Введение

Судебная медицина – это научная медицинская специальность, главным образом, предназначенная для оказания помощи полиции и судебным органам путем предоставления экспертных оценок в процессе установления фактов и вынесения судебных решений [1]. Следственные и оценочные действия, присущие судебной медицине, выходят за рамки целей уголовного преследования и, таким образом, вносят большой вклад в обеспечение правовой определенности и верховенства закона.

Задачи судебной медицины включают в себя широкий спектр видов деятельности. Судебная медицина традиционно занимается расследованием случаев внезапной смерти, в данном случае основное внимание уделяется определению причины смерти на основе установленной причины. В этом контексте, помимо очевидных на первый взгляд неестественных смертей, необходимо учитывать внезапные естественные смерти, а также большую группу необъяснимых смертей.

Судебная медицина также занимается расследованием в отношении пострадавших от травм и предполагаемых жертв травм, на которое оказала влияние третья сторона. В эту группу входят жертвы различных форм физических травм, включая сексуальные преступления, жестокое обращение с детьми и дорожно-транспортные происшествия, а также особые группы пострадавших от травм, такие как жертвы домашнего насилия, насилия в отношении пожилых людей и насилия в отношении лиц, содержащихся под стражей в официальных учреждениях (дома, в школах, тюрьмах и т.д.) [1, 2].

Судебно-медицинская экспертиза, являясь практическим применением судебной медицины, представляет собой медицинское обследование, направленное на сбор доказательств по факту нападения, основными целями которого являются оценка потребностей жертвы в лечении любых травм при консолидации и судебном преследовании, а также сбор ресурсов для возможного судебного разбирательства [2].

В судебно-медицинской экспертизе, как и в других медицинских специальностях, существует ряд нерешенных проблем, требующих апробирования и внедрения современных лабораторных методов анализа. К таким проблемам можно отнести определение прижизненности, давность причинения механической травмы, а также установление давности наступления смерти. Актуальность применения современных методов анализа объясняется недостатком применяемых в настоящее время методов, являющихся ограниченно информативными и невозможно применимыми в отдаленные сроки, прошедшие после наступления смерти. В связи с этим большой интерес представляют методы исследования, которые позволяют определять функциональное состояние органов и тканей трупа/пострадавшего при разных воздействиях на молекулярном и субмолекулярном
уровне [1, 3].

Для решения задач различного уровня судебно-медицинской экспертизы наиболее перспективными представляются биофизические методы исследования. Биофизические методы – это методы, которые основаны на результатах инструментального измерения параметров, отражаемых численно, они являются наиболее объективными способами обнаружения изменений, произошедших в биологическом объекте под влиянием факторов внешней среды, что отражает их высокую информативность. Биофизические методы исследования позволяют изучать структуру, свойства, динамику, а также функции биомолекул на атомном или молекулярном уровне. Они охватывают целый ряд методов, включая хемилюминесценцию, спектроскопию, микроскопию, определение коэффициентов поляризации, скорости распространения теплового импульса, молекулярное моделирование и др.

Стоит отметить две наиболее актуальные проблемы современной экспертной оценки, по которым проводятся научные исследования с применением биофизических методов в судебно-медицинской экспертизе:

1) определение давности смерти и прижизненности;

2) определение давности причинения телесных повреждений.

Основные категории биофизических методов в зависимости от анализируемого с их помощью параметра, применяемых в судебно-медицинской экспертизе, представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Основные категории биофизических методов в зависимости от анализируемого с их помощью параметра [4]

Цель исследования: проанализировать современные биофизические методы, применяемые в судебно-медицинской экспертизе, позволяющие получить объективные и точные результаты экспертизы.

Материалы и методы исследования

Проведен анализ доступной судебно-медицинской отечественной и зарубежной литературы в поисковых базах Science Direct, PubMed, Scopus, «КиберЛенинка».

