- •Введение
- •1.2. Патоморфологические изменения в миокарде при ушибах сердца
- •1.3. Экспериментальные исследования ушибов сердца
- •Общая характеристика материалов и методов исследования
- •3.1. Характеристика этапов экспериментального моделирования ушибов сердца
- •3.2. Электрокардиографическая регистрация и оценка изменений деятельности сердца
- •Патоморфология миокарда у погибших от множественной и сочетанной травмы, сопровождающейся повреждениями грудной клетки и ушибом сердца
- •4.3. Состояние гемодинамики, патоморфологические изменения миокарда и их анализ
- •Патоморфология миокарда у погибших от закрытой тупой травмы грудной клетки, сопровождающейся изолированным ушибом сердца
- •5.1. Характеристика случаев смерти при закрытой тупой травме грудной клетки
- •Патоморфология миокарда в случаях скоропостижной смерти от ишемической болезни сердца
- •6.3. Гемодинамические изменения в миокарде
- •6.4. Патоморфологические изменения миокарда
- •Патоморфологическая диагностика основной причины смерти при изолированных ушибах сердца и ишемической болезни сердца
- •Заключение
- •Список литературы
20
Глава 2
Общая характеристика материалов и методов исследования
Медико-биологические исследования в основном проводятся с объектами и явлениями, ко- торые характеризуются многокомпонентностью и многофакторностью. Это, несомненно, предъяв- ляет определенные требования к объективности и достоверности полученных результатов [Автан- дилов Г.Г., 1990]. В данной работе с целью комплексного решения поставленных задач мы осно- вывались на рациональном использовании, с одной стороны, качественного и количественного анализа морфологических данных, с другой — общепринятых и специальных морфологических методов исследования материала, которые позволили бы применить достигнутые результаты в по- вседневной практической экспертной деятельности.
Проведено 50 экспериментальных исследований по моделированию ушибов сердца на жи- вотных, которые составили 1-ю группу наблюдений.
Используемый в работе практический судебно-медицинский секционный материал получен
втанатологическом отделе Новосибирского областного бюро судебно-медицинской экспертизы за период 1998-2000 гг. от погибших в результате изолированной и сочетанной видов травм, сопро- вождающихся повреждениями сердца, и умерших скоропостижно от ишемической болезни сердца (ИБС). Всего исследовано 114 трупов лиц обоего пола в возрасте от 18 до 65 лет.
В57 случаях наблюдались сочетанные и множественные повреждения тела, сопровождаю- щиеся тупой травмой грудной клетки с повреждением сердца (СУС), возникшие при различных видах транспортных происшествий, падении пострадавших с большой высоты. Эти исследования составили 2-ю группу наблюдений.
В23 рассмотренных случаях причиной смерти послужили изолированные ушибы сердца (ИУС), возникшие при ударных травматических воздействиях тупыми твердыми предметами с ог- раниченной поверхностью соударения (кулаками либо обутыми ногами) по передней поверхности грудной клетки в проекции сердца. Эти случаи составили 3-ю группу наблюдений.
Скоропостижно умершие от ишемической болезни сердца (34 случая), вошедшие в 4-ю группу, исследованы с целью определения дифференциально-диагностического значения измене- ний кардиомиоцитов.
Верификация причин смерти проводилась в полном соответствии с международной класси- фикацией болезней X пересмотра. С целью единого унифицированного подхода, исключающего артефакцию вследствие начавшегося аутолиза, давность смерти во всех исследованных случаях не превышала 24 ч.
Распределение количественных показателей умерших по полу, возрасту и причине смерти, а также их общее число представлены в табл. 2.1.
Как следует из табл. 2.1, количество умерших мужчин значительно превышало количество женщин, и их соотношение составило соответственно 85 и 29 случаев. Такое соотношение не яв- ляется результатом искусственного подбора материала, а характеризует существующее соотноше- ние умерших по полу, исходя из действительных данных секционного материала танатологиче- ского отдела.
