Pośmiertne badania obrazowe z rekonstrukcją 3D nowa droga rozwoju klasycznej medycyny sądowej.pdf

ARCH. MED. SĄD. KRYM., 2009, LIX, 124-130 PRACE POGLĄDOWE

Krzysztof Woźniak, Artur Moskała, Andrzej Urbanik 1 , Paweł Kopacz, Małgorzata Kłys

Pośmiertne badania obrazowe z rekonstrukcją 3D: nowa droga

rozwoju klasycznej medycyny sądowej?

Postmortem imaging studies with data processing and 3D reconstruction:

a new path of development of classic forensic medicine?

Z Katedry Medycyny Sądowej UJ CM

Kierownik: prof. dr hab. n. med. M. Kłys

1 Z Katedry Radiologii UJ CM

Kierownik: prof. dr hab. med. A. Urbanik

Od lat procedury sądowo-lekarskiej sekcji zwłok nie

podlegają znacznym zmianom. Jednym z podstawo-

wych celów dokumentacji badania pośmiertnego jest

obiektywny zapis obrazu sekcyjnego, stwierdzanego

przez obducenta. Autorzy przedstawiają przegląd

technik pośmiertnego badania obrazowego, mają-

cych na celu nie tylko zobiektywizowanie obserwacji,

ale i poszerzenie uzyskiwanych danych. Ilustracją

do prezentowanych technik są obrazy z własnych

badań.

WSTęP

Procedury klasycznej sądowo-lekarskiej

sekcji zwłok na przestrzeni lat nie zostały w za-

sadniczym stopniu zmienione, a jedynie uzupeł-

niane były o dodatkowe techniki w konkretnych

przypadkach. Protokół sekcji zwłok, mający

umożliwić innemu specjaliście medycyny sądo-

wej obiektywne odtworzenie stanu, jaki widziały

oczy obducenta, jest praktycznie zawsze „ska-

żony” osobistym „piętnem” autora, wynikającym

choćby ze stosowania różnej nomenklatury do

określenia tych samych obserwacji. Stąd też

wynika nieustanne dążenie do obiektywizacji

dokonywanych obserwacji.

Najpopularniejszą techniką obiektywizującej

rejestracji zmian, stwierdzanych podczas sekcji

zwłok jest fotografia. Kwestia wykorzystania in-

nych zdobyczy współczesnej myśli technicznej

w medycynie sądowej nie znajduje ciągle zna-

czącego zainteresowania. Piśmiennictwo doty-

czące tego problemu jest stosunkowo ubogie.

Poświęcone temu zagadnieniu nieliczne pozycje

książkowe w znacznym zakresie dotyczą kla-

sycznych badań rentgenowskich [1].

Jednakże sytuacja powoli się zmienia, dzięki

inicjatywie, zapoczątkowanej w 2000 roku przez

zespół Instytutu Medycyny Sądowej w Bernie.

W wyniku współpracy pomiędzy szwajcarskimi

The techniques employed in „classic” forensic

autopsy have been virtually unchanged for many

years. One of the fundamental purposes of forensic

documentation is to register as objectively as

possible the changes found by forensic pathologists.

The authors present the review of techniques of

postmortem imaging studies, which aim not only

at increased objectivity of observations, but also at

extending the scope of the registered data. The paper

is illustrated by images originating from research

carried out by the authors.

Słowa kluczowe: sądowo-lekarska sekcja

zwłok, pośmiertne badania obrazowe, foto-

grametria, tomografia komputerowa

Key words: forensic autopsy, postmortem

imaging studies, photogrammetry, comput-

ed tomography

Nr 2 125

medykami sądowymi i radiologami rozpoczęto

badania celem podjęcia próby przewidzenia

wyników sekcji zwłok na podstawie badania

TK oraz ewentualnie dostarczenia tą metodą

dodatkowych informacji. W początkowej fazie

projektu zwłoki transportowano z zakładu medy-

cyny sądowej do klinicznego zakładu radiologii,

gdzie wykonywano badanie TK i MR. Od 2005

roku Instytut Medycyny Sądowej w Bernie został

wyposażony we własny aparat TK, co umożliwiło

wykonywanie badań w szerszym zakresie.

Wraz z poszerzającym się panelem badań

dodatkowych pojawiła się konieczność nadania

nazwy dla tego coraz większego projektu. Zde-

cydowano się wywieść go od pojęcia autopsji,

pochodzącego od dwóch słów z języka greckiego

„autos” – czyli sam, własny oraz „opsomei” – czyli

widzę. W interpretacji twórców nowego pojęcia

„autos” odnosiło się do subiektywnej oceny fak-

tów. Tak zatem, aby podkreślić obiektywny aspekt

badań, zastąpiono pierwszy człon pojęciem

„virtual”, które oznacza w tym miejscu „lepszy”,

„dokładniejszy”, a nie wirtualny, jako nierzeczywi-

sty. W ten sposób powstało chronione prawami

autorskimi pojęcie Virtopsy® [2]. W skład projektu

wchodzą następujące techniki badawcze:

• fotogrametria i laserowe skanowanie po-

wierzchni ciała,

• tomografia komputerowa,

• rezonans magnetyczny.

