Biomedical applications of Jones-matrix tomography to polycrystalline films of biological fluids

Algorithms for reconstruction of linear and circular birefringence-dichroism of optically thin anisotropic biological layers are presented. The technique of Jones-matrix tomography of polycrystalline films of biological fluids of various human organs has been developed and experimentally tested. The coordinate distributions of phase and amplitude anisotropy of bile films and synovial fluid taken from the knee joint are determined and statistically analyzed. Criteria (statistical moments of 3rd and 4th orders) of differential diagnostics of early stages of cholelithiasis and septic arthritis of the knee joint with excellent balanced accuracy were determined. Data on the diagnostic efficiency of the Jones-matrix tomography method for polycrystalline plasma (liver disease), urine (albuminuria) and cytological smears (cervical cancer) are presented

Forensic-medical regularities’ classification aspects

В работе рассмотрены некоторые основания классификации систем судебно-медицинских детерминаций. Изложена схема согласованности причины и системы на примере причинно-следственной связи между механическим действием предмета на организм и образованием телесного повреждения.Some of forensic-medical regularities’ classification grounds are discussed in this article. Scheme of cause and system congruence on example of causative connection between mechanical effect of the object on the organism and forming of bodily harm is represented

History of development and up-to-date tendency

The article examines the historical information regarding the use of dermatoglyphics during the identifcation of an unknown person. Outlined by new perspectives of using modern developments in the feld of forensic criminology in studying skin patterns and the development of diagnostic algorithms common phenotypic traits of man

New opportunities in laboratory diagnostics of shot products by their x-ray fluorescence spectral element analysis.

Background. Optical Spectroscopic techniques widely used in practice despite the high sensitivity and wide range of studied chemical elements have the drawbacks, such as sample preparation, which is possible only in case of destruction of the investigated object. Non-destructive method to investigate the elemental composition of metal layers and other products of the shot is X-ray fluorescence spectral analysis, but the knowledge about the possibilities of modern equipment is incomplete. Objective. Identify chemical elements in damage simulator clothes at experimental shots from firearms through X-ray fluorescence spectral element analysis using a spectrometer «M4 TORNADO» manufactured by Bruker. Methods. The object of study was damaged clothe (patches of leather of jacket). Micro X-ray fluorescence spectral element analysis with a spectrometer «M4 TORNADO» manufactured by Bruker (Germany) was applied. Results. Use of technical capabilities and software spectrometer «M4 TORNADO» provides new opportunities for laboratory diagnosis of various chemical elements in the tissues of biological and non-biological origin, including shot products through micro X-ray fluorescence spectral element analysis. Its advantages over similar methods are the possibility of mapping the topography as common maps of elements, maps for individual elements and their combinations. Analyzing the distribution pattern of elements on maps researcher has an opportunity to interpret the character of layers and background concentrations of the elements by their intensity. Conclusion. Tested equipment and program software opens new opportunities for laboratory diagnostics of shot products by their X-ray fluorescence spectral element analysis

Нові можливості лабораторної діагностики продуктів пострілу шляхом проведення мікрорентгенофлуоресцентного спектрального елементного аналізу

Background. Optical Spectroscopic techniques widely used in practice despite the high sensitivity and wide range of studied chemical elements have the drawbacks, such as sample preparation, which is possible only in case of destruction of the investigated object. Non-destructive method to investigate the elemental composition of metal layers and other products of the shot is X-ray fluorescence spectral analysis, but the knowledge about the possibilities of modern equipment is incomplete. Objective. Identify chemical elements in damage simulator clothes at experimental shots from firearms through X-ray fluorescence spectral element analysis using a spectrometer «M4 TORNADO» manufactured by Bruker. Methods. The object of study was damaged clothe (patches of leather of jacket). Micro X-ray fluorescence spectral element analysis with a spectrometer «M4 TORNADO» manufactured by Bruker (Germany) was applied. Results. Use of technical capabilities and software spectrometer «M4 TORNADO» provides new opportunities for laboratory diagnosis of various chemical elements in the tissues of biological and non-biological origin, including shot products through micro X-ray fluorescence spectral element analysis. Its advantages over similar methods are the possibility of mapping the topography as common maps of elements, maps for individual elements and their combinations. Analyzing the distribution pattern of elements on maps researcher has an opportunity to interpret the character of layers and background concentrations of the elements by their intensity. Conclusion. Tested equipment and program software opens new opportunities for laboratory diagnostics of shot products by their X-ray fluorescence spectral element analysis.На основе использования спектрометра «M4 TORNADO» обнаружены новые возможности лабораторной диагностики продуктов выстрела путем проведения микрорентгеновского флуоресцентного спектрального элементного анализа. Его преимущества с аналогичными методами заключаются в возможности создания карт топографии, как общих карт элементов, так и отдельных элементов и их комбинаций. Наличие 10× и 100× кратных объективов предоставляет возможность проведения прицельного «микроскопического» исследования части выбранного участка за топографией элементов на карте.На основі використання спектрометру «M4 TORNADO» виявлені нові можливості лабораторної діагностики продуктів пострілу шляхом проведення мікрорентгенівського флуоресцентного спектрального елементного аналізу. Його переваги з аналогічними методами полягають у можливості створення карт топографії як загальних карт елементів, так і окремих елементів та їх комбінацій. Наявність 10× та 100× кратних об’єктивів надає можливість проведення прицільного «мікроскопічного» дослідження частини обраної ділянки за топографією елементів на карті