С целью проведения сравнительной оценки возникновения патоморфологических изменений
вмиокарде при ушибе сердца в случаях из экспертной практики и при экспериментально полу-
ченном ушибе сердца у животных нами осуществлено моделирование этого вида травмы с использованием крыс.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2.1 |
|||
|
Распределение наблюдений по полу, возрасту и причинам смерти |
|
|
|||||||||||
Группа |
Количество |
|
Пол |
|
|
|
Возраст, лет |
|
|
|
|
|||
случаев |
муж. |
|
жен. |
18–25 |
25–30 |
30–35 |
|
35–40 |
|
40–50 |
|
50–55 |
55–65 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ИУС |
23 |
23 |
|
– |
2 |
5 |
7 |
|
4 |
|
3 |
|
2 |
– |
СУС |
57 |
43 |
|
14 |
4 |
7 |
12 |
|
13 |
|
9 |
|
8 |
4 |
ИБС |
34 |
19 |
|
15 |
– |
2 |
3 |
|
5 |
|
7 |
|
8 |
9 |
В с е г о |
114 |
85 |
|
29 |
6 |
14 |
22 |
|
22 |
|
19 |
|
18 |
13 |
Для экспериментов использованы белые крысы-самцы «Вистар». Все животные выращены в стандартных условиях вивария до возраста 2-3 мес и массы 180-220 г на стандартном пищевом раиионе.
Ушиб сердца моделировали путем удара грузиком массой 50 и 100 г при ускорении свобод- ного падения с высоты 50 см. Площадь соударяющей поверхности груза составляла 1 см2. Точка воздействия травмирующей силы определялась в области сердечной пульсации на передней по- верхности грудной стенки. Возникающие изменения в деятельности сердца в момент удара и по- сле него регистрировались электрокардиографически. Всего проведено 50 экспериментов с ане- стезией животных диэтиловым эфиром. В качестве контрольной группы использованы 5 живот- ных, которых под анестезией декапитировали.
При проведении различных видов микроскопии ушибов сердца, полученных при экспери- ментальном моделировании этого вида травмы на экспериментальных животных, исследовано 55 объектов при 110 ориентациях и 550 объектов исследования (срезов).
2.1. Последовательность выполнения работы и методы исследования
Работы проводили в рамках строгого соблюдения определенного порядка последовательно- сти этапов и методов исследования.
1.На первом этапе моделировали ушиб сердца на экспериментальных животных. При этом осуществляли обязательный электрокардиографический контроль. Формировали контрольную группу экспериментальных животных.
2.Далее изучали и учитывали повреждения, обнаруженные при исследовании трупов живот- ных, проводили забор материала Для микроскопического исследования.
3.Микроскопическое исследование выполняли с помощью световой, поляризационной, фа- зово-контрастной микроскопии и фотохимического флюорохромирования, использовалась мор- фометрия.
4.На основании полученных данных сформировали базу данных с последующим ее анали- зом и статистической обработкой, которая составила 1-ю группу наблюдений.
5.На следующем этане работы осуществляли сбор информации: уточняли обстоятельства наступления смерти лиц, трупы которых поступали в танатологическое отделение; изучали сведе- ния об обстоятельствах дела, изложенные в постановлениях о назначении судебно-медицинской экспертизы, протоколы осмотра места происшествия, сопроводительные листы скорой помощи, амбулаторные карты умерших (в случаях их предоставления). Далее проводили предварительный отбор случаев и формировали исследуемые нозологические группы.
6.Изучали и учитывали повреждения, обнаруженные при наружном и внутреннем исследо- вании, а также патологические изменения, их характер и выраженность, которые нашли отражение
взаключениях судебно-медицинских экспертов и актах исследования трупа.
7.В процессе судебно-медицинского исследования трупов выполняли забор материала для последующего расширенного микроскопического и гистохимического видов исследования мио- карда сердца.
8.Для исключения каких-либо патологических состояний, которые могли повлиять на мор- фологию кардиомиоцитов, в каждом случае исследовали кусочки внутренних органов: головного
22
мозга, легких, печени, почек, селезенки, надпочечников, желудка, кишечника.
9.Проводили детальное микроскопическое исследование сердечной мышцы с использовани- ем световой, поляризационной, фазово-контрастной микроскопии, фотохимического флюорохро- мирования, а также специальных методов окрасок (по Ван-Гизону, Вейгерту, Перлсу, осуществля- ли ШИК-реакцию, ШИК-ре-акцию с контролем амилазой), в том числе с применением морфомет- рии.
