3D-моделювання експериментального ранового каналу, спричиненого колюче-ріжучим засобом з двобічною заточкою леза
DOI:
https://doi.org/10.24061/2707-8728.2.2021.9Ключові слова:
гострий травмуючий засіб з двобічною заточкою леза, тривимірне просторове моделювання, судова медицинаАнотація
У цій роботі досліджені можливості застосування сучасних методів 3D-моделювання для діагностики колюче-ріжучого знаряддя травми з двобічною заточкою леза. Показано, як змодельований елемент ранового каналу можна надрукувати на 3D-принтері та передати судово-слідчим органам для підвищення ефективності й об’єктивності пошуку знаряддя травми.
Мета роботи. Застосування методу фотограмметрії з подальшим створенням 3D-моделей ранового каналу, утвореного колюче-ріжучим засобом з двобічною заточкою леза, для наступного дослідження його морфологічних особливостей та отримання лінійних розмірів з високою точністю в графічному інтерфейсі «3DsMax».
Матеріали та методи. Були відтворені п’ятнадцять експериментальних ранових каналів за допомогою альгінатної відбиткової маси з гумоподібним ефектом «Hydrogum 5» (фірма «Zhermack», Італія), що швидко твердне, після полімеризації залишається еластичною, дозволяє отримувати відбитки з надзвичайно гладенькою поверхнею, найбільш точно зберігає та відтворює властивості зануреного в неї клинка досліджуваного ножа. Для нанесення експериментального пошкодження використовували колюче-ріжучий засіб – ніж з двобічною заточкою леза, довжиною клинка 6,16 см, шириною біля основи клинка 2,6 см, товщиною леза в середній його частині 0,3 см. Вказані розміри колюче-ріжучого знаряддя були отримані за допомогою штангенциркуля з похибкою ±0,03-0,15 см. Утворений рановий канал ділили на фрагменти з кроком близько 3,5 см. Кожен фрагмент ранового каналу контрастували барвником (1 % спиртовий розчин діамантового зеленого).
Ці фрагменти ранового каналу відкривали паралельно до його довжини та поміщали на обертальний столик, що знаходився у світловому кубі для забезпечення достатнього освітлення, та проводили фотографування. Для нього використовували цифрову камеру марки SONY RX 10 II. На об’єкт знімання ставили порядковий номер і фрагмент масштабної лінійки довжиною 1,0 см для проведення подальшого калібрування масштабу та контролю розмірів досліджуваного об’єкта в комп’ютерних програмах. Отримані фотографії у форматі JPEG завантажували в комп’ютерну програму «Agisoft Photoscan», в якій створювали 3D-текстуровані моделі фрагмента ранового каналу. Отриману модель і текстуру експортували у форматі «OBJ». Після чого здійснювали переміщення отриманих 3D-моделей у графічний простір програми «3DsMax» для калібрування масштабу моделі, в графічному редакторі проводили реконструкцію ранового каналу за допомогою 3D-моделей його фрагментів.
Результати. Для зіставлення відмінностей класичних і новітніх методик досліджень вимірювання лінійних розмірів ушкоджень спочатку проводили за допомогою лінійки. За такої умови отримали глибину ранового каналу, що складається з декількох фрагментів, згідно з методикою вимірювання глибини ранового каналу в тілі трупа шляхом складання його окремих частин відповідно до занурення та проходження леза в тілі потерпілого (в шкірі, підшкірній клітковині з м’язами, стінці порожнини та в ній самій, внутрішньому органі й інших анатомічних утвореннях). Аналогічним чином на різних рівнях занурення були зафіксовані ширина та довжина ранового каналу, що є важливими діагностичними складовими під час проведення судово-медичної експертизи у випадках колото-різаних ушкоджень.
На наступному етапі проведеного дослідження ми отримували лінійні розміри ушкоджень з 3D-моделей, використовуючи графічний інтерфейс «3DsMax». У цьому випадку вказана комп’ютерна програма дозволила одержати описані нами розміри зі значно вищою точністю, а саме до 0,001 см.
Висновок. Отримані результати досліджень свідчать про високу інформативність методів тривимірної ідентифікації травмуючого колюче-ріжучого знаряддя шляхом просторової реконструкції фрагментів ранового каналу, що забезпечує високий рівень точності у вирішенні прикладних завдань сучасної судово-медичної практики та криміналістики. Цей метод із застосуванням середовища «3DsMax» дозволяє проводити ретроспективну діагностику фрагментів ранового каналу з подальшим зіставленням з імовірним знаряддям травми.
Посилання
Bostanci E. 3D Reconstruction of Crime Scenes and Design Considerations for an Interactive Investigation Tool. International Journal of Information Security Science [Internet]. 2015 Dec [cited 2021 Oct 11];4(2):1-9. Available from: https://arxiv.org/pdf/1512.03156.pdf
Schofield D, Fowle K. Technology Corner: Visualising Forensic Data: Evidence Guidelines (Part 2). Journal of Digital Forensics, Security and Law. 2013;8(2):93-114. doi: 10.15394/jdfsl.2013.1145
Errickson D, Fawcett H, Thompson TJU, Campbell A. The effect of different imaging techniques for the visualisation of evidence in court on jury comprehension. Int J Legal Med. 2020;134(4):1451-5. doi: 10.1007/s00414-019-02221-y
Carew RM, Morgan RM, Rando C. A Preliminary Investigation into the Accuracy of 3D Modeling and 3D Printing in Forensic Anthropology Evidence Reconstruction. J Forensic Sci. 2019;64(2):342-52. doi: 10.1111/1556-4029.13917
Шакирьянова ЮП. Применение трехмерных объектов для консультативно-диагностической помощи в режиме «реального времени». Вестник судебной медицины. 2017;6(4):49-51.
de Bakker BS, Soerdjbalie-Maikoe V, de Bakker HM. The use of 3D-CT in weapon caused impression fractures of the skull, from a forensic radiological point of view. Journal of Forensic Radiology and Imaging. 2013;(1)4:176-9. doi: 10.1016/j.jofri.2013.07.005
Baier W, Warnett JM, Payne M, Williams MA. Introducing 3D Printed Models as Demonstrative Evidence at Criminal Trials. J Forensic Sci. 2018;63(4):1298-302. doi: 10.1111/1556-4029.13700
Woźniak K, Rzepecka-Woźniak E, Moskała A, Pohl J, Latacz K, Dybała B. Weapon identification using antemortem computed tomography with virtual 3D and rapid prototype modelling – a report in a case of blunt force head injury. Forensic Sci Int [Internet]. 2012 Oct [cited 2021 Oct 11];222(1-3):e29-32. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0379073812002976?via%3Dihub doi: 10.1016/j.forsciint.2012.06.012
Jani G, Johnson A, Marques J, Franco A. Three-dimensional (3D) printing in forensic science – An emerging technology in India. Annals of 3D Printed Medicine [Internet]. 2021 Mar [cited 2021 Oct 11];1:100006. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666964121000011?via%3Dihub doi: 10.1016/j.stlm.2021.100006
Кишкан ПЯ, Савка ІГ, Марчук ВО. Використання методів 3D моделювання при проведенні експертизи гострої травми серця. Судово-медична експертиза. 2020;(1):78-88. doi: 10.24061/2707-8728.1.2020.10
Kyshkan PYa, Savka IH. Practical value of 3D modeling method of experimental wound channel during forensic examination of stab wound. Med Sci [Internet]. 2021 Apr [cited 2021 Oct 11];25(110):907-16. Available from: http://www.discoveryjournals.org/medicalscience/current_issue/v25/n110/A19.pdf
Кишкан ПЯ, Савка ІГ, Кишкан ІГ, винахідники; Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», патентовласник. Спосіб 3D-реконструкції ранового каналу, утвореного колюче-ріжучим знаряддям травми. Патент України № 145645. 2020 Гру 28.
Савка ІГ, Кишкан ПЯ, Кишкан ІГ, винахідники; Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», патентовласник. Спосіб 3D реконструкції колюче-ріжучого знаряддя травми за рановим каналом. Патент України № 145647. 2020 Гру 28.
Кишкан ПЯ, Савка ІГ, винахідники; Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», патентовласник. Спосіб встановлення відповідності ранового каналу, утвореного колючо-ріжучим предметом, знаряддю травми з використанням методів 3D-моделювання. Патент України № 145646. 2020 Гру 28.
References
Bostanci E. 3D Reconstruction of Crime Scenes and Design Considerations for an Interactive Investigation Tool. International Journal of Information Security Science [Internet]. 2015 Dec [cited 2021 Oct 11];4(2):1-9. Available from: https://arxiv.org/pdf/1512.03156.pdf
Schofield D, Fowle K. Technology Corner: Visualising Forensic Data: Evidence Guidelines (Part 2). Journal of Digital Forensics, Security and Law. 2013;8(2):93-114. doi: 10.15394/jdfsl.2013.1145
Errickson D, Fawcett H, Thompson TJU, Campbell A. The effect of different imaging techniques for the visualisation of evidence in court on jury comprehension. Int J Legal Med. 2020;134(4):1451-5. doi: 10.1007/s00414-019-02221-y
Carew RM, Morgan RM, Rando C. A Preliminary Investigation into the Accuracy of 3D Modeling and 3D Printing in Forensic Anthropology Evidence Reconstruction. J Forensic Sci. 2019;64(2):342-52. doi: 10.1111/1556-4029.13917
Shakir'yanova YuP. Primenenie trekhmernykh ob"ektov dlya konsul'tativno-diagnosticheskoy pomoshchi v rezhime "real'nogo vremeni" [Application of three-dimensional objects for advisory-diagnostic assistance in the "real time" mode]. Vestnik sudebnoy meditsiny. 2017;6(4):49-51. (in Russian)
de Bakker BS, Soerdjbalie-Maikoe V, de Bakker HM. The use of 3D-CT in weapon caused impression fractures of the skull, from a forensic radiological point of view. Journal of Forensic Radiology and Imaging. 2013;(1)4:176-9. doi: 10.1016/j.jofri.2013.07.005
Baier W, Warnett JM, Payne M, Williams MA. Introducing 3D Printed Models as Demonstrative Evidence at Criminal Trials. J Forensic Sci. 2018;63(4):1298-302. doi: 10.1111/1556-4029.13700
Woźniak K, Rzepecka-Woźniak E, Moskała A, Pohl J, Latacz K, Dybała B. Weapon identification using antemortem computed tomography with virtual 3D and rapid prototype modelling – a report in a case of blunt force head injury. Forensic Sci Int [Internet]. 2012 Oct [cited 2021 Oct 11];222(1-3):e29-32. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0379073812002976?via%3Dihub doi: 10.1016/j.forsciint.2012.06.012
Jani G, Johnson A, Marques J, Franco A. Three-dimensional (3D) printing in forensic science – An emerging technology in India. Annals of 3D Printed Medicine [Internet]. 2021 Mar [cited 2021 Oct 11];1:100006. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2666964121000011?via%3Dihub doi: 10.1016/j.stlm.2021.100006
Kyshkan PIa, Savka IH, Marchuk VO. Vykorystannia metodiv 3D modeliuvannia pry provedenni ekspertyzy hostroi travmy sertsia [Using 3D-modelling methods during acute heart injury examination]. Sudovo-medychna ekspertyza. 2020;(1):78-88. doi: 10.24061/2707-8728.1.2020.10 (in Ukrainian)
Kyshkan PYa, Savka IH. Practical value of 3D modeling method of experimental wound channel during forensic examination of stab wound. Med Sci [Internet]. 2021 Apr [cited 2021 Oct 11];25(110):907-16. Available from: http://www.discoveryjournals.org/medicalscience/current_issue/v25/n110/A19.pdf
Kyshkan PIa, Savka IH, Kyshkan IH, vynakhidnyky; Vyschyi derzhavnyi navchal'nyi zaklad Ukrainy "Bukovyns'kyi derzhavnyi medychnyi universytet", patentovlasnyk. Sposib 3D-rekonstruktsii ranovoho kanalu, utvorenoho koliuche-rizhuchym znariaddiam travmy [Method of 3D-reconstruction of wound wound formed by prickly-cutting tool of injury]. Patent Ukrainy № 145645. 2020 Hru 28. (in Ukrainian)
Savka IH, Kyshkan PIa, Kyshkan IH, vynakhidnyky; Vyschyi derzhavnyi navchal'nyi zaklad Ukrainy "Bukovyns'kyi derzhavnyi medychnyi universytet", patentovlasnyk. Sposib 3D rekonstruktsii koliuche-rizhuchoho znariaddia travmy za ranovym kanalom [Method of 3D reconstruction of prickly-cutting tool of injury on wound wound]. Patent Ukrainy № 145647. 2020 Hru 28. (in Ukrainian)
Kyshkan PIa, Savka IH, vynakhidnyky; Vyschyi derzhavnyi navchal'nyi zaklad Ukrainy "Bukovyns'kyi derzhavnyi medychnyi universytet", patentovlasnyk. Sposib vstanovlennia vidpovidnosti ranovoho kanalu, utvorenoho koliucho-rizhuchym predmetom, znariaddiu travmy z vykorystanniam metodiv 3D-modeliuvannia [Method of establishing conformity of wound canal formed by prickly-cutting object with trauma tool using 3D-modeling methods]. Patent Ukrainy № 145646. 2020 Hru 28. (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
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 вкладу в концепцію і дизайн, отримання 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 прийнятий, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленого рукопису в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за підтвердження 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 представленого рукопису.