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie

przeglądu technik pośmiertnych badań obrazo-

wych, ilustrowanego materiałem własnym.

Ryc. 1. Fotogrametria: przygotowanie do serii zdjęć

fotograficznych ze znacznikami.

Fig. 1. Photogrammetry: indexing tags on the surface

of the body.

TECHNIKI POśMIERTNYCH BADAŃ

OBRAZOWYCH

Fotogrametria w połączeniu z laserowym

skanowaniem powierzchni ciała

Fotogrametria to technika obrazowania, zaj-

mująca się tworzeniem przestrzennych modeli

ze zdjęć dwuwymiarowych (ryc. 1-2). Te trój-

wymiarowe obrazy w połączeniu z modelem

uzyskanym przy pomocy laserowego skanera

powierzchni pozwalają na przestrzenną doku-

mentację obrażeń powłok, a także na próby

rekonstrukcji w zakresie mechanizmu ich po-

wstania. Zespół szwajcarski wykorzystał system

laserowy GOM TRITOP/ATOS III do skanowania

powierzchni ciała, w połączeniu z dedykowanym

dla sprzętu oprogramowaniem. Uzyskano wy-

niki akceptowane przez tamtejszy wymiar spra-

wiedliwości, jako część dokumentacji z badań

pośmiertnych [3].

Ryc. 2. Fotogrametria: rekonstrukcja 3D.

Fig. 2. Photogrammetry: 3D reconstruction.

Tomografia komputerowa

W 1895 roku Konrad Roentgen dokonał

odkrycia promieni X oraz stwierdził, że są one

w różnym stopniu pochłaniane przez różne sub-

stancje. Dało to początek współczesnej radio-

POśMIERTNE BADANIA OBRAZOWE Z REKONSTRUKCJĄ 3D

126 Nr 2

logii. W Polsce pierwsze zdjęcia rentgenowskie

wykonał w styczniu 1896 roku Karol Olszewski,

profesor chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Od tego czasu nastąpił dynamiczny rozwój

tych badań. Klasyczne badania rentgenowskie

są powszechne we współczesnej diagnostyce

klinicznej, a od dłuższego czasu wykorzystuje

się je także w badaniach pośmiertnych. Dotyczy

to przypadków, gdy mamy do czynienia np.

z koniecznością lokalizacji metalicznego ciała

obcego, czy też w przypadkach identyfikacji

zmarłych (np. stan uzębienia [4], zaopatrzenie

ortopedyczne, blizny kostne). Zakres oceny

radiograficznej ogranicza się do czterech grup

substancji: 1. płyny i tkanki miękkie, 2. tłuszcze,

3. gazy, 4. tkanka kostna. Poza tymi fizjologicz-

nymi grupami innym osłabianiem promieniowa-

nia cechują się np. ciała metaliczne.

Przełomem w wykorzystaniu promieniowania

X stała się tomografia komputerowa (TK), wpro-

wadzona do praktyki klinicznej w 1972 roku.

Szybko okazało się, że jest to technologia mogą-

ca zmienić obraz współczesnej diagnostyki. Wy-

razem tego była nagroda Nobla w 1979 roku dla

Hounsfield’a i Cormack’a, twórców pierwszego

tomografu komputerowego. Z czasem TK stała

się podstawowym narzędziem w diagnostyce

wielu schorzeń.

Ryc. 4. Rekonstrukcja 3D kośćca obręczy miednicz-

nej – fragmentacja miednicy zwłaszcza po prawej

stronie, fragmentacja rejonu krętarzy prawej kości

udowej.

Fig. 4. 3D reconstruction of the pelvic girdle – frag-

mentation of the pelvis, especially on the right, and

fragmentation of the proximal part of the right femur.

Tomografia komputerowa w badaniu po-

śmiertnym daje następujące możliwości:

• dokładnej analizy struktury kostnej pod

kątem ewentualnych obrażeń (złamań) [5],

cech osobniczych (ryc. 5), z późniejszą

ich poglądową graficzną rekonstrukcją 3D

[6], łatwiejszą do przyjęcia niż „klasyczne”

zdjęcia fotograficzne „krwawych” prepara-

tów z tkankami miękkimi czy kości uprzed-

nio wypreparowanych i wymacerowanych

(ryc. 3, 4),

• określenia przestrzeni zawierających gazy

(powietrze) [7, 8] (ryc. 6), co daje możli-

wość wykazania trudnych do weryfikacji

w klasycznej technice sekcji zwłok zmian

pourazowych prowadzących do zgonu

– np. zatoru powietrznego serca (ryc. 7)

albo też wskazania przebiegu kanałów ran,

np. w postrzałach z broni palnej, zwłaszcza

w przypadkach z uszkodzeniami struktur

kostnych,

• uwidocznienia poziomu płynów – np.

obecność krwi w jamach opłucnej (ryc.

8) czy płynu w zatokach obocznych nosa

w przypadkach utonięcia [9, 10] (ryc. 9),

• wykazania obecności ciał obcych czy

to pochodzenia chirurgicznego (ważne

Ryc. 3. Rekonstrukcja 3D kośćca klatki piersiowej

i obręczy barkowej – obustronne zwichnięcie stawów

ramiennych, złamanie lewego obojczyka.

