Морфология колото-резаных повреждений ребер при воздействии клинком ножа

В настоящее время в медицину внедряются всё новые и новые компьютерные технологии – трехмерные исследования, математическое моделирование и т.д. Судебная медицина не стала исключением – использование новейших компьютерных технологий повсеместно внедряется в экспертную практику, одной из которых является метод конечных элементов, использующийся для моделирования колото-резаных повреждений кожи, огнестрельных повреждений и травмы тупыми предметами. При этом широко используются законы механики деформированного твердого тела и теории резания материалов [2–9].

Однако ни значение слоистости костной ткани, ни влияние «зоны острия» клинка ножа на морфологическую картину разрушения, ни механизм образования колото-резаных повреждений плоских костей с позиции математического моделирования в литературе не рассматривались. Мы решили восполнить этот пробел и провести исследование в этом направлении.

Нами было проведено 520 собственных экспериментальных колото-реза­ных повреждений плоских костей. При проведении экспериментальных наблюдений нами учитывалось направление слоистости компактного вещества кости на уровне и рядом с областью повреждения как с наружной, так и с внутренней компактной пластинки.

Данные литературного поиска экспериментальных работ, касающихся колото-резаных повреждений, показали, что глубина погружения клинка, его ширина на уровне погружения, направление вкола, односторонняя заточка клинка, локализация и т.д. показывают высокую схожесть наблюдений в различных регионах РФ [1, 10].

Проанализировав экспериментальные диссертационные работы, мы посчитали целесообразным использовать эти данные.

Глубина погружения клинка нами выбрана 54 мм. Ширина клинка на этом уровне погружения составила 17–17,5 мм. Толщина клинка в средней части обуха была равна 1,2 мм.

Различные условия опирания кости (разная толщина мягких тканей), форма и анизотропность вещества кости приводили к незначительному отклонению от перпендикулярного воздействия относительно плоскости ребра, которое при анализе направления раневого канала в костной ткани составило отклонение до 2°.

В группе экспериментальных наблюдений сквозные повреждения плоских костей повторяли форму одностороннеострого клинка и отображали его форму поперечного сечения: регистрировались в виде повреждения линейно-щелевидной формы, наиболее тонкая часть соответствовала лезвию, а наиболее широкая часть – обуху. В некоторых наблюдениях со стороны наружной костной пластинки (далее – НКП) повреждения имели дугообразно-щелевидную форму.

При макроскопическом исследовании по краям повреждения нами регистрировались смятия компакты в виде мелких площадок, ограниченных трещинами. Смятие компакты наблюдалось преимущественно со стороны наклона орудия. Плоскость площадки смятия своим свободным краем была наклонена вовнутрь повреждения и соответствовала направлению погружения клинка. Как следствие такой остаточной деформации одна из стенок повреждения имела признаки скошенного края, а противоположная стенка – нависающего. Трещины в этих случаях формировались по механизму изгиба и, фактически, имели морфологию террас, ограничиваясь своим распространением вдоль места действия касательного усилия (от боковой поверхности клинка при внедрении его). Ширина сформированных участков смятия составляла до 4,0 ± 2,5 мм, протяженность – до всей длины повреждения.

В случаях, когда вкол был перпендикулярным относительно плоскости ребра, мы регистрировали смятие компакты по обоим краям повреждения. В этих случаях суммарная ширина участков смятия соответствовала 3,0 ± 2 мм, протяженность – до 6,0 мм.

Место внедрения острия (точка вкола) нами регистрировалось как ограниченный дефект компакты крайне редко. Чаще всего в зоне вкола обнаруживался дефект костной ткани с краями, образованными смятой компактой. Форма дефекта в точке вкола приближалась к равнобедренному треугольнику и соответствовала размерам зоны действия острия экспериментального ножа. Длина катетов треугольного дефекта во всех наблюдениях этой серии была 6 ± 1,5 мм, ширина основания по размерам приближалась к толщине клинка в зоне острия – 1,2 ± 0,2 мм.

За зоной смятия мы регистрировали ровные края повреждения на протяжении 10 ± 2 мм. Ровная, линейная зона разделения, параллельность противолежащих краев друг другу во всех плоскостях свидетельствовали о действии режущей кромки клинка на кость.

При извлечении клинка ножа из повреждения с большим наклоном (углом более 10°) на одну из сторон, чем при погружении, на кости образовались вторичные сколы компактного вещества. При извлечении с наклоном на обух трещина, отграничивающая вторичный скол, брала начало от зоны смятия компакты на уровне действия зоны острия ножа.

При извлечении клинка ножа с нажимом на лезвие образовалась «возвратная» трещина, отходящая от острого угла повреждения.