10.В каждом наблюдении ушиба сердца (2-я и 3-я группы) и ИБС (4-я группа) исследовали кровь и мочу для количественного определения этилового алкоголя газохроматографичёским ме- тодом. Исследование выполняли в судебно-химическом отделении Новосибирского областного бюро судебно-медицинской экспертизы.
11.Окончательное формирование изучаемых групп происходило на основании анализа дан- ных, выводов заключений и актов судебно-медицинского исследования трупов, результатов мик- роскопического и гистохимического исследования миокарда.
12.С учетом предварительно формализованной информации о наблюдениях и результатах проведенных исследований сформированы соответствующие группы, которые стали составляю- щими базы данных.
13.На следующем этапе исследования показатели базы данных подвергали анализу и стати- стической обработке.
14.На заключительном этапе оформляли окончательное представление полученных резуль- татов проведенного исследования по судебно-медицинской оценке морфологических изменений миокарда при ушибах сердца в случаях дифференциальной диагностики с сопутствующей сердеч- но-сосудистой патологией.
Макроскопическое исследование сердца проводили по методике А.И. Абрикосова [1936]. При этом отмечали наличие либо отсутствие повреждений (разрывы, кровоизлияния), состояние венечных сосудов, степень поражения их атеросклерозом (оценка предложена Г.Г. Автандиловым [1970, 1990]), состояние миокарда, наличие в нем склеротических изменений, количество жировой клетчатки, массу и размеры различных отделов сердца.
Забор кусочков из сердца для микроскопического исследования осуществляли последова- тельно, в соответствии с рекомендациями Ю.Г. Целлариуса, Л.А. Семеновой и Л.М. Непомнящих
[1980].
На рис. 2.1 представлена схема забора материала для микроскопического исследования:
— образцы 1-3 вырезали от основания сердца к его верхушке, параллельно поверхности бо- кового разреза левого желудочка;
— образец 4 брали из верхушечного отдела стенки левого желудочка;
— образцы 5, 6 — из середины предварительно продольно рассеченных папиллярных мышц;
— образцы 7,8 —с поверхности бокового разреза стенки правого желудочка;
— образцы 9, 10 — из межжелудочковой перегородки.
В 28 исследованиях забор материала для микроскопического исследования проводили су- дебно-медицинские эксперты без предварительной рекомендации.
Изъятые кусочки маркировали и фиксировали в 12% растворе нейтрального формалина. Гис- тологические препараты изготавливали путем заливки кусочков в парафин с последующей про- водкой и окраской срезов гематоксилин-эозином [Меркулов Г.А., 1961].
23
Рис. 2.1. Схема забора гистологического материала.
Для определения паренхиматозно-стромальных взаимоотношений миокарда применяли ок- раску по Ван-Гизону в сочетании с резориин-фуксином по Вейгерту. Окрашивание проводили по прописи Ю.Г. Целлариуса [1974]. Такая окраска позволяла ориентироваться в стромальных реак- циях миокарда, последующих за повреждением мышечных клеток сердца. Тем самым облегчалось различение острых повреждений мышечных клеток от фона предыдущих патологических измене- ний ткани миокарда. Пикрофуксин, используемый в этой окраске, обладает специфичностью по отношению к белково-полисахаридным комплексам соединительной ткани, а резорцин-фуксин окрашивает эластику, в результате чего мышечная ткань приобретала желтоватые оттенки, соеди- нительная ткань с коллагеновой основой — красноватые, эластика — серо-черные.
При исследовании части материала проводили окрашивание препаратов гематоксилин- эозином в сочетании с предварительной постановкой реакции Перлса. Реакция Перлса позволяет
обнаружить отложение гемосидерина в местах нарушения проницаемости кровеносных сосудов и служит контролем при выявлении гликозаминогликанов коллоидным железом [Циммерман В.Г., 1994]. В ходе реакции Перлса ионы ферроцианида калия в кислой среде при контакте с ионами железа образуют берлинскую лазурь — структуры, содержащие ионы трехвалентного железа, ок- рашиваются в оттенки от синего до синевато-зеленоватых.
Комбинированное окрашивание проводили по рекомендациям Ю.Г. Целлариуса и Л.А. Се- меновой [1972]. При комбинированном окрашивании, сочетающем ШИК-реакцию, коллоидное железо по Хейлу и гематоксилин-оранж, хорошо дифференцируются клеточные элементы: кислые мукополисахариды, гликозаминогликаны, гликоген, базальные мембраны, ретикулярные волокна, гликопротеиды.
Кроме того, проводили ШИК-реакцию с контрольной обработкой срезов амилазой. Реакцию осуществляли по прописи Мак-Мануса. Обработка ШИК положительных срезов амилазой позво- ляет судить о нарушениях проницаемости сарколеммы кардиомиоцитов и их плазматическом про- питывании [Целлариус Ю.Г., Семенова Л.А., 1972]. Эта окраска дает возможность оценить необ- ратимость повреждения клеток без использования иммуногисто-химических методов обнаруже- ния белков плазмы в саркоплазме.
Помимо световой микроскопии в работе применяли поляризационную, фазово-контрастную микроскопию, а также фотохимическое флюорохромирование (Циммерман в.Г., Целлариус Ю.Г., 1976. 1978, 1980]. Указанные методы позволили выявить и дифференцировать некробиотические и дегенеративно-дистрофические изменения кардиомиоцитов.
С помощью поляризационной микроскопии выявлялись ранние стадии повреждения кардио- миоцитов вследствие различных причин, что отражаюсь на их двулучепреломлении.
Для поляризационного и фазово-контрастного исследований изготавливали неокрашенные срезы толщиной 5—10 мкм, при этом мышечные волокна интересующего нас слоя миокарда рас-
24
полагались продольно. Для фазово-контрастного исследования препараты не заключали в твер- дые среды.
При фотохимическом флюорохромировании использовали де-парафинированные, неокра- шенные срезы, смонтированные на обычных непокрытых белком стеклах, облученные коротко- волновым ультрафиолетом (исключение белка при приготовлении срезов обеспечивало отсутствие аутолюминесцентного влияния). Источником коротковолнового облучения служила ртутно- кварцевая лампа ДРК-120 в стандартном люминесцентном осветителе ОИ-18 на расстоянии 120 мм от лампы до препарата. Предметное стекло размещалось открытым препаратом со стороны лампы. Время облучения составляло 120-180 мин. Фотохимическое флюорохромирование, как и поляризационная микроскопия, позволила обнаружить разнообразные патологические изменения миофибрилл практически сразу после повреждающего действия, но при этом оказалось возмож- ным исследование как продольных, так и поперечных срезов миокарда.
На основе классификации повреждений миофибриллярного аппарата кардиомиоцитов с ак- центом на поляризационно-оптическую картину их отображений проводили сравнительное люми-
несцентное микроскопическое изучение фотофлюорохромированных гистологических препаратов миокарда в сочетании с наблюдением фазового контраста и исследованием окрашенных препара- тов в светлом и поляризационном полях.
Использовали люминесцентный микроскоп МЛ-2Б, микроскопы фирмы «Carl Zeiss» с поля- ризационными и фазовыми насадками. КУФ-облучение препаратов проводили отдельно, под осветителем ОИ-18. Обычные условия облучения — на воздухе, с возможной дифференцировкой при необходимости. В этом случае препараты промывали в дистиллированной воде 10 мин, что
позволяло повысить контрастность между элементами среза при некотором снижении интенсивности люминесценции. Затем их высушивали на воздухе и заключали в нелюминесцирующее масло или полистирол.
При облучении препаратов миокарда коротковолновым ультрафиолетом образуются фото- продукты, способные светиться в видимой области при возбуждении длинноволновым ультрафио- летом лампы люминесцентного микроскопа с интенсивностью, достаточной для детального мик- роскопического анализа [Циммерман В.Г., Целлариус Ю.Г., 1976].
Фотографирование в свете люминесценции осуществляли с помощью фотонасадки МФН-10 микроскопа МЛ-2Б. Применяли пленку Фото-64, которую проявляли удвоенное время. При этом примерно вдвое увеличивалась чувствительность пленки, повышался коэффициент контрастности, а зернистость изображения оставалась удовлетворительной.
Фотографирование на остальных микроскопах выполняли фотонасадкой mf-matic с блоком автоматической установки экспозиции.
Всего исследовано 954 объекта, 1387 ориентации, 3420 объектов исследований (срезов). Со-
отношение количества объектов и объектов исследования в группах наблюдения представлено в табл. 2.2.
В случаях проведения морфометрического исследования материал обрабатывали в условиях строгой унификации. В соответствии с рекомендациями Л.М. Непомнящих и соавт. [1991] для этой цели использовали папиллярные мышцы левого желудочка, так как они легко доступны фик- сации, в них отсутствуют клетки проводящей системы, а мышечные волокна идут параллельно и их легко ориентировать в препаратах. Кроме того, в папиллярных мышцах возникают поврежде- ния, характерные для всего миокарда в целом.
При микроскопическом исследовании препаратов сердца регистрировали состояние оболо- чек сердца, степень кровенаполнения сосудов артериального, венозного и микроциркуляторного русла, наличие и характер патологических изменений стенок сосудов и окружающих сосуды тка- ней. При рассмотрении мышечных слоев миокарда учитывали состояние сокращения мышечных волокон, наличие или отсутствие между пучками волокон очагов соединительной ткани, жировой клетчатки, выраженность продольной и поперечной исчерченности, наличие участков фрагмента- ции и волнообразной деформации кар-диомиоцитов.
Регистрировали состояние сократительного аппарата мышечных волокон, степень их сокра- щения, а также наличие контрактурных изменений, их характер и локализацию. Кроме контрак- турных изменений учитывали и другие очаговые повреждения кардиомиоцитов (первичный глыб- чатый распад, миоцитолизис). Отмечали состояние гипертрофии и атрофии кардиомиоцитов, на-
25
личие и характер включений липофусцина.
Т а б л и ц а 2.2
Соотношение количества объектов, срезов и объектов исследования в трех группах наблюдения
Группа |
Объект |
Ориентация |
Объект исследования |
|
(срез) |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
СУС |
490 |
672 |
1365 |
|
ИУС |
184 |
346 |
970 |
|
ИБС |
280 |
369 |
1085 |
|
В с е г о |
954 |
1387 |
3420 |
2.2. Математическая обработка, регистрируемые параметры материала и оборудование для исследования
Существующие в настоящее время масштабные данные по патоморфологическим изменени- ям в сердце, объем которых из года в год продолжает расти на основе использования новых мето- дов исследования, должны дополняться комплексными количественными научно обоснованными исследованиями [Автандилов Г.Г., 1990].
Поэтому закономерным и, как правило, вторым этапом каждого исследования должно стать системное медицинское морфометрическое исследование, предполагающее обязательное последо-
вательное проведение после описания морфологического объекта собственно морфологического изучения (включающего подсчет и измерение изучаемых объектов) и статистического анализа, выявление и уточнение наиболее существенных признаков, характеризующих исследуемое явле- ние или объект.
Полученные данные в соответствии с критериями, представленными в перечне учитываемых параметров, фиксировали в разработанной нами регистрационной карте. На начальном этапе ис- следования выраженность признака оценивали в каждом препарате всех четырех групп исследо- вания по трехбалльной шкале оценок:
•0 баллов — отсутствие признака;
•1 балл — слабая выраженность;
•2 балла — значительная выраженность.
Для получения количественных данных патоморфологических изменений в миокарде и в по- следующем, с целью дифференциальной диагностики с имеющейся сердечно-сосудистой патоло- гией, проводили подсчет числа субсегментарных контрактур кардиомиоцитов для выяснения час- тоты их встречаемости при различных видах смерти во всех четырех группах наблюдений.
Подсчет субсегментарных контрактур кардиомиоцитов осуществляли при увеличении (объ- ектив х40, бинокулярная насадка х1,6, окуляр х10 = 640) в каждом третьем поле зрения микроско- па в субэпикардиальном, интрамуральном и субэндокардиальном слоях миокарда левого и право- го желудочков сердца. В каждом слое миокарда исследовали не менее 10 полей зрения. В полях зрения, расположенных в непосредственной близости