизвольном падении пострадавшего на плоскость.

Разработанный алгоритм исследования ЧМТ позволит оптимизировать экспертную оценку и наглядно объективизировать выводы экспертов о возможности получения травмы головы при самопроизвольном падении, либо при падении пострадавшего на плоскость с предшествующим ускорением.

Положения, выносимые на защиту

1. Дифференциальная диагностика наличия или отсутствия предшествующего ускорения при травме головы, возникшей в результате падения на плоскость на основании только морфологических проявлений черепно-мозговой травмы не представляется возможной, даже с учетом количественной верификации травматических субстратов.
2. Решение данного вопроса может быть выполнено посредством создания унифицированной математической модели, учитывающей максимально возможные факторы и условия, влияющие на возникновение и морфологические проявления черепно-мозговой травмы.
3. Вопрос о наличии или отсутствии предшествующего ускорения решается на основании математического расчета по предложенному алгоритму с учетом морфологических данных и ряда физических параметров.

Личный вклад автора

Автором лично был отобран и проанализирован архивный материал отдела экспертизы трупов ОГУЗ «Свердловское областное бюро судебно-медицинской экспертизы», включающий 92 случая смерти от изолированной черепно-мозговой травмы, возникшей при падении пострадавших на плоскость за 2003-2006 г.г. Лично автором произведено 45 исследований случаев смерти от черепно-мозговой травмы при падении пострадавших из положения стоя. Весь материал, представленный диссертации обработан лично автором. Автором лично разработана математическая формула расчета силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного человека при падении его на плоскость из положения стоя; составлены вспомогательные таблицы значений (в зависимости от возраста, роста, толщины костей черепа в месте соударения, характера повреждения костей черепа пострадавшего), используемых в предложенной формуле.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы, в том числе 2 работы – в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Реализация результатов исследования

Полученные результаты научного исследования используются в практической работе экспертами отдела экспертизы трупов Свердловского областного бюро судебно-медицинской экспертизы, в учебном процессе на кафедре судебной медицины Уральской государственной медицинской академии и кафедре судебной медицины и права Московского государственного медико-стоматологического университета. По теме диссертации опубликовано четыре научных статьи, из них 2 работы опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки.

Апробация диссертации

Результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 75-летию Российского центра судебно-медицинской экспертизы в г. Москве (2006 г.), на заседании кафедры судебной медицины Уральской государственной медицинской академии (2007 г.), на совместной конференции кафедры судебной медицины Уральской государственной медицинской академии и отдела экспертизы трупов Свердловского областного бюро судебно-медицинской экспертизы (2007 г.), на совместной конференции кафедры судебной медицины и медицинского права Московского государственного медико-стоматологического университета и 9 танатологического отделения судебно-медицинской экспертизы департамента здравоохранения г. Москвы (2008 г.).

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 185 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 23 фотографиями и рисунками, 33 таблицами, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 215 работ (185 - отечественных и 30 - иностранных авторов) и 2 приложений. Приложение 1 представлено таблицей данных карты статистического учета; приложение 2 представлено 5 таблицами вычисленных значений.

Материал и методы исследования

Исследование выполнено на практическом судебно-медицинском материале ОГУЗ «Свердловское областное бюро судебно-медицинской экспертизы».

Материалы исследования были сформированы из следующих групп наблюдений:

1. архивный материал – 92 случая смерти от изолированной черепно-мозговой травмы, возникшей при падении пострадавших на плоскость за 2003-2006 г.г. (архив отдела экспертизы трупов ОГУЗ «Свердловское областное бюро судебно-медицинской экспертизы»);
2. собственные наблюдения – 45 случаев смерти черепно-мозговой травмы при падении пострадавших из положения стоя.

Пострадавшими были мужчины (114) и женщины (23) в возрасте от 15 до 88 лет; наиболее часто ЧМТ отмечена у мужчин в возрасте 41-60 лет (54).

При исследовании в каждом случае отмечали длину тела (рост) и тип телосложения пострадавших.

В собственных секционных исследованиях производили взвешивание трупов пострадавших при помощи платформенных напольных весов ВП-Н с ценой деления 0,01кг. При анализе архивного материала использовали показатель питания.

При обработке архивного и текущего секционного материала учитывались сведения об алкогольном опьянении. Из всех наблюдений выделялись случаи госпитализации пострадавших в различные ЛПУ. При изучении историй болезни устанавливали время поступления в стационар, сроки госпитализации, наличие оперативного вмешательства и выявленный в лечебном учреждении объем повреждений. Повреждения во всех случаях оценивались в соответствии с общепринятой в судебной медицине методикой описания.

Во всех наблюдениях в месте соударения головы с травмирующим предметом были выявлены кровоизлияния в мягких тканях (100%), у 99 (72,26%) пострадавших обнаружены наружные повреждения кожного покрова головы: ссадины (22), кровоподтеки (27), ссадины на фоне кровоподтека (16), ушибленные раны (16), ушибленные раны на фоне осаднения кожи (14), ушибленные раны в сочетании с кровоподтеком (4).

Характер повреждений черепа оценивали в соответствии с условным кодовым индексом (УКИ), предложенным С.А. Корсаковым (1977), как Х (характер повреждений черепа): Х=1 – трещина внутренней компактной пластины; Х=2 – перелом кости; Х=3 – многооскольчатый перелом, либо распространение трещины на основание черепа.

В собственных секционных исследованиях при помощи штангенциркуля измерялась толщина костей черепа на распиле и в области перелома (трещины), в так называемой «точке приложения травмирующей силы», здесь же измерялась кривизна костей свода черепа в двух взаимоперпендикулярных плоскостях при помощи устройства для измерения кривизны свода черепа (Вишневский Г.А., Закатей И.Г., 1983). Имея значения двух главных показателей кривизны изучаемой области, вычисляли гауссову кривизну по формуле: H=K₁xK₂, где K₁ и K₂ – показатели кривизны в изучаемой области в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, H - гауссова кривизна.

При макроскопическом исследовании повреждений оболочек и вещества головного мозга использовались методики для количественного и качественного определения патологических изменений тканей (Ромодановский П.О., 1996; Добровольский Г.Ф., 2003) в соответствии с предложенной единой междисциплинарной классификацией черепно-мозговой травмы (Коновалов А.Н. с соавт., 1994, 1998) и классификацией повреждений головного мозга (Пашинян Г.А. с соавт., 1996, 1998).

Для оценки объема эпидуральных гематом нами был введен УКИ, в соответствии с которым гематомы учитывались следующим образом: УКИ = 0 — нет; УКИ = 1 — от «следового» до 5мл; УКИ = 2 — 6 - 10мл; УКИ = 3 — 11 - 20мл; УКИ = 4 — 21 - 30мл; УКИ = 5 — 31 - 40мл; УКИ = 6 — 41 - 50мл; УКИ = 7 — 51 и более.

Для оценки объема травматических субдуральных гематом применен УКИ, в соответствии с которым гематомы оценивались следующим образом: УКИ = 0 – нет; УКИ = 1 – до 30мл; УКИ = 2 – 31-50мл; УКИ = 3 – 51-100мл; УКИ = 4 – 101-150мл; УКИ = 5 – 151-200мл; УКИ = 6 – 201-250мл и более.

Во всех наблюдениях учитывалась топография зон ушиба головного мозга. Для оценки степени контузионных повреждений вещества головного мозга использовали УКИ, характеризующий площадь и глубину ушиба: УКИ = 0 – отсутствие кровоизлияний в мозговом веществе; УКИ = 1 – ушиб головного мозга в пределах коры, захватывающий 1-3 извилины; УКИ = 2 – ушиб головного мозга в пределах коры, захватывающий 4 и более извилин; УКИ = 3 – ушиб головного мозга, распространяющийся в белое вещество мозга или при наличии изолированных очагов ушиба белого вещества мозга.

Повреждения мягких покровов головы, черепа, оболочек и вещества головного мозга фотографировалось с помощью цифрового фотоаппарата Sony Cyber-shot DSC-W5.

На основании предварительно формализованных информационных данных медицинских документов, данных протоколов осмотра трупа на месте происшествия и результатов проведенных исследований были сформированы базы данных.

Показатели, составляющие базы данных, были подвергнуты статистической обработке с использованием пакета программ STATISTICA 6.0 фирмы «StatSoft Inc» (США) по общепринятым подходам (Гланц С., 1998; Реброва О.Ю., 2002).

Результаты исследования

В соответствии с целью работы весь изучаемый материал для последующего сравнительного анализа был разделен на две группы: 1) падение самопроизвольное; 2) падение с предшествующим ускорением. Основанием для деления послужили данные судебно-медицинских исследований (экспертиз) трупов с учетом следственных данных.

Морфологические проявления черепно-мозговой травмы при самопроизвольном падении на плоскость

Первую группу – падение самопроизвольное – составили 105 наблюдений. В этой группе в 16 случаях по данным архивных материалов степень жесткости поверхности соударения осталась не установленной. В остальных наблюдениях (89) исследован 41 случай - падения на жесткую поверхность: кафельный пол (15), бетонное покрытие (26); 38 случаев – падение на полужесткую поверхность: деревянный пол (16), асфальт (21), ледовое покрытие (1); 10 случаев – падение на нежесткую поверхность: пол, покрытый линолеумом (5), утрамбованная земля (5).

В данной группе преобладало падение на затылочную область - 77 наблюдений (73,3%), падение с ударом височной областью справа (8) и слева (18) – 26 наблюдений (24,8%), падение на лицо – 2 наблюдения (1,9%).

Наружные повреждения на голове в месте соударения с поверхностью были выявлены в 66 случаях (62,86%), из них: ссадины – 17 (25,7%), кровоподтеки – 18 (27,3%), ушибленные раны с осаднением кожного покрова – 10 (15,2%), ушибленные раны с кровоподтеком – 3 (4,5%), ушибленные раны – 7 (10,6%), ссадины с кровоподтеком – 11 (16,7%).

Переломы костей черепа в большинстве случаев (65) распространялись на основание черепа, в 25 наблюдениях ограничивались крышей черепа и в 15 случаях были представлены трещиной внутренней компактной пластины свода черепа.

В данной группе УКИ перелома черепа изменялся от 1 до 3, его среднее значение составило 2,47±0,7 (р<0,05). При этом отмечено, что среднее значение УКИ повреждений черепа при падении навзничь с ударом затылком и при падении на бок с ударом правой (левой) височно-теменной областью практически не различается.

Нарушений целости твердой мозговой оболочки в данной группе не наблюдалось.

Внутричерепные гематомы в группе самопроизвольного падения были выявлены в подавляющем большинстве – 97% наблюдений (102).

Эпидуральные гематомы обнаружены в 38 наблюдениях, располагались они в области поврежденных костей; УКИ выявленных эпидуральных гематом изменялся от 1 до 7, при этом среднее его значение составило 2,58±0,3 (р<0,05).

При анализе полученных данных было установлено, что частота возникновения эпидуральных гематом выше при переломах костей черепа, распространяющихся на основание и не зависит от локализации «удара» (падение навзничь или падение на бок).

Субдуральные гематомы выявлены в 93,3% случаев (101), из них в 65 наблюдениях гематомы были односторонними, в 33 - двусторонними. Источники кровотечения в субдуральное пространство во всех случаях располагались на стороне «противоудара». УКИ выявленных субдуральных гематом изменялся от 1 до 6, среднее его значение составило 3,11±0,14 (р<0,05). В целом при данном виде травмы в случаях самопроизвольного падения наблюдаются субдуральные гематомы объемом до 150мл.

При исследовании головного мозга во всех (100%) случаях (105) обнаружены ушибы в зоне «противоудара»; повреждения в зоне «удара» выявлены в 69 наблюдениях (65,7%). При этом повреждение мозга в зоне «удара» было в виде точечных кровоизлияний в поверхностных слоях коры мозгового вещества на небольшом участке, захватывающем не более 3 извилин (УКИ = 1). Повреждения же головного мозга в зоне «противоудара» значительно превосходили по площади и глубине «ударные» повреждения. В большей части наблюдений (65) ушиб головного мозга в зоне «противоудара» был оценен УКИ = 3 и лишь у 40 пострадавших (38,1%) УКИ ушиба головного мозга в зоне «противоудара» был равен 2.

При падении с ударом областью наружного затылочного выступа по средней линии очаги ушиба головного мозга локализовались в области лобных полюсов, как справа, так и слева с переходом на базальную поверхность мозга; очаговые повреждения выявлялись также в области височных полюсов и нередко на верхней поверхности мозжечка.

При ударе областями, расположенными справа и слева от затылочного выступа, очаги ушиба мозга преобладали на стороне, противоположной направлению удара.

При смещении точки соударения вверх (выше затылочного бугра) очаги повреждения мозга от лобных полюсов распространялись по базальной поверхности мозга вплоть до височных полюсов, нередко захватывая и базальную поверхность височных долей, сливаясь на больших по площади участках.

Очаги ушибов головного мозга при падении на бок локализовались в теменно-височной области с противоположной стороны. Исследование показало, что при ударах нижне-боковыми отделами (чешуя височной кости в проекции ушной раковины) преобладают «противоударные» повреждения на выпуклой поверхности мозга. При высокой локализации удара – область чешуйчатого шва и выше, очаги повреждения мозга смещаются на базальную поверхность височной доли с противоположной стороны.

Сопутствующие повреждения, не входящие в комплекс черепно-мозговой травмы (ссадины, кровоподтеки на туловище и конечностях и др.) в группе наблюдений самопроизвольного падения выявлены в 36 случаях (34,28%).

Таким образом, анализируя полученные в результате исследования данные, можно выявить некоторые особенности черепно-мозговой травмы, возникшей в результате самопроизвольного падения человека на плоскость:

• в большинстве случаев черепно-мозговая травмя возникает при падении пострадавших навзничь;
• в месте соударения с поверхностью любой жесткости могут образоваться разнообразные повреждения, но чаще выявляются кровоподтеки и ссадины;
• характерны линейные переломы; переломы продолжаются на основание черепа и могут проходить через 2-3 черепные ямы;
• эпидуральные кровоизлияния локализуются только в области переломов кости;
• источники субдуральных гематом расположены, как правило, на стороне «противоудара», сами гематомы чаще носят односторонний характер;
• характерным является повреждение головного мозга в зоне «противоудара»; «противоударные» повреждения головного мозга значительно превосходят по объему (площади и глубине) очаги ушиба мозга в «ударной» зоне.

Морфологические проявления черепно-мозговой травмы при падении человека на плоскость с предшествующим ускорением

Вторую группу – падение на плоскость с предшествующим ускорением составили 32 наблюдения.

В этой группе падение на нежесткую поверхность произошло в 4 случаях; падения на полужесткую поверхность - 5 случаев и на жесткую поверхность – 18 наблюдений; по архивным данным в 5 случаях степень жесткости поверхности соударения осталась не выясненной.

Падение на затылок в данной группе наблюдений отмечено в 16 случаях (50%), падение с ударом височной областью слева (8) и справа (7) – 15 наблюдений (46,87%), падение на лицо – 1 случай (3,13%).

В данной группе наблюдений в подавляющем большинстве – в 28 случаях (77,5%) на волосистой части головы в месте контакта с плоскостью имелись наружные повреждения и лишь в 4 наблюдениях таковых повреждений не выявлено.

В данной группе только у одного пострадавшего был выявлен неполный перелом костей свода черепа в виде трещины внутренней костной пластины (УКИ = 1). При этом полные переломы костей свода черепа (УКИ = 2) отмечены в 8 случаях (25%), а вдавленные переломы костей свода черепа, либо переломы свода, продолжающиеся на основание черепа (УКИ = 3) – в 23 случаях, что составляет подавляющее большинство (71,9%) наблюдений; среднее значение УКИ повреждений черепа составило 2,68±0,09. Данные повреждения костей черепа одинаково часто наблюдаются как при падении навзничь, так и при падении на бок.

Эпидуральные кровоизлияния в данной группе наблюдений были выявлены в 11 случаях (42,3%), располагались они всегда (100%) в области линии перелома, объем их варьировал от 2 до 40 мл, лишь в одном случае (при падении на левую теменно-височную область) наблюдалась эпидуральная гематома объемом 140мл; среднее значение УКИ эпидуральных гематом равно 2,63±0,6 (р<0,05).

Субдуральные гематомы выявлены в подавляющем большинстве – 87,5% наблюдений (28), причем в 21 случае (75%), гематомы имели односторонний характер и располагались на стороне «противоудара». Объем субдуральных гематом, выявленных в клинике и на секции, составил 5-230мл.

Число пострадавших с субдуральными гематомами в случаях падения навзничь и падения на бок распределилось поровну – по 14; УКИ субдуральных гематом изменялся от 1 до 6, среднее его значение составило 3,21±0,31 (р<0,05).

Исследованием установлено, что в группе наблюдений падений с предшествующим ускорением при вдавленных переломах костей свода черепа и при переломах свода черепа, распространяющихся на основание субдуральные гематомы диагностируются всегда (100%), причем при падении навзничь выявляются гематомы большего объема, чем в случаях падения на бок.

Ушиб головного мозга в случаях падения на плоскости с предшествующим ускорением в 75% случаев (24) обнаружен как на стороне «удара» (контакта с плоскостью), так и на стороне «противоудара». Однако на стороне «удара» морфологический субстрат ушиба состоял из отдельных скоплений точечных кровоизлияний в поверхностных слоях коры мозгового вещества на участках 0,8-2,0см (УКИ = 1), тогда как на стороне «противоудара» выявлялись массивные разрушения коры и белого вещества мозга (УКИ = 2 или 3).

У 8 пострадавших (25%) при падении на плоскость с предшествующим ускорением в зоне «удара» повреждений головного мозга не выявлено.

В данной группе во всех наблюдениях были выявлены сопутствующие повреждения – раны, ссадины, кровоподтеки на лице, туловище и конечностях.

Таким образом, анализируя полученные в результате исследования данные, можно выявить некоторые особенности черепно-мозговой травмы, возникшей в результате падения человека на плоскости с предшествующим ускорением:

• черепно-мозговая травма одинаково часто наблюдается как при падении навзничь, так и при падении на бок;
• практически не наблюдаются неполные переломы (трещины внутренней компактной платины) свода черепа;
• эпидуральные кровоизлияния локализуются только в области переломов кости;
• характерным является повреждение головного мозга в зоне «противоудара»; «противоударные» повреждения головного мозга значительно превосходят по объему (площади и глубине) «ударные» повреждения;
• при данном виде травмы источники субдуральных гематом расположены, как правило, на стороне «противоудара», сами гематомы чаще носят односторонний характер.

Сравнительный анализ количественных и патоморфологических проявлений ЧМТ при падении на плоскость с предшествующим ускорением и без него

С учетом цели работы были отобраны количественные и патоморфологические характеристики черепно-мозговой травмы (характер повреждений костей черепа в соответствии с УКИ, наличие и объем внутричерепных кровоизлияний (с учетом УКИ), топография и объем повреждений (УКИ) головного мозга), жесткость поверхности соударения с учетом ряда физических параметров (возраст, рост, масса пострадавших, толщина и кривизна костей черепа в месте соударения с поверхностью). Все эти данные были исследованы с учетом разных типов падения (падение навзничь, падение на бок) и с учетом различных видов падения - пассивное, т.е. самопроизвольное падение и активное, т.е. падение с предшествующим ускорением.

Исследованием статистически достоверно установлено, что наружные повреждения кожного покрова головы в группе падений с предшествующим ускорением встречаются чаще (р < 0,05), чем в группе самопроизвольных падений.

Встречаемость различных видов повреждений костей черепа (трещина внутренней компактной пластины, перелом свода черепа, перелом свода и основания черепа) в группах наблюдений падения с предшествующим ускорением и без него не различалась (р > 0,05).

При анализе исследованных данных обнаружено, что распространенность эпидуральных, субдуральных гематом и их объем с учетом УКИ, степень контузионных повреждений головного мозга на стороне «противоудара» в группах наблюдений самопроизвольного падения и падения с предшествующим ускорением одинаковая (р > 0,05).

Статистически достоверной зависимости частоты возникновения наружных повреждений кожного покрова головы от степени жесткости поверхности в нашем исследовании не выявлено (р > 0,05).

Таким образом, при сравнительном анализе наблюдений ЧМТ, возникшей в результате падения пострадавших на плоскость с предшествующим ускорением и без него установлено:

• в группе самопроизвольного падения превалировали случаи падения навзничь, тогда как в случаях падения с предшествующим ускорением одинаково часто отмечены падения навзничь и падения на бок;
• при падении пострадавших на плоскость с предшествующим ускорением чаще, чем при самопроизвольном падении образуются наружные повреждения мягких покровов головы;
• характер повреждений костей черепа при данном виде травмы вне зависимости от приданного ускорения в целом является однотипным;
• не выявлено особенностей в частоте образования, локализации и объеме эпидуральных и субдуральных гематом как в случаях самопроизвольного падения, так и в случаях падения с предшествующим ускорением;
• эпидуральные гематомы локализуются только в области перелома кости; источники субдуральных гематом расположены, как правило, на стороне «противоудара»;
• «противоударные» повреждения головного мозга вне зависимости от вида падения человека на плоскость превосходят по объему (площади и глубине) «ударные» повреждения;
• объективно и доказательно дифференцировать наличие или отсутствие предшествующего ускорения при травме головы, возникшей в результате падения пострадавшего на плоскость только на основании морфологических данных невозможно.

Установление силы возможного удара головой при самопроизвольном падении на плоскость и силы, необходимой для образования повреждений на нефиксированной голове конкретного пострадавшего при его падении на плоскость.

В основу положен ряд разработок, проводимых на кафедре судебной медицины I ММИ имени И.М.Сеченова (Громов А.П., 1979), где проводилась серия экспериментов по моделированию случаев самопроизвольного падения человека навзничь с определением силы соударения головы с плоскостью. В результате исследования получена зависимость силы удара в процессе соударения головы с плоскостью от массы, длины тела и степени жесткости поверхности, которая представлена формулой:

\[F = kP\sqrt L ,\]

где F – сила возможного удара головой при самопроизвольном падении (Н); Р – масса тела, L – длина тела (см), k – коэффициент, зависящий от жесткости поверхности, причем для жесткой поверхности (бетон, кафель и т.п.) k=7,7±0,6; полужесткой поверхности (асфальт, дерево и т.п.) k=5,6±0,7; нежесткой поверхности (линолеум, земля) k=1,6±0,3.

Для облегчения расчетов силы возможного удара головой при самопроизвольном падении человека на плоскости составлена Таблица значений произведения

\[k\sqrt L \]

для жесткой, полужесткой и нежесткой поверхности с учетом погрешности.

С.А.Корсаковым (1977) был предложен алгоритм расчета силы (Р_т), затраченной на образование определенного повреждения черепа. Этот алгоритм достаточно точно отражал реальную нагрузку, при которой образовалось повреждение в случае удара движущимся предметом по фиксированной голове пострадавшего. Однако травма головы, возникшая в результате падения человека на плоскости, подразумевает удар движущейся «с высоты роста» головы о неподвижный тупой предмет (плоскость), что выходило за рамки алгоритма, предложенного С.А.Корсаковым. Поэтому нами предложена формула, устанавливающая силу, необходимую для образования повреждений на нефиксированной голове конкретного человека при его падении на плоскость.

При нефиксированном положении черепа сила удара по горизонтали к поверхности вертикального расположения тела приведет к движению головы и тела по окружности радиуса L – роста человека до его падения на горизонтальную поверхность тупого твердого предмета в предположении, что вращение осуществляется относительно стоп (рис. 1.). Эта сила, согласно закону сохранения энергии, увеличивает силу, приложенную к голове в момент соударения с поверхностью.

Рис. 1. Схема падения тела человека на плоскость.

Приближенно, используя II Закон Ньютона для вращательного движения и закон сохранения механической энергии, можно определить угловую скорость головы в момент соударения с плоскостью. Учитывая, что начальная линейная скорость при самопроизвольном падении равна нулю, получим:

\[mgL = \frac{{m\upsilon _k^2}}{2},\]

где m – масса, L – длина тела (м), g – ускорение свободного падения тела, равное 9,8 м/с², ν_к – конечная линейная скорость головы (в момент соударения).

Преобразуем эту формулу:

\[2gL = \upsilon _k^2 \to {\upsilon _k} = \sqrt {2gL} .\]

Учитывая, что голова при падении движется по траектории, приближенной к окружности, радиус которой равен длине тела, угловая скорость выражается в формуле:

\[\omega = \sqrt {\frac{{2g}}{L}} ,\]

где ω – угловая скорость головы, g - ускорение свободного падения тела, равное 9,8 м/с², L – длина тела (м).

Допуская, что угловая скорость головы, движущейся по траектории изменяется равномерно и учитывая, что ускорение свободного падения тела (g) есть величина равная 9,8 м/с², усредненная угловая скорость движения головы, вычисляется по формуле:

\[{\omega _{cp}} = \frac{{\sqrt {\frac{{2g}}{L}} }}{2} = \frac{{\sqrt {\frac{{19,6}}{L}} }}{2} = \frac{{4,42\sqrt {\frac{1}{L}} }}{2} = \frac{{2,21}}{{\sqrt L }},\]

где ω_ср – средняя угловая скорость движения головы в момент соударения её с плоскостью, L – длина тела (м).

Тогда, формула для расчета силы, необходимой для образования повреждения на нефиксированной голове (Р_н) при падении человека на плоскости будет иметь вид:

\[{P_H} = {P_T} \times \frac{{2,21}}{{\sqrt L }},\]

где Р_Т - сила, необходимая для образования данного повреждения на фиксированной (неподвижной) голове, L – длина тела (м).

С учетом того, что коэффициент Пуассона (μ) есть величина постоянная и равная 0,35, преобразуем формулу для расчета верхней критической нагрузки (Р_е), после чего она имеет вид:

\[{P_e} = \frac{{2EH{\delta ^2}}}{{\sqrt {3(1 - {\mu ^2})} }} = 1,23EH{\delta ^2}\]
(кгс),

где Р_е– верхняя критическая нагрузка, Е - модуль продольной упругости; Н – гауссова кривизна, δ – толщина костей свода черепа в месте соударения.

Преобразуем формулу для расчета Р_н в систему СИ:

\[{P_H} = 9,81 \times \frac{{2,21}}{{\sqrt L }}\left( {1,23EH{\delta ^2} + {P_p}} \right) = \frac{1}{{\sqrt L }} \times (26,66EH{\delta ^2} + 21,68{P_p}),\]

Таким образом, формула расчета силы, необходимой для образования повреждений на нефиксированной голове конкретного субъекта при его падении на плоскость имеет следующий вид:

\[{P_H} = (26,66EH{\delta ^2} + {}^{100}P) \times R \cdot \cdot \cdot \left( H \right),\]

где Е – модуль продольной упругости, δ - толщина оболочки, Н – гауссова кривизна, R – коэффициент, зависящий от роста (длины тела) пострадавшего, 100Р – разность между затраченной и критической нагрузками в зависимости от характера повреждения (Х) с учетом коэффициента преобразования.

Имея значения двух главных показателей кривизны изучаемой области, измеренных с помощью устройства для измерения кривизны свода черепа (Г.А. Вишневский, И.Г.Закатей, 1983), вычисляем гауссову кривизну по формуле: H=K₁x K₂, где K₁ и K₂ – кривизна костей черепа в месте воздействия, измеренная в двух взаимоперпендикулярных плоскостях; Н – гауссова кривизна.

Для упрощения расчетов составлены вспомогательные таблицы значений:

1. Таблица значений модуля продольной упругости (Е) в зависимости от возраста пострадавшего;
2. Таблица величин (δ²) в зависимости от толщины костей черепа в месте удара;
3. Таблица величин разности (100Р) между затраченной и критической нагрузками в зависимости от характера повреждения (Х);
4. Таблица значений коэффициента (R), зависящего от роста.

Использование данных вспомогательных таблиц значений , δ², 100Р, R значительно облегчает расчет силы, необходимой для образования повреждений на нефиксированной голове конкретного пострадавшего при его падении на плоскость.

Таким образом, для решения вопросов о величине силы удара головой при самопроизвольном падении пострадавшего с «высоты собственного роста» на поверхность определенной жесткости и силы необходимой для образования конкретного повреждения необходимы следующие исходные данные: возраст пострадавшего (В), масса (Р) и длина (L) тела, толщина костей (δ) в точке приложения силы, два показателя кривизны (во взаимоперпендикулярных плоскостях) свода черепа, характер повреждения костей (Х), характеристика жесткости поверхности соударения ( ).

Выводы о наличии или отсутствии падению предшествующего ускорения рекомендуется подтверждать результатом сравнения полученных значений вышеназванных сил:

• при Р_н ≤ F_min-F_max – вероятнее всего травма головы возникла в результате самопроизвольного падения пострадавшего на плоскость определенной жесткости;
• при Р_н > F_min-F_max - вероятнее всего травма головы возникла при падении пострадавшего на плоскость с предшествующим ускорением, вследствие толчка, удара и т.д.