X-ray fluorescent spectral analysis in forensic medical assessment of injuries caused by electric shock devices

Introduction and purpose. Electroshock devices are a type of non-lethal weapon and are widely used. The systematized data concerning the forensic medical assessment of injuries caused by electric shock devices are extremely limited. The purpose of the study was to increase the efficiency of forensic assessment of injuries caused by electroshock devices by using the methods of elemental analysis, namely, X-ray fluorescence spectral analysis. Methods. During the experiment, the electric discharges were applied to the skin flaps using electric shock devices under two conditions, namely, in close contact of the ESD electrodes with the skin and from a distance of 3-5 mm. A macroscopic study of skin changes obtained due to the electric impact of electric shock devices was carried out, as well as X-ray fluorescence spectral analysis to establish qualitative and quantitative indicators of the chemical elemental composition of the studied objects. Results. It was found that under the condition of causing damage from a distance the formation of macroscopically visible changes resembling the typical electric burn was observed. No increase in the concentration of chemical elements (metals) is determined in all samples of biological material after the impact of electric discharges of ESD in this condition. Under the condition of close contact of the electrodes of electric shock devices with the surface of the skin no macroscopically distinguishable lesions were found on the skin. The XRF spectral analysis revealed metal deposits in the areas of skin flaps that were subject to ESD. Conclusion. The XRF spectral analysis can be useful tool for objective confirmation of the action of electroshock devices.</pre

Морфологічне обґрунтування утворення пасочку осаднення навколо країв вхідної вогнепальної рани з урахуванням положень теоретичної механіки.

Background. According to most authors, the mud pies abrasion with gunshot damage is a destroyed epidermis at the edges of the skin defect, which forms the ball onto the path of penetration in the thickness of the layers of the skin and body tissue. Therefore, no complete explanation of the stages and mechanism of formation of the abrasion ring around the edges of the skin defect at the entrance gunshot gunshot wound in contact with the projectile at right angles. Objective. The objects of the study were entrance gunshot wounds, which were formed as a result of shots with bullets of 9 mm caliber, obtained from archival material of the Bureau of forensic medical examination and experimentally obtained gunshot injuries of blocks of sculptural plasticine 9 mm with elastic spherical shells. Methods. Research methods were applied: morphological, medical-criminalistic, visual, analytical and comparative. Data of theoretical mechanics were used to estimate the mechanics of skin destruction. Results. In the study of entrance gunshot wounds, which were formed when a bullet hit the body at a right angle, around its defect was found abrasions in the form of a zone irregular rounded shape, with the bottom of a brownish-brown color. That is, the area of the skin that corresponded to the localization of the abrasion was represented by the naked surface of the dermis, with no reduction in the thickness of the dermis itself. In experimental shots in blocks of sculpted clay elastic shells of spherical shape with a distance of 2 m were formed damage incorrectly rounded in shape, had deepened the crater bottom, with depths ranging from 22.0 mm to end-to-end damage to the block of clay. In not injuries through the clay, formed of the cavity criterion forms on the inner surface was discovered prints bullet round shape. The edges of the walls of the cavity had a thinned appearance, were turned outwards, radially oriented breaks of plasticine were determined at their edges, due to which the damage as a whole took the form of a "crown". In the future, the stages of formation of damage to the block of plasticine, which was formed from the action of an elastic spherical projectile, were considered from the standpoint of theoretical mechanics. Conclusion. The formation of the abrasion perimeter is not associated with mechanical contact interaction (friction) of the lateral surface of the bullet and the skin, and its formation is a consequence of the detachment of the epidermis along the edge of the skin defect of the entrance gunshot wounds, due to the complex shock-wave process, which in the initial stages includes the formation of a temporary cavity in the form of a funnel and the further spread of surface Rayleigh waves, accompanied by a detachment of the epidermis.Путем исследования морфологических особенностей входных огнестрельных ран, которые образовались в результате выстрелов пулями калибра 9 мм, и экспериментальных повреждений блоков пластилина, причиненных 9-мм эластичными пулями сферической формы, с учетом положений теоретической механики и высокоскоростного удара, дано обоснование механизма формирования пояска осаднения вокруг краев дефекта кожи указанных ран. Установлено, что образование пояска осаднения не связано с механическим контактным взаимодействием (трением) боковой поверхности пули и кожного покрова, а его образование является следствием отслойки эпидермиса по краю дефекта кожи входных огнестрельных ран, обусловленного сложным ударно-волновым процессом, который на начальных этапах включает формирование временной полости в виде воронки и дальнейшее распространение поверхностных волн Рэлея, сопровождающиеся отслойкой эпидермиса.Шляхом дослідження морфологічних особливостей вхідних вогнепальних ран, що утворились внаслідок пострілів кулями калібру 9 мм, та експериментальних пошкоджень блоків пластиліну, заподіяних 9 мм еластичними кулями сферичної форми, з урахуванням положень теоретичної механіки та високошвидкісного удару, надане обгрунтування механізму формування пасочку осаднення, навколо країв дефекту шкіри вказаних ран. Встановлено, що утворення пасочку осаднення не пов'язане з механічною контактною взаємодією (тертям) бічної поверхні кулі і шкірного покриву, а його утворення є наслідком відшарування епідермісу по краю дефекту шкіри вхідних вогнепальних ран, зумовленого складним ударно-хвильовим процесом, який на початкових етапах включає формування тимчасової порожнини у вигляді лійки та подальше поширення поверхневих хвиль Релея, що супроводжуються відшаруванням епідермісу

Legal and legislative study of biological objects be withdrawn from human corpse for scientific research in anatomy, histology, cytology.

Based on the analysis of changes in the new edition of the Criminal Procedural Code of Ukraine (2012) in combination with other applicable regulations, applicable to the forensics and legal status of the person who died, reasonable legal and legislative capabilities withdrawal (registration) parts of the body, organs and tissues, blood or other biological materials for scientific research in human anatomy, histology and cytology

Морфологічне обґрунтування утворення пасочку осаднення навколо країв вхідної вогнепальної рани з урахуванням положень теоретичної механіки.

Шляхом дослідження морфологічних особливостей вхідних вогнепальних ран, що утворились внаслідок пострілів кулями калібру 9 мм, та експериментальних пошкоджень блоків пластиліну, заподіяних 9 мм еластичними кулями сферичної форми, з урахуванням положень теоретичної механіки та високошвидкісного удару, надане обгрунтування механізму формування пасочку осаднення, навколо країв дефекту шкіри вказаних ран. Встановлено, що утворення пасочку осаднення не пов'язане з механічною контактною взаємодією (тертям) бічної поверхні кулі і шкірного покриву, а його утворення є наслідком відшарування епідермісу по краю дефекту шкіри вхідних вогнепальних ран, зумовленого складним ударно-хвильовим процесом, який на початкових етапах включає формування тимчасової порожнини у вигляді лійки та подальше поширення поверхневих хвиль Релея, що супроводжуються відшаруванням епідермісу

Морфологічні особливості ушкоджень шкіри, спричинених контактними електрошоковими пристроями за різних умов