Поисковый запрос включал следующие словосочетания на русском языке: «биофизические методы И (судебная медицина ИЛИ криминалистика ИЛИ экспертиза)», и аналогичный на английском языке: biophysical methods AND (forensic medicine OR forensics OR expertise).

Отбор статей проводили независимо два автора работы по следующим критериям.

1. Актуальность. Предпочтение отдавалась работам, опубликованным в период с 2018 по 2024 гг., что позволяло включить наиболее развивающиеся и изучаемые методы на текущий момент.

2. Достоверность результатов метода. Немаловажным преимуществом той или иной методики является высокий уровень специфичности и чувствительности. Это позволяет избегать ошибки первого и второго рода и получать точные результаты, что в криминалистике и расследовании судебных дел является решающим фактором в вынесении приговора.

3. Наличие ≥10 публикаций от разных коллективов авторов по одному методу, что подтверждает разрабатываемость данной методики.

4. Изучение биофизических методов. Несмотря на быстрое развитие и других лабораторных исследований (например, молекулярно-генетических исследований), авторы решили осветить именно тему биофизических методов. Эта тема является довольно актуальной в связи с малой изученностью в России: на сегодняшний день в отечественной литературе отсутствует полноценный обзор, посвященный применению биофизических методов в криминалистике. Последний обзор на эту тему опубликован в 2005 г., в то время как за 20 лет появилось множество новых методик.

5. Доступность. Изложение статьи на доступном для авторов языке: русском, английском.

В результате было отобрано несколько биофизических методов: атомно-силовая микроскопия, электронно-парамагнитный резонанс, ядерно-магнитно-резонансная спектроскопия, хемилюминесценция, сканирующая электронная микроскопия, магниторезонансная томография, компьютерная томография. Они были описаны в 250 работах, однако для наглядности в данном исследовании приведены данные по 25 исследованиям.

Результаты исследования и их обсуждение

Обзор биофизических методов, применяемых в судебной экспертизе, следует начать с наиболее широко применяемого метода биофизики – метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Метод ЭПР основан на возможности регистрации парамагнитных центров (места в молекулах и атомах, имеющие свободные неспаренные электроны) в атомных, кристаллических ионных и молекулярных структурах, в соединениях переходных металлов, при разрыве ковалентных химических связей [4].

Согласно данным литературы, можно выделить три основных типа исследования при применении метода ЭПР:

– исследование свободных радикалов, в норме присутствующих в живом организме;

– анализ металлопротеидов (белков, содержащих ионы железа, меди или марганца);

– исследования парамагнитных клеток, искусственно вводимых в изучаемый объект с целью установления механизма реакции или места связывания определенного соединения.

Так, в судебном расследовании часто важно оценить время, прошедшее c момента начала кровотечения, или определить продолжительность посмертного периода. В одной работе авторами изучена эффективность метода электронного парамагнитного резонанса для оценки возраста пятен крови человека [5]. Этот метод основан на измерении денатурации гемопротеинов и идеально подходит для определения возраста засохшей крови человека. Было отмечено, что при 77К пятна крови человека дают четыре ярких сигнала ЭПР, а также построение двойных логарифмов отношения интенсивности ЭПР H/ g4 в зависимости от дней прошедшего кровотечения дает линейную корреляцию с точностью до 432 дней с погрешностью в пределах 25% от фактического.

Еще одним незаменимым инструментом в судебно-медицинской экспертизе является микроскопия, позволяющая анализировать детально биологические образцы и собирать важную информацию для раскрытия преступлений. Микроскопия часто используется в сочетании с подходящими аналитическими методами.

Так, в большинстве случаев при расследовании преступлений отпечатки пальцев являются распространенным типом улик. Авторами показано применение атомно-силовой микроскопии (АСМ) для изучения характеристик нанесения и эффективности обнаружения деталей отпечатков пальцев (рис. 2) [6, 7].

Наряду с АСМ метод электронной микроскопии также получил значительное развитие, что обеспечивает высокую разрешающую способность в экспериментальной судебной экспертизе. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) позволяет получить трехмерные изображения поверхностей. В основе данного метода лежит электронный луч, испускаемый нагретой нитью накала, который ускоряется высоким напряжением и на который воздействует система электромагнитных линз [6]. Увеличение современного метода СЭМ составляет от 20 до 160000 раз, он предоставляет топографическую информацию с большей глубиной фокусировки, большим увеличением и более высоким разрешением, чем оптическая микроскопия.

В работе Santos и соавт. представили всесторонний обзор применения еще одного биофизического метода в судебно-медицинской экспертизе – ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). ЯМР-спектроскопия связана с определенными атомными ядрами и их поведением в присутствии магнитного поля [8]. Отмечено, что в целом ЯМР-спектроскопия применяется в экспертизе для определения идентичности химических соединений, имеющих отношение к случаям отравления, посмертным явлениям, мошенничествам, подделкам, и в основном – для характеристики синтетических и растительных препаратов [9, 10].

Так, в исследовании Mehr и соавт. представлен быстрый, чувствительный метод определения чистоты эталонных лекарственных препаратов и анализа запрещенных наркотиков и примесей с использованием протонной ЯМР-спектроскопии [9]. В представленном исследовании линейность ЯМР-анализа была определена с использованием метамфетамина HCl, растворенного в оксиде дейтерия (D2O), с малеиновой кислотой в качестве внутреннего стандарта (5 мг) для диапазона концентраций от 0,033 до 69,18 мг/мл с результирующим коэффициентом корреляции >0,9999 для всех 6 групп метамфетаминовых пиков, а также представлены спектры сложных образцов запрещенных героина, метамфетамина, МДМА и кокаина. Это абсолютно доказывает применимость данного метода в судебно-медицинской экспертизе.

Предварительные тесты для обнаружения пятен на местах преступлений направлены на то, чтобы сосредоточить работу полиции на более эффективном противодействии преступности. В связи с этим люминольная хемилюминесцентная реакция (метод хемилюминесценции) для обнаружения пятен крови находит широкое применение. Эта реакция основана на излучении света в результате химической реакции люминола с перекисью водорода и гидроксидом в присутствии каталитической молекулы (железа гемоглобина) [11].

Авторами было отмечено, что люминол можно использовать для обнаружения незначительных, незамеченных или скрытых пятен крови, разбавленных до уровня 1:106 (1 мкл крови в 1 л раствора) [11, 12]. Он может выявить распределение пятен, что позволяет оценить характер пятен крови и иногда реконструировать некоторые события преступления, визуализируя эти пятна.

Судебно-медицинская экспертиза – одна из областей, которая значительно выиграла от применения рамановской спектроскопии. Рамановская спектроскопия – это комбинационное рассеяние света, используемое для определения колебательных мод молекул и вибрационных мод в твердых телах. Согласно данным литературы, проведены многочисленные исследования, подтверждающие применение вибрационной спектроскопии в криминалистических целях. Нельзя не упомянуть преимущества рамановской спектроскопии: неразрушающий характер, высокая специфичность и минимальное количество образца, который может находиться в твердой, жидкой или газовой фазе. Это подтверждает тот факт, что данный биофизический метод подходит для анализа многих видов вещественных доказательств, особенно тех, которые обнаруживаются в следовых количествах [13].

При помощи рамановской спектроскопии показана возможность идентифицировать следы жидкостей организма на местах преступлений. Спектры комбинационного рассеяния были взяты из 75 образцов жидкостей организма, включая периферическую кровь, слюну, пот и вагинальную жидкость. Было выявлено, что модель данного метода точно предсказала идентичность 99,9% спектров из калибровочного набора данных после перекрестной проверки. Что еще более важно, она правильно предсказала идентичность 100% спектров во внешнем валидационном наборе данных. Все пять жидкостей организма были успешно идентифицированы с помощью комбинационной спектроскопии и хемометрии. Метод рамановской спектроскопии является надежным и неразрушающим, предлагая существенные преимущества по сравнению с современными методами, используемыми для идентификации жидкостей организма [13, 14].

Современные судебные расследования основаны на показаниях жертвы и свидетелей-очевидцев. Пятна биологических жидкостей – это биологические доказательства, которые очень ценятся судебными экспертами. Во многих уголовных делах успех расследования зависит от правильной идентификации и классификации этих пятен. Так, метод инфракрасной спектроскопии с полным ослаблением отражения и преобразованием Фурье (ATR-FTIR) представляется как современный и универсальный биофизический метод, способный распознавать отпечатки пальцев анализируемого вещества с использованием минимального количества исследуемого образца [14, 15].

В работе авторами представлены возможности применения рамановской спектроскопии и хемометрики для анализа возраста пятен крови [16, 17]. Кроме того, показана возможность применения данного метода для дифференциальной диагностики между каплями периферической и менструальной крови [18, 19].

Компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) также являются важными инструментами в клинической и судебно-медицинской практике [20, 21]. Так, недавнее исследование показало возможность мультиспиральной КТ и МРТ для проведения минимально инвазивного или виртуального вскрытия, называемого виртопсией [22, 23].

В исследовании представлены МРТ-фиксированные образцы кожи, которые позволили получить полное трехмерное представление о поврежденных тканях в месте поражения электрическим током, а также в соседних тканях, что соответствует гистологическим результатам [24].Интенсивность изображения дермального слоя на МРТ-изображениях была снижена в центральной зоне из-за обугливания или коагуляционного некроза и повышена в промежуточной зоне из-за отека дермы. Отмечено, что подлежащий кровеносный сосуд с внутрисосудистой окклюзией подтверждает гипотезу о том, что ток проходил через сосудистую систему, прежде чем попасть на землю.

В статье проводится сравнение различных физических методов исследования, применяемых в судебной медицине, с точки зрения их эффективности, удобства использования, скорости получения результатов и временных затрат на анализ.

Авторами было выделено несколько биофизических методов: электронно-парамагнитный резонанс, ядерно-магнитно-резонансная спектроскопия, хемилюминесценция, сканирующая электронная микроскопия, магниторезонансная томография, компьютерная томография, которые широко применяются в судебной медицине благодаря своей универсальности, простоте и скорости получения результатов. Эти методы позволяют провести анализ в сжатые сроки и выдать экспертное заключение с высокой достоверностью результатов.

Судебная медицина находится в тесной взаимосвязи с такими науками, как физика, биофизика и медицинская электроника, что имеет ключевое значение для разработки новых и оптимизации существующих методов исследования.

Для успешного применения физических методов в судебной медицине необходимо глубокое понимание основ физики, а также процессов, происходящих в биологических тканях и жидкостях при взаимодействии с волнами и химическими реагентами.

Применение биофизических методов позволяет определить время смерти, идентифицировать личности даже при высокой степени разложения или наличия части тела, восстановить события преступления и определить время нанесения раны по следам крови или повреждений на теле человека.

К перспективам исследования биофизических методов в криминалистике можно отнести: открытие новых биофизических методов, указание методик взятия материала; проведение оригинальных исследований для оценки степени чувствительности и специфичности, так как не для всех методов эти данные получены; внедрение ИИ для анализа результатов биофизических методов [25].

Заключение

Таким образом, биофизические методы играют важную роль в судебно-медицинской экспертизе, позволяя проводить более точные и надежные исследования. Они помогают определить возраст, пол, состояние здоровья и другие важные характеристики тела, что, в свою очередь, помогает установить идентичность и причину смерти. Благодаря применению биофизических методов судебно-медицинская экспертиза становится более эффективной и точной, что важно для правосудия и обеспечения справедливости.