устройство для определения давности наступления смерти человека

Формула изобретения

Устройство для определения давности наступления смерти человека, включающее пьезоэлектрические преобразователи с щупами, генератор высокой частоты, два генератора импульсов низкой частоты, смеситель, усилитель, преобразователь выходного сигнала, блок отображения информации, отличающееся тем, что смеситель выполнен с возможностью формирования на выходе сигнала для возбуждения сдвиговых поверхностных волн, для чего первый его вход соединен с одним из двух генераторов низкой частоты через формирователь импульсного воздействия, выполненного с возможностью подачи низкочастотных прямоугольных импульсов, а второй вход соединен с выходом генератора высокочастотных синусоидальных колебаний, одновременно выходы генераторов низкой частоты соединены с коммутатором, выход которого соединен со схемой разрешения счета, соединенного со входом счетчика, первый вход счетчика соединен с двоично-десятичным дешифратом, выход которого соединен со входом блока отображения информации, выполненного в виде жидкокристаллического индикатора, второй выход счетчика соединен с блоком управления коммутацией, посредством которого осуществляются переключения между первым и вторым генераторами низкой частоты, выход смесителя соединен с первым преобразователем из пяти, помещенным в центре контактной головки и являющимся источником поверхностных сдвиговых волн, приемниками которых одновременно являются четыре других преобразователя, установленных по окружности на одинаковом расстоянии от центрального, выходы которых соединены с усилителем, выполненным в виде суммирующего усилителя, соединенного с преобразователем выходного сигнала, включающего интегратор, соединенный со входом триггера Шмидта, выход которого соединен со входом триггера для остановки счета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к криминалистике и медицине, а именно к судебной медицине.

Давность наступления смерти (ДНС) человека предлагается определять на основе измерения вязкости стекловидного тела его неповрежденного глаза. Проведенные в [1] и нами исследования показывают, что стекловидное тело быстро разжижается, начиная с первых часов после смерти. После первых суток с момента смерти процесс замедляется, а после 30 часов динамика разжижения едва улавливается. Таким образом, использование явления разжижения стекловидного тела для установления ДНС целесообразно лишь в первые 30 часов после смерти. При этом зависимость вязкости стекловидного тела от ДНС (фиг.1) носит экспоненциальный характер (первые 8 часов вязкость уменьшается от 7.9 до 4.12 единиц относительной вязкости (ЕОВ), от 8 до 30 часов она уменьшается с 4.12 до 2.8 единиц) [1].

В связи с вышеизложенным, с учетом того, что предлагаемое устройство фактически определяет вязкость стекловидного тела глаза, то в качестве аналогов предлагаемого устройства рассматриваются технические средства для измерения вязкости.

К аналогам можно отнести следующие: технические средства вискозиметрии, позволяющие оценить вязкость жидких сред в соответствии с гидродинамической теорией, и технические средства, основанные на измерении скорости распространения поверхностной акустической волны по поверхности исследуемой ткани (ультразвуковая вискозиметрия).

Наиболее близким к заявленному решению является устройство, принцип работы которого основан на измерении скорости распространения поверхностных акустических (сдвиговых) волн по поверхности исследуемой ткани [2, 3]. В отличие от продольных акустических волн, распространяющихся в объеме среды, поверхностные сдвиговые волны затухают на расстоянии, равном нескольким длинам волны, что создает определенные трудности в изучении особенностей их распространения. Получают и регистрируют эти волны с помощью преобразователей биморфного типа, в которых используются пластины из пьезоэлектрического материала. Преобразователи снабжены щупами, которые позволяют осуществить точечный контакт с исследуемым участком ткани. Один из преобразователей служит источником, второй - приемником поверхностных волн. Сдвиговая упругость биологических тканей для малых амплитуд смещения частиц среды прямо пропорциональна квадрату скорости распространения в ней акустической волны, возбуждаемой точечным осциллирующим преобразователем [2]:

где Е - динамический модуль сдвига;

к - коэффициент пропорциональности, зависящий от направления смещения частиц среды;

- плотность среды;

с - скорость распространения сдвиговой волны.

Недостатком устройства - аналога является наличие только двух пьезопреобразователей, что создает сложности регистрации поверхностных сдвиговых волн из-за быстрого их затухания (на расстоянии, равном нескольким длинам волн), с одной стороны, и необходимость проведения измерений для малых амплитуд смещения частиц исследуемой среды (только в этом случае имеет место быть выражению (1)), с другой.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что контактная измерительная головка, накладываемая на упругую поверхность глаза в белочной области, содержит пять пьезопреобразователей с щупами. Один из них, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные четыре преобразователя, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн (фиг.2). Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность прибора, помехоустойчивость и достоверность измерений.

К тому же устройство является компактным, носимым, с малым потреблением тока и с автономным источником питания.