Background. Electroshock devices are a type of non-lethal weapon and are widely used, including law enforcement as a special weapon. At the same time, the systematized data concerning the forensic medical assessment of injuries caused by electric shock devices are extremely limited, which makes it advisable to study injuries of this nature. Objective. Study of macroscopic and microscopic changes on biological material resulting from the electric impact of electroshock devices in the condition of close contact electrodes with skin and from a distance, as well as through various fabric materials of closing. An object of this study are morphological changes in the skin resulting from the electric discharges of electroshock weapon. Methods. During the experiment, the electric discharges were applied to the skin flaps using electric shock devices. The duration of electrical discharges was 5-8 seconds. A macroscopic study of skin changes obtained due to the electric impact of electric shock devices was carried out, as well as a study of microscopic skin changes after standard staining with hematoxylin and eosin. Results. It was found that under the condition of close contact of the electrodes of electric shock devices with the surface of the skin, with a discharge duration of 5-8 seconds, no macroscopically distinguishable lesions were found on the skin. Microscopic examination revealed minor changes. Under the condition of causing damage from a distance of about 0.5-1 cm, which was accompanied with the passage of a spark discharge between the electrodes and the skin, the formation of macroscopically visible changes resembling the typical electric burn was observed. A similar pattern was observed when damage was applied through layers of fabric (cotton, linen, polyester), but the electric impact through different fabric demonstrate some differences in the morphology of skin lesions. Microscopic examination in skin tissues revealed pronounced changes inherent to thermal and electrical injuries. Conclusion. Differences in the morphological manifestations of skin lesions can be used in the practice of forensic medicine for determination of the usage conditions of electroshock devices.Актуальность. Электрошоковые устройства являются разновидностью оружия нелетального действия и широко используются в том числе сотрудниками силовых структур как спецсредство. Вместе с этим, систематизированные данные, касающиеся судебно-медицинской оценки повреждений, причиняемых электрошоковыми устройствами, крайне ограниченны, что обуславливает целесообразность изучения повреждений такого характера. Цель. Исследование макроскопических и микроскопических изменений на биологическом материале, возникших вследствие действия электрошоковых устройств, при условии плотного контакта и с дистанции, а также через различные материалы ткани одежды. Объект исследования: морфологические изменения в коже, возникающие вследствие действия электрических разрядов электрошоковых устройств. Методы. В ходе эксперимента наносились повреждения (электрические разряды длительностью 5-8 секунд) электрошоковыми устройствами на кожных лоскутах. Проводилось макроскопическое изучение полученных вследствие воздействий электрошоковыми устройствами изменений кожи с фотографированием, а также изучение микроскопических изменений кожи после стандартного окрашивания гематоксилином и эозином. Результат. Установлено, что при условии плотного контакта электродов электрошоковых устройств с кожей, при длительности разряда 5-8 секунд, макроскопически различимых повреждений на коже обнаружено не было. При микроскопическом исследовании были выявлены незначительные изменения. При условии нанесения повреждения с расстояния около 0,5-1см, что сопровождалось прохождением искрового разряда между электродами и кожей, а также при нанесении повреждений через слои ткани (хлопок, лен, полиэстер) наблюдалось образование макроскопически видимых изменений, свойственных для электрометки. Действие электрического разряда через различные ткани сопровождалось некоторыми отличиями в морфологии повреждений кожи. При микроскопическом исследовании в тканях кожи определялись выраженные изменения характерные для термического и электрического воздействия. Выводы. Различия в морфологических проявлениях повреждений кожи могут быть использованы в практике судебно-медицинской экспертизы для определения условий действия электрошоковых устройств.Актуальність. Електрошокові пристрої є різновидом нелетальної зброї та широко застосовуються в тому числі й працівниками силових відомств, як спецзасіб. Разом з тим систематизовані дані, що стосуються судово-медичної оцінки ушкоджень, спричинених електрошоковими пристроями є вкрай обмеженими, що зумовлює доцільність вивчення ушкоджень такого характеру. Мета. Дослідження макросокопічних та мікроскопічних змін на біологічному матеріалі, що виникли внаслідок дії електрошокових пристроїв за умови щільного контакту та з дистанції, а також через різні матеріали тканини одягу. Об'єкт дослідження: морфологічні зміни в шкірі, що виникають внаслідок дії електричних розрядів електрошокових пристроїв. Методи. В ході експерименту наносились ушкодження (електричні розряди тривалістю 5-8 секунд) електрошоковими пристроями на клаптях шкіри. Проводилось макроскопічне вивчення отриманих внаслідок дії електрошокових пристроїв змін шкіри з фотографуванням, а також вивчення мікроскопічних змін шкіри після стандартного забарвлення гематоксиліном та еозином. Результат. Встановлено, що за умови щільного контакту електродів електрошокових пристроїв зі шкірою, при тривалості розряду 5-8 секунд, макроскопічно видимих ушкоджень на шкірі виявлено не було. При мікроскопічному дослідженні були виявлені незначні зміни. За умов нанесення ушкоджень з дистанції близько 0,5-1см, що супроводжувалось проходженням іскрового розряду між електродами та шкірою, а також при нанесенні ушкоджень через шари тканин (бавовна, льон, поліестер) спостерігалось виникнення змін шкіри, загалом властивих електромітці. Дія електричного розряду через різні тканини супроводжувалась певними відмінностями в морфології ушкоджень шкіри. При мікроскопічному вивченні шкіри визначались виражені зміни, характерні для термічного та електричного впливу. Висновки. Певні відмінності у морфологічних проявах ушкоджень шкіри можуть бути використані в практиці судово-медичної експертизи для встановлення умов дії електрошокових пристроїв