ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ ДИФУЗНОЇ ТОМОГРАФІЇ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ДАВНОСТІ УТВОРЕННЯ КРОВОВИЛИВІВ У РЕЧОВИНУ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЛЮДИНИ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-4260.XIV.2.52.2024.16Ключові слова:
черепно- мозкова травма; судова медицина; час утворення крововиливу; дифузна томографія.Анотація
Так як черепно- мозкова травма (ЧМТ) серед усіх видів механічних пошкоджень спричиняє найвищий рівень смертності та інвалідизації, тому судово- слідчі органи приділяють багато уваги розслідуванню обставин її отримання. Для з’ясування обставин, що передували смерті від ЧМТ, органам слідства необхідно знати якомога точніший час утворення крововиливу, який нерідко може бути наближеним і до моменту настання смерті. Тому науковці у галузі судової медицини працюють над розробкою експрес- методів, які б дозволили швидко та об’єктивно відповісти на питання встановлення давності утворення крововиливу у речовину головного мозку людини.
Мета і завдання дослідження. Розробити в рамках статистичного аналізу мап оптичної анізотропії універсальні судово-медичні критерії визначення давності утворення крововиливів внаслідок ЧМТ, смерті внаслідок інфаркту мозку ішемічного та геморагічного генезів методом дифузної томографії полікристалічної складової нативних гістологічних зрізів мозку з алгоритмічним відтворенням флуктуацій величини лінійного двопроменезаломлення.
Матеріали та методи дослідження. Для дослідження відбиралися нативні зрізи речовини головного мозку людини зі скроневих та тім’яної ділянок від померлих із відомим часом утворення крововиливу від 1 до 7 діб, згідно даних медичних документів. Причиною смерті були крововиливи травматичного ґенезу (КТҐ) – ІІ група (n=100), інфаркт мозку ішемічного генезу (ІІМ) – ІІІ група (n=110), крововилив нетравматичного ґенезу (КНҐ) – IV група (n=105), гостра коронарна недостатність – І група – контроль (n=20). У лабораторії Інституту фізико- технічних та комп’ютерних наук Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича були проведені дослідження отриманих зразків за допомогою Стокс-поляриметра методом дифузної томографії відтворення флуктуацій лінійного двопроменезаломлення (ФЛД).
Дослідження виконане з дотриманням основних положень GСР (1996 р.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (від 04.04.1997 р.), Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації про етичні принципи проведення наукових медичних досліджень за участю людини (1964-2013 рр.), наказу МОЗ України № 690 від 23.09.2009 р., № 616 від 03.08.2012 р. на кафедрі судової медицини та медичного правознавства Буковинського державного медичного університету як фрагмент комплексної науково- дослідної роботи кафедри судової медицини та медичного правознавства «Використання сучасних морфологічних та фізичних методів для діагностики часу та причини настання смерті, виникнення тілесних ушкоджень, розвитку віддалених та наближених їх наслідків з метою вирішення нагальних завдань правоохоронних органів та актуальних питань
судово- медичної науки та практики» 0123U101978. Автор є співвиконавцем науково- дослідної роботи. Оцінка отриманих результатів проводилася шляхом статистичного (визначалися статистичні моменти 1-го – 4-го порядків) та інформаційного аналізу (визначалися операційні характеристики сили методів – чутливість, специфічність і збалансована точність).
Результати дослідження. В рамках статистичного аналізу даних методу дифузної томографії установлені універсальні для випадків ЧМТ, смерті внаслідок інфаркту мозку ішемічного та геморагічного генезів, судово- медичні критерії (маркери) визначення давності утворення крововиливів – асиметрія і ексцес, які характеризують часову трансформацію координатних розподілів випадкових значень величини параметрів оптичної анізотропії Установлено, що дегенеративно- дистрофічні зміни і некротична руйнація полікристалічної структури, сформованої оптично активними просторово- структурованими протеїновими волокнами нервової тканини об’єктивно виявляються у статистично достовірних лінійних (на протязі 120 год.) змінах величини статистичних моментів 3-го і 4-го порядків, які характеризують асиметрію та ексцес розподілів випадкових значень
величини ФЛД фібрилярних сіток з часом зростання давності утворення крововиливів.
Висновки. Статистичний аналіз часової трансформації мап оптичної анізотропії нервової тканини виявив універсальні критерії (статистичні моменти 3-го і 4-го порядків) для судово- медичного оцінювання давності утворення крововиливів різного генезу. Шляхом моніторингу часової зміни величини статистичних моментів 3-го і 4-го порядків, які характеризують асиметрію та ексцес розподілів випадкових значень величини флуктуацій проявів оптичної анізотропії нервової тканини, визначено часову тривалість (120 год.) і діапазони лінійної зміни значень наступних універсальних параметрів з детектування давності утворення випадків ЧМТ (); інфаркту мозку ішемічного () та геморагічного () генезів. Точність діагностики становить 1,5 год ± 20 хв.
Посилання
Bertozzi G, Maglietta F, Sessa F, Scoto E, Cipolloni L, Di Mizio G, et al. Traumatic Brain Injury: A Forensic Approach: A Literature Review. Curr Neuropharmacol. 2020;18(6):538-50. doi: 10.2174/1570159x17666191101123145
Asken BM, Rabinovici GD. Identifying degenerative effects of repetitive head trauma with neuroimaging: a clinically-oriented review. Acta Neuropathol Commun [Internet]. 2021[cited 2023 Aug 22];9(1):96. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8141132/pdf/40478_2021_Article_1197.pdf doi: 10.1186/s40478-021-01197-4
Мішалов ВД, Гуріна ОО, Хохолєва ТВ, Козань НМ, Дунаєв ОВ. Судово-медична оцінка патоморфологічних змін при внутрішньочерепних ушкодженнях. Київ; 2018. 125с.
Bahri R, Sharma RS, Jain V. Mineralizing angiopathy with basal ganglia stroke after minor head trauma; a clinical profile and follow up study of a large series of paediatric patients from North India. Eur J Paediatr Neurol. 2021:33:61-7. doi: 10.1016/j.ejpn.2021.05.011
Savka IH, Kozan NM, Dunaiev OV, Oliinyk IIu. Vstanovlennia tochnykh kryteriiv diahnostyky davnosti nastannia smerti v sudovo-medychnii praktytsi [Establishment of accurate criteria for diagnosis of the time since death in forensic medical practice]. Sudovo-medychna ekspertyza. 2021;1:18-24. doi: 10.24061/2707-8728.1.2021.3 (in Ukrainian)
Savka IH, Kryvetskyi VV, Kozan NM. Suchasni mozhlyvosti ta perspektyvy doslidzhennia ridyn ta seredovyshch orhanizmu liudyny dlia diahnostyky chasu nastannia smerti [Modern possibilities and prospects of research of fluids and environments of the human organism for the time of death estimation]. Bukovynskyi medychnyi visnyk. 2020;24(3):179-¬84. doi: 10.24061/2413-0737.XXIV.3.95.2020.90 (in Ukrainian)
Dettmeyer RB. The role of histopathology in forensic practice: an overview. Forensic Sci Med Pathol. 2014;10(3):401-12. doi: 10.1007/s12024-014-9536-9
Harazdiuk M. Dyferentsiini mozhlyvosti metodu zabarvlennia histolohichnykh preparativ za perlsom dlia vstanovlennia davnosti utvorennia krovovylyvu travmatychnoho ta netravmatychnoho genezu v rechovynu holovnoho mozku [Differential possibilities of the method of staining histological speciments by perls for establishing the time of formation of traumatic and nontraumatic genesis hemorrhages]. Sudovo-medychna ekspertyza. 2022;1:40-4. doi: 10.24061/2707-8728.1.2022.6 (in Ukrainian)
Peng Q, Chen X, Zhang C, Li W, Liu J, Shi T, et al. Deep learning-based computed tomography image segmentation and volume measurement of intracerebral hemorrhage. Front Neurosci[Internet]. 2022[cited 2023 Aug 29];16:965680. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9575984/pdf/fnins-16-965680.pdf doi: 10.3389/fnins.2022.965680
Pavliukovych O, Pavliukovych N. Doslidzhennia chasovoi dynamiky zminy stupenia depoliaryzatsii lazernoho vyprominiuvannia tkanynoiu holovnoho mozku [Research of time dynamics of change of the step of depolarization of laser radiation by tissue of the main brain]. Sudovo-medychna ekspertyza. 2022;1:87-93. doi: 10.24061/2707-8728.1.2022.13 (in Ukrainian)
Dubolazov OV, Sakhnovskyi MIu, Olar OV, Hryhoryshyn PM, Ushenko YuO. Prostorovo-chastotna filtratsiia poliaryzatsiinykh proiaviv liniinoho ta tsyrkuliarnoho dvopromenezalomlennia polikrystalichnoi struktury plivok plazmy krovi liudyny [Spatial-frequency filtration of polarization manifestations of linear and circular birefringence of polycrystalline structure of human blood plasma films]. Optyko-elektronni informatsiino-enerhetychni tekhnolohii. 2019;37(1):17-23. doi: 10.31649/1681-7893-2019-37-1-17-23 (in Ukrainian)
Zabolotna NI, Sholota VV, Zahoruiko VI. Systema bahato parametrychnoho poliaryzatsiino-fazovoho kartohrafuvannia biolohichnykh shariv iz binarnoiu klasyfikatsiieiu. Optyko-elektronni informatsiino-enerhetychni tekhnolohii [System of multi-parametric polarization-phase mapping of biological layers with binary classification]. 2021;42(2):44-52. doi: 10.31649/1681-7893-2021-42-2-44-52 (in Ukrainian)
Peyvasteh M, Dubolazov A, Popov A, Ushenko A, Ushenko Y, Meglinski I. Two-point Stokes vector diagnostic approach for characterization of optically anisotropic biological tissues. J Phys D: Appl Phys [Internet]. 2020[cited 2023 Aug 22];53:395401. Available from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/ab9571/pdf doi: 10.1088/1361-6463/ab9571
Ushenko O, Zhytaryuk V, Dvorjak V, Martsenyak IV, Dubolazov O, Bodnar BG, et al. Multifunctional polarization mapping system of networks of biological crystals in the diagnostics of pathological and necrotic changes of human organs. In: Mohseni H, Agahi MH, editors. Conference materials SPIE NANOSCIENCE + ENGINEERING Biosensing and Nanomedicine XII [Internet]; 2019 Sep 11-15; San Diego. California: San Diego; 2019[cited 2022 Jan 22];11087. Available from: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11087/110870S/Multifunctional-polarization-mapping-system-of-networks-of-biological-crystals-in/10.1117/12.2529362.full doi: 10.1117/12.2529362
Olar OV, Ushenko VO, Sakhnovskyi YuO, Ushenko OV, Dubolazov OV, Ushenko OH, ta in. Metody i zasoby azymutalno-invariantnoi Miuller-matrychnoi poliarymetrii optychno-anizotropnykh biolohichnykh shariv [Methods and means of asymutal-invariant muller matrix polyarimetry of optical and anisotropic biological layers]. Biofizychnyi visnyk. 2019;41:52-62. doi: 10.26565/2075-3810-2019-41-04 (in Ukrainian)
Harazdiuk MS. Vyznachennia davnosti utvorennia krovovylyviv travmatychnoho ta netravmatychnoho heneziv u rechovynu holovnoho mozku liudyny metodom rekonstruktsii rozpodiliv velychyny fluktuatsii liniinoho dykhroizmu [Time since hemorrhages of traumatic and non-traumatic genesis into the substance of the human brain formation using distribution of linear dichroism fluctuations reconstruction]. Sudovo-medychna ekspertyza. 2021;1:25-35. doi: 10.24061/2707-8728.1.2021.4 (in Ukrainian)
Ushenko V, Sdobnov A, Syvokorovskaya A, Dubolazov A, Vanchulyak O, Ushenko A, et al. 3D Mueller-matrix diffusive tomography of polycrystalline blood films for cancer diagnosis. Photonics[Internet]. 2018[cited 2024 Jan 4];5(4):54. Available from: https://www.mdpi.com/2304-6732/5/4/54 doi: 10.3390/photonics5040054
Peyvasteh M, Tryfonyuk L, Ushenko V, Syvokorovskaya A-V, Dubolazov A, Vanchulyak O, et al. 3D Mueller-matrix-based azimuthal invariant tomography of polycrystalline structure within benign and malignant soft-tissue tumours. Laser Physics Letters[Internet]. 2020[cited 2024 Jan 18];17(11):115606. Available from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1612-202X/abbee0 doi:10.1088/1612-202X/abbee0
Ushenko AG, Dubolazov AV, Litvinenko OY, Bachinskiy VT, Bin L, Bin G, et al. 3D polarization correlometry of object fields of networks of biological crystals. In: Fourteenth International Conference on Correlation Optics; 2019 Sep 16-19; Chernivtsi. Proc SPIE[Internet]. 2020[cited 2023 Dec 29];11369:113691M. Available from: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11369/113691M/3D-polarization-correlometry-of-object-fields-of-networks-of-biological/10.1117/12.2553942.full doi: 10.1117/12.2553942
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Критерії авторського права, форми участі та авторства
Кожен автор повинен був взяти участь в роботі, щоб взяти на себе відповідальність за відповідні частини змісту статті. Один або кілька авторів повинні нести відповідальність в цілому за поданий для публікації матеріал - від моменту подачі до публікації статті. Авторитарний кредит повинен грунтуватися на наступному:
- істотність частини вклада в концепцію і дизайн, отри-мання даних або в аналіз і інтерпретацію результатів дослідження;
- написання статті або критичний розгляд важливості її інтелектуального змісту;
- остаточне твердження версії статті для публікації.
Автори також повинні підтвердити, що рукопис є дійсним викладенням матеріалів роботи і що ні цей рукопис, ні інші, які мають по суті аналогічний контент під їх авторством, не були опубліковані та не розглядаються для публікації в інших виданнях.
Автори рукописів, що повідомляють вихідні дані або систематичні огляди, повинні надавати доступ до заяви даних щонайменше від одного автора, частіше основного. Якщо потрібно, автори повинні бути готові надати дані і повинні бути готові в повній мірі співпрацювати в отриманні та наданні даних, на підставі яких проводиться оцінка та рецензування рукописи редактором / членами редколегії журналу.
Роль відповідального учасника.
Основний автор (або призначений відповідальний автор) буде виступати від імені всіх співавторів статті в якості основного кореспондента при листуванні з редакцією під час процесу її подання та розгляду. Якщо рукопис буде прийнята, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленої рукописи в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за подтверждленіе остаточного варіанта рукопису. Відповідальний автор несе також відповідальність за те, щоб інформація про конфлікти інтересів, була точною, актуальною і відповідала даним, наданим кожним співавтором.Відповідальний автор повинен підписати форму авторства, що підтверджує, що всі особи, які внесли істотний внесок, ідентифіковані як автори і що отримано письмовий дозвіл від кожного учасника щодо публікації представленої рукописи.
