ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВНОСТИ СМЕРТИ ПО ВЕЛИЧИНЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ НЕРВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ БОЛЬШИХ ДАННЫХ

Диагностика давности смерти является одной из ключевых задач в судебной медицине. Время наступления смерти играет большое значение для проведения следственных мероприятий. Давность наступления смерти помогает идентифицировать временные рамки совершения преступления. Чем точнее она будет определена, тем более качественно можно оценить правдивость алиби подозреваемого в преступлении человека и выявить виновных лиц, решить наследственные споры, что может иметь юридические и финансовые последствия, а также повлиять на решения о страховых выплатах.

Традиционные методы диагностики давности смерти (по температуре тела, по трупному окоченению, по характеру трупных пятен), основанные на визуальных и термометрических признаках просты, но субъективны, зависят от внешних условий и не обеспечивают высокой точности, а их применение в позднем посмертном периоде невозможно. Современные методы диагностики на основе точных измерений стремятся устранить недостатки традиционных методов и сделать диагностику давности смерти более точной, но, зачатую сложны в реализации.

В научной литературе представлены значимые работы, предлагающие инновационные подходы к решению этой задачи. Так, в докторской диссертации Вавилова А.Ю. рассматривается использование тепловых методов для диагностики посмертных изменений [1]. Кандидатская работа Кузовкова А.В. посвящена разработке неинвазивной термометрической методики с применением датчиков, вводимых в слуховые проходы [3]. Онянов А.М. исследует возможности импедансометрии стекловидного тела как диагностического критерия [4]. В работе Емельянова А.С. была изучена динамика изменения сопротивления периферических нервов после прекращения жизненных процессов в теле. Эти исследования не только расширяют арсенал доступных методов, но и подчеркивают актуальность поиска объективных биофизических маркеров времени, прошедшего после смерти. Их общим недостатком являются сложный процесс математических расчётов, который необходимо проводить в ручном режиме. Поэтому несмотря на значительное количество исследований, посвященных данной теме, существующие методы диагностики требуют постоянного совершенствования и автоматизации для устранения ошибок, связанных с влиянием человеческого фактора.

Если более детально сравнить современные методы диагностики и традиционные, то можно проследить тенденции развития судебно-медицинской экспертизы. Сравнение традиционных методов диагностики смерти и традиционных приведено в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение традиционных и современных методов диагностики давности наступления смерти

В результате сравнения методов диагностики давности смерти можно сделать вывод о том, что современные методы являются развитием традиционных, и их цель увеличить точность прогнозирования за счет предоставления объективных и измеримых величин. Кроме того, современные методы предоставляют перспективы развития в части автоматизации, что позволит снизить влияние человеческого фактора и упростить работу эксперта, снизив затраты на вычисления.

Предлагаемый в данной статье подход предлагает возможности для автоматизации существующего метода диагностики давности смерти на основе измерения электрического сопротивления срединного нерва с применением технологий машинного обучения. Основным его преимуществом является простота последующего использования, скорость получения результатов и точность получаемых результатов за счет значительного исключения влияния человеческого фактора.

Исходные данные для исследования были взяты из научной работы Емельянова А.С. «Диагностика давности смерти по величине электрического сопротивления периферических нервов» (2022 год), в которой описаны фрагменты срединного нерва и седалищного [2].

В данных содержатся следующие атрибуты по периферическим нервам из исследуемых тел: пол, год рождения, наличие алкоголя в крови, тепловая группа в которой содержался образец на протяжении исследования (тепло, норма или холод), принадлежность к насильственной смерти, установленный диагноз, сопротивление нервов с 1 по 29 день и частота при которой производилось измерение. Перед построением модели классификации, которая будет определять давность наступления смерти по средствам определения объекта в определенную группу, был проведен предварительный анализ исходных данных по сопротивлению периферических нервов во времени, в рамках которого были построены и проанализированы графики изменения сопротивления для каждой тепловой группы и для каждой частоты тока в ней, при котором производилось измерение. В результате чего были выявлены общие тенденции изменения для каждой группы. В группе «тепло» с течением времени электрическое сопротивление снижалось до середины первой недели, что связано с высыханием биологического материала, а потом росло. В группе «холод» электрическое сопротивление снижалось из-за процесса гниения.

Также для получения корректной модели перед ее построением была произведена очистка исходных данных. Они были проверены на корректность значений и очищены от пропусков. А также нормированы и очищены от выбросов, что сделало их пригодными для последующего анализа. После подготовки исходных данных, были отобраны только те признаки, которые оказывают значительное влияние на результирующий показатель – давность наступления смерти, что было сделано с помощью нейронной сети. Считалось что признак можно удалить из модели, если его наличие не улучало точность ее работы.

В связи с тем, что полученные результаты были слабо различимы для соседних дней, они были сгруппированы в диагностические зоны несколькими способами, для выбора оптимального варианта. Выбор варианта осуществлялся как основываясь на способности модели к разделению классов друг от друга, так и практической пригодности в судебной медицине.

Разработанная модель на основе многослойного персептрона продемонстрировала способность к классификации объектов по временным интервалам в соответствии с давностью наступления смерти. Она была протестирована для каждого способа разделения дней на диагностические зоны на отдельно отобранных тестовых данных для сравнения. В результате наилучшее качество показала модель, где дни были сгруппированы по неделям с момента прекращения жизненных процессов.

Полученные в работе результаты могут служить основой для создания автоматизированной системы для определения давности наступления смерти, а также способствовать расширению применения технологий анализа больших данных в других областях медицины.

Автоматизированный подход способен выступать в качестве дополнительного объективного инструмента для эксперта, дополняя традиционные методы и снижая влияние человеческого фактора. Применение данной модели может быть особенно в позднем посмертном периоде или в нестандартных ситуациях, например при наличии серьезных травм.

Перед внедрением разработанного подхода в практическую деятельность, необходимо в первую очередь провести верификацию модели на расширенной выборке, для повышения ее точности. Также необходимо разработать специализированное программное обеспечение, интегрируемое с уже существующим измерителем импеданса биоткани «ЭЦВИЯ», для измерения электрического сопротивления, обеспечив тем самым быстрое получение результатов в автоматизированном режиме.

В целом, полученные результаты демонстрируют практическую ценность предложенного подхода и могут служить основой для дальнейшей трансформации судебно-медицинской диагностики, основанной на данных. Системное внедрение подобного рода технологий позволит повысить точность и объективность экспертных заключений, сократить время анализа и расширить диагностические возможности в трудных или спорных случаях.