Аналогичная картина наблюдается при нанесении повреждения под одним углом и извлечения под другим, без отклонения клинка ножа к обуху или к лезвию (с отвесным встречным углом). Когда наклон клинка незначительный, происходит обтирание края повреждения.

При исследовании трещин распора нами отмечено, что, несмотря на распространение их вдоль слоистости кости, имело место отклонение трещины распора в сторону края, наиболее близкого к повреждению.

В наших наблюдениях трещина распора регистрировалась не только вдоль нанесения повреждения, от острого угла повреждения (соответствующего лезвию клинка). С достаточно высокой частотой трещина распора получала развитие от одного из углов тупого конца повреждения, соответствующего действию обуха клинка ножа. Реже трещины распора регистрировались с двух концов повреждения. Общая длина трещин распора в этой серии наблюдений составила 75 ± 15 мм.

На первом участке регистрировалось продольное расслоение НКП, смятие (уплощение в поперечном направлении) ячеек губчатого вещества кости. Отмечается перенос осколков компакты вглубь, на стенки повреждения. Исследование участка зоны действия острия показывает наличие преимущественного смятия ячеек губчатого вещества со стороны действия клинка ножа, т.е. от наружной компакты в сторону внутренней. Соответственно действию ребра обуха отчетливо фиксировался невооруженным глазом участок зашлифованности компакты и спонгиозы. Отмеченное соответствие объясняется единым механизмом образования повреждений – торцевое резание.

Профильное исследование стенок раневого канала повреждения позволяет четко определить точку вкола – зону действия острия клинка. Характер деформации НКП и ячеек спонгиозы позволяет дать оценку направления воздействия острия клинка и метрические характеристики острия клинка.

Переход от первого участка ко второму регистрируется в виде углообразного изгиба края и стенки повреждения.

Участок действия лезвия (собственно резания) макроскопически определяется как ровная плоскость отделения. Деформация ячеек спонгиозы отсутствует. При исследовании участка зоны действия острия хорошо видна плоскость разделения, которая представлена в виде незначительно выступающих и западающих плавных волнистых участков. Наиболее выступающие участки кости имеют выраженный блеск – это указывает на зашлифованность поверхности от действия полей заточки клинка.

Таким образом, наши наблюдения не только подтверждают ранее опубликованные работы, основанные на теории резания материалов, но и объясняют механизм образования колото-резаных повреждений, где отмечается следующая морфология входного повреждения: участок действия зоны острия, участок действия лезвия (резания), участок излома (трещина распора).

Список литературы

1. Андрейко, Л.А. Изменение морфологии колото-резаных ран в зависимости от количества и комбинаций слоев прилежащей одежды : автореф. дис. … канд. мед. наук. – М., 2009.
2. Власюк, И.В. Возможности идентификации лезвия рубящего орудия (топора) по повреждениям кожного покрова и текстильных материалов : дис. … канд. мед. наук. – М., 2006.
3. Кислов, М.А. Идентификация колюще-режущих орудий в случаях повреждений плоских костей // Эксперт-криминалист. – 2016. – № 2. – С. 6–9.
4. Кислов, М.А. Использование метода конечных элементов для прогнозирования разрушения колото-резаных повреждений плоских костей / М.А. Кислов, С.В. Леонов // Мед. экспертиза и право. – 2016. – № 3. – С. 22–24.
5. Кислов, М.А. Механизм разрушения костной ткани при острой травме / М.А. Кислов, С.В. Леонов // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2016. – Т. 15. – № 3. – С. 521–525.
6. Кислов, М.А. Моделирование колото-резаных повреждений методом конечно-элементного анализа // Судеб. медицина. – 2017. – Т. 3, № 3. – С. 18–25. – Режим доступа: www.URL: http://dx.doi.org/10.19048/2411-8729-2017-3-3-18-24.
7. Кислов, М.А. Морфология и механика разрушения костной ткани под действием колюще-режущих орудий : дис. … д-ра мед. наук. – М., 2016.
8. Леонов, С.В. Использование метода конечных элементов при моделировании процесса формирования колото-резаных повреждений / С.В. Леонов, Ю.П. Бутузова, В.Т. Финкельштейн // Мед. экспертиза и право. – 2013. – № 1. – С. 29–32.
9. Леонов, С.В. Моделирование механизма образования колото-резаных ран методом конечных элементов / С.В. Леонов, И.В. Власюк, К.Н. Крупин // Судеб.-мед. экспертиза. – 2013. – Т. 56, № 6. – С. 14–16.
10. Шакирьянова, Ю.В. Судебно-медицинская оценка влияния скоса лезвия клинка на морфологию колото-резаного повреждения : автореф. дис. … канд. мед. наук. – М., 2013.