Fig. 3. 3D reconstruction of the thorax and shoulder

rim – bilateral shoulder luxation and a fracture of the

left clavicle.

Krzysztof Woźniak

Nr 2 127

w przypadkach identyfikacji NN zwłok)

(ryc. 10), czy też pocisków bądź niewiel-

kich fragmentów metalu (np. odłamanej

końcówki noża – niezwykle trudnej, wręcz

niemożliwej do zlokalizowania podczas

klasycznego badania sekcyjnego),

Ryc. 7. Rekonstrukcja 3D – obecność powietrza w ja-

mach prawego przedsionka i prawej komory serca.

Fig. 7. 3D reconstruction of air spaces – presence

of air in the right atrium and the right ventricle of the

heart.

Ryc. 5. Rekonstrukcja 3D – zachowany szew czołowy.

Fig. 5. 3D reconstruction of the skull – the sutura

frontalis .

Ryc. 6. Rekonstrukcja 3D – obustronna odma pod-

skórna tułowia.

Fig. 6. 3D reconstruction of the trunk – bilateral

hypodermic emphysema.

Ryc. 8. Klatka piersiowa, projekcja poprzeczna (2D)

– prawostronna odma podskórna i opłucnej, obec-

ność znacznej objętości krwi w prawej jamie opłuc-

nej, stłuczenie prawego płuca z krwiakiem miąższu

płucnego.

Fig. 8. The thorax, transverse 2D projection –

hypodermic emphysema and pneumothorax on

the right, a high volume of blood in the right pleural

cavity, contusion of the right lung with interstitial

hematoma.

POśMIERTNE BADANIA OBRAZOWE Z REKONSTRUKCJĄ 3D

128 Nr 2

Ryc. 9. Głowa, projekcja poprzeczna (2D) – poziomy

płynów w zatokach obocznych nosa (szczękowych

i klinowej) w przypadku utonięcia.

Fig. 9. The head, transverse 2D projection – fluid in

the maxillary and sphenoid sinuses in the case of

drowning.

gę, że bez podania środka kontrastowego

zakres oceny jest ograniczony [11],

• zarejestrowania obrazu zwłok w stanie roz-

kładu gnilnego, w przypadkach, w których

normalne techniki otwarcia zwłok bezpo-

wrotnie niszczą jeszcze zachowaną przed

wydobyciem narządów wewnętrznych

strukturę [12],

• zastosowania badania TK w systemie

przesiewowym w przypadkach, gdy nie

ma ewidentnych wskazań do wykonania

sądowo-lekarskiej sekcji zwłok.

Dzięki wykorzystaniu mocy obliczeniowej, jaką

dysponują współczesne komputery, jest możliwe

tworzenie w krótkim czasie rekonstrukcji 3D na

podstawie danych obrazowych, uzyskanych

w czasie akwizycji TK. Pozwala to na przestrzenną

dokumentację obrażeń takich, jak np. złamania

kości. Fakt, że w przypadku badań pośmiertnych

nie ma ograniczenia w zakresie zastosowanej

dawki promieniowania, jak i czasu badania, po-

zwala na uzyskanie dużej liczby przekrojów, co

bezpośrednio przekłada się na wysokiej jakości re-

konstrukcje przestrzenne. Tak zebrane dane mogą

być przechowywane latami i ponownie oceniane,

przy uwzględnieniu potencjalnych nowych metod

obrazowania, jak i opracowania materiału [13].

Rezonans magnetyczny

Techniką, która przyniosła rewolucję w radio-

logii diagnostycznej był wprowadzony na po-

czątku lat 80. XX wieku rezonans magnetyczny

(MR). Stanowi on znakomite uzupełnienie tomo-

grafii komputerowej, gdyż pozwala na zobrazo-

wanie przede wszystkim zmian w obrębie tkanek

miękkich (lepsza rozdzielczość kontrastowa od

techniki TK), co wykorzystuje się np. w prezen-

tacji kanałów ran postrzałowych. W aspekcie

badań pośmiertnych ograniczeniem pozostaje

limitowany dostęp do tej techniki badania, ze

względu na jej wysokie koszty [14, 15].

Ryc. 10. Rekonstrukcja 3D – otwór po trepanacji

czaszki w przeszłości.

Fig. 10. 3D reconstruction of the skull – sings of pre-

vious trepanation.

Modyfikacją powyższych technik jest mikro-

-CT i mikro-MRI – tzw. „wirtualna histologia”

– zastosowanie najnowszych osiągnięć w dzie-

dzinie radiologii być może pozwoli w niedalekiej

przyszłości na wykonywanie badań obrazowych

pozwalających uzyskać obraz porównywalny

z obrazem spod mikroskopu w badaniu histo-

patologicznym. Ta technologia jest jednak cały

czas w fazie badań [16].

Trwają dodatkowo badania nad wykorzysta-

niem następujących technik:

• oceny tkanek miękkich, w tym narządów

miąższowych – zwrócić jednak należy uwa-

Krzysztof Woźniak

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: