3D-реконструкція смертельного падіння зі сходів: новий метод судової медицини

Інноваційний підхід до судово-медичної експертизи, що поєднує тривимірне документування з технологіями віртуальної реальності, дозволив дослідникам детально відтворити обставини смертельного падіння літнього чоловіка зі сходів. Дослідження, опубліковане в журналі Cureus, описує використання комплексного методу, що інтегрує дані посмертної комп'ютерної томографії (ПМКТ), зовнішнього фотографування тіла та місця події для створення високоточної тривимірної моделі.

Тривимірне документування стає все більш важливим інструментом у судово-медичних розслідуваннях, оскільки дозволяє точно фіксувати результати судово-медичного дослідження та звертатися до них у будь-який час. Особливо важливим є використання фотограмметрії — методу, що дозволяє реконструювати тривимірні моделі, поєднуючи множинні фотографії об'єкта, зроблені під різними кутами. Цей підхід набуває популярності завдяки своїй простоті, низькій вартості та можливості детально фіксувати поверхневі особливості без спеціалізованого обладнання.

У представленому випадку чоловік у віці за 70 років був знайдений непритомним біля підніжжя сходів у коридорі першого поверху житлового будинку неподалік від його помешкання. Незважаючи на проведені реанімаційні заходи, він помер приблизно через дві години після виявлення. Пацієнт мав в анамнезі аортокоронарне шунтування, заміну аортального клапана, імплантацію кардіостимулятора та цукровий діабет.

Перед розтином було проведено посмертну комп'ютерну томографію, яка виявила двосторонні переломи скроневих та потиличних кісток, пневмоцефалію, субарахноїдальний крововилив, інтравентрикулярну гематому, правосторонній пневмоторакс та множинні переломи ребер з обох сторін. Зовнішній огляд виявив численні садна та підшкірні крововиливи, переважно на дорсальній поверхні тіла, зокрема в потиличній ділянці, середньогрудному відділі хребта та крижовій ділянці.

Використовуючи програмне забезпечення OsiriX MD, дослідники створили тривимірні моделі шкіри та скелетних структур на основі даних КТ. Паралельно, за допомогою фотограмметрії, була створена поверхнева тривимірна модель тіла на основі 56 зображень, зроблених з різних кутів. Аналогічно, 3D-модель сходів була створена на основі 144 фотографій з місця події.

Особливо інноваційним в цьому дослідженні стало накладання тривимірних моделей, отриманих з різних джерел. Поверхнева модель тіла та КТ-моделі шкіри і кісток були суміщені з використанням спеціального програмного забезпечення CloudCompare. Точні алгоритми вирівнювання забезпечили високий ступінь просторової відповідності між моделями, з середньоквадратичною похибкою лише 0,0265.

Фінальним етапом стала візуалізація у віртуальній реальності за допомогою гарнітури MetaQuest 3. Для покращення наочності на тривимірній моделі кісток були позначені червоними сферами місця переломів, а модель шкіри була зроблена напівпрозорою. Отримана візуалізація чітко продемонструвала просторові співвідношення між краями сходів та травмами на поверхні тіла. Вертикальні відстані між абразіями в потиличній області, середньогрудному регіоні та крижовій ділянці точно відповідали глибині сходинок (32 см), що підтверджує механізм травмування внаслідок падіння.

Цей метод доводить, що комбіноване використання ПМКТ, поверхневих даних та реконструкції місця події, посилене імерсивною віртуальною реальністю, забезпечує інтуїтивне та просторово точне розуміння механізмів травмування відносно навколишнього середовища. Таке розуміння неможливо було б повністю досягти, використовуючи лише традиційне двовимірне документування.

Метод має значний потенціал як міждисциплінарний інструмент, що може подолати розрив між судовою медициною та іншими галузями, такими як юридична практика та медична освіта. Фотограмметрія, яка вимагає лише камери та програмного забезпечення, пропонує простий та економічно ефективний спосіб збереження тривимірної інформації без спеціалізованого обладнання.

Проте дослідники відзначають певні обмеження методу. Точне вирівнювання даних КТ та поверхневих тривимірних даних вимагає сканування поверхні з ідентичним положенням тіла, як при КТ-скануванні, що може бути неможливим у всіх умовах. Крім того, при наявності дорсальних травм необхідно модифікувати стандартну процедуру КТ-сканування з положення на спині до положення на животі, що додає складності процесу.

Дослідники також зазначають, що хоча підвищення реалізму тривимірної документації є вирішальним для збереження точності інформації, це може нести ризики. Як і у випадку з фотографіями розтину, надзвичайно реалістичні зображення можуть спричинити психологічні травми непрофесіоналам, таким як присяжні, потенційно ускладнюючи їх прийнятність як судових матеріалів.

У майбутньому дослідники планують використовувати методи нейронних радіаційних полів, які дозволяють реконструювати тривимірні структури з множинних фотографій та є особливо ефективними для візуалізації відбиваючих і прозорих поверхонь, традиційно складних для фотограмметрії. Інтеграція цих методів з даними ПМКТ для комплексної реконструкції місця події є перспективною для судово-медичних застосувань та обіцяє революціонізувати підходи до судово-медичних розслідувань.