Выводы

1. Проведено исследование морфологических и морфометрических характеристик черепно-мозговой травмы при падении на плоскость с учетом физико-математического анализа условий и обстоятельств ее причинения.
2. При исследовании случаев смерти от черепно-мозговой травмы, возникшей в результате падения человека на плоскость установлено, что только на основании морфологических данных судебно-медицинский эксперт не может объективно и доказательно дифференцировать обстоятельства травмирования головы (самопроизвольное падение или падение с предшествующим ускорением)
3. Для дифференциальной диагностики механизма и обстоятельств возникновения черепно-мозговой травмы при падении на плоскость, наряду с оценкой патоморфологических проявлений, имеет значение ряд физических параметров пострадавшего, топография точки приложения травмирующей силы, направление удара и жесткость поверхности соударения.
4. С целью установления величины силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного субъекта при падении его на плоскость, необходимо дать оценку патоморфологических проявлений черепно-мозговой травмы, а также использовать предложенные расчетно-математические формулы с учетом возраста, массы, длины тела пострадавшего, толщины и кривизны костей его черепа в месте соударения.
5. Для облегчения математических расчетов, используемых для дифференциальной диагностики механизма и обстоятельств возникновения черепно-мозговой травмы при падении на плоскость (сравнение величины силы, необходимой для возникновения обнаруженных повреждений, и величины силы удара головой при самопроизвольном падении) целесообразно использовать разработанные таблицы.
6. Предложенный алгоритм исследования черепно-мозговой травмы позволяет совершенствовать экспертную оценку и наглядно объективизировать выводы экспертов о возможности получения травмы головы при самопроизвольном падении, либо при падении пострадавшего на плоскость с предшествующим ускорением.

Практические рекомендации

Алгоритм дифференциальной диагностики случаев падения пострадавшего на плоскость с предшествующим ускорением и без него включает следующие этапы:

1. Оценка предварительных сведений об обстоятельствах травмирования пострадавшего и предполагаемой жесткости поверхности соударения.
2. Обязательное измерение длины и массы тела пострадавшего.
3. Проведение количественной оценки патоморфологических проявлений травмы головы.
4. Измерение толщины (при помощи штангельциркуля) и кривизны (при помощи специального устройства) костей черепа в месте соударения с поверхностью тупого твердого предмета.
5. Вычисление значения силы (Р_н), необходимой для возникновения обнаруженных повреждений головы конкретного пострадавшего при падении его на плоскость в зависимости от возраста, массы, роста, толщины и кривизны костей черепа в месте соударения производить по формуле:

   \[{P_H} = (26,66EH{\delta ^2} + {}^{100}P) \times R\]
   с использованием вспомогательных таблиц.

6. Вычисление значения силы (F) возможного удара головой при самопроизвольном падении пострадавшего на плоскость производить по формуле:
   \[F = kP\sqrt L \]
   с использованием вспомогательной таблицы.
7. Вопрос о наличии или отсутствии предшествующего ускорения устанавливается при сравнении полученных значений вышеназванных сил:

   - при Р_н ≤ F_min-F_max – вероятнее всего травма головы возникла в результате самопроизвольного падения пострадавшего на плоскость определенной жесткости;
   - при Р_н > F_min-F_max - вероятнее всего травма головы возникла при падении пострадавшего на плоскость с предшествующим ускорением, вследствие толчка, удара и т.д.

Таким образом, применение предложенного алгоритма позволяет объективизировать выводы судебно-медицинского эксперта о возможности получения травмы головы при самопроизвольном падении пострадавшего либо при падении с предшествующим ускорением.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Оптимизация диагностики механизмов травмы головы при падении на плоскость // Сборник пленарных и стендовых докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посв. 75-летию РЦ СМЭ. Москва, 2006. – с. 273-278
2. Состояние вопроса о механогенезе черепно-мозговой травмы, возникшей в результате падения человека на плоскость // Здоровье семьи – XXI век. Материалы XI международной научной конференции. – Пермь, 2007. – С. 241-243 (с соавт).
3. К вопросу экспертной оценки черепно-мозговой травмы, возникшей вследствие падения на плоскости (ретроспективный анализ архивных данных судебно-медицинских материалов) // Уральский медицинский журнал. – 2007. - №12(40). – С. 79-82.
4. К вопросу о совершенствовании критериев экспертной оценки черепно-мозговой травмы, возникшей вследствие падении на плоскости // Сибирский медицинский журнал. – 2008. – Т. 23 № 1 – С. 51-54.