Техническим результатом является простое, не требующее сложных манипуляций устройство, отличающееся высокой чувствительностью, помехоустойчивостью и возможностью оперативного определения давности наступления смерти при осмотре трупа на месте происшествия по показателю вязкости стекловидного тела его неповрежденного глаза в пределах до 30 часов с момента наступления смерти. За основу взяты исследования, проведенные в [1], а также в Дагестанском республиканском бюро судебно-медицинской экспертизы совместно с кафедрой биотехнических и медицинских аппаратов и систем Дагестанского государственного технического университета по определению вязкости стекловидного тела неповрежденных глаз на трупах. Эти исследования показали, что между вязкостью и временем, прошедшим с момента наступления смерти, существует явная функциональная зависимость, т.е. вязкость изменяется во времени с момента наступления смерти человека. Причем усредненные изменения вязкости стекловидного тела подчиняются экспоненциальному закону в зависимости от ДНС вплоть до 30 часов. Зависимость относительной вязкости от времени , прошедшего после смерти человека, полученная нами в процессе исследования, приведена на фиг.1,

Структурная схема устройства для определения ДНС человека приведена на фиг.3.

Устройство работает следующим образом. До начала измерений труп укладывается лицом вверх; раскрывают веки; на упругую поверхность неповрежденного глаза 12 в белочную область накладывается контактная головка измерительного преобразователя (фиг.2: 1 - щупы пьезопреобразователя, 2 - пьезопреобразователи, 3 - кабель отведения).

Контактная головка включает в себя пять преобразователей (ПП) 13-17 с щупами на концах (фиг.3) для контакта с белочной областью глаза, причем щуп 13, расположенный в центре, является источником поверхностных сдвиговых волн, а остальные 12-17, установленные по окружности на одинаковом расстоянии от первого, являются приемниками этих волн. Это обеспечивает пространственное и временное суммирование колебаний, что повышает чувствительность устройства, помехоустойчивость и достоверность измерений.

При нажатии кнопки «Пуск» схема разрешения счета (СРС) 11 через триггер (Т) 7 (фиг.3) дает разрешение счета импульсов счетчику (СЧ) 18 от одного из генераторов низких частот (ГНЧ) 5 или 6 (выбор генератора связан с наличием двух линейных участков измерений с разными углами наклона кривой (фиг.1, (0-А) и (А-В)). Хотя здесь фактически измеряется вязкость стекловидного тела, счет идет в единицах измерения давности наступления смерти. Переключение генератора (ГНЧ-1) 5 на генератор (ГНЧ-2) 6 посредством коммутатора (К) 9 производится по сигналу с выхода блока управления коммутацией (БУК) 19 при достижении счета заданного числа значений на втором выходе счетчика (СЧ) 18 (если давность наступления смерти превышает 8 часов (см. фиг.1)). С первого выхода счетчика 18 импульсы подаются на двоично-десятичный дешифратор (ДШ) 21 и на блок отображения информации, выполненный в виде четырехразрядного жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) 23 для индикации.

Одновременно с началом счета, с выхода генератора (ГНЧ-1) 5 последовательность импульсов подается на формирователь импульсного воздействия (ФИВ) 8, с выхода которого низкочастотные прямоугольные модулирующие импульсы поступают на один из входов смесителя (С) 10. На второй вход смесителя 10 подаются высокочастотные синусоидальные колебания от генератора высокой частоты (ГВЧ) 4. С выхода смесителя 10 высокочастотные импульсы прямоугольной формы подаются на вход центрального пьезопреобразователя (ПП) 13, являющегося источником поверхностных сдвиговых волн. Пьезопреобразователь 13 возбуждает сдвиговые колебания на поверхности белочной области исследуемого глазного яблока. Установленные по окружности на одинаковом расстоянии от пьезопреобразователя 13 пьезопреобразователи (ПП) 14-17 являются приемниками сдвиговых волн (см. фиг.2), преобразующими механические колебания в электрические колебания, поступающие далее на входы суммирующего усилителя (СУ) 20. Суммарный электрический сигнал с выхода суммирующего усилителя (СУ) 20 подается на вход интегратора (И) 22 и далее на триггер Шмитта (ТШ) 24, на выходе которого формируется импульс, передним фронтом которого посредством триггера (Т) 7 останавливается счет.

Экспериментальные исследования, проведенные на лабораторном макете, дали следующие результаты: 95% всех наблюдений с фактической давностью смерти до 24 часов уложились в границы, определенные в соответствии с графиком (фиг.1). При этом отклонения от фактического времени наступления смерти в интервале от 0 до 4 часов составили 22,8%; от 4 до 8 часов - 22,8%; в пределах от 8 до 12 часов - 19,3%; 12-16 часов - 29,8% и от 16 до 24 часов - 5,3%.

Источники информации

1. А.А.Ермилов. Судебно-медицинское значение некоторых посмертных изменений жидкости стекловидного тела глаза для определения давности наступления смерти. - Красноярск, 1973, - 174 с.

2. Акопян Б.В., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2005, - 224 с.

3. Фридман Ф.Е., Гундорова Р.А., Кодзов М.Б. Ультразвук в офтальмологии. - М.: Медицина, 1989, - 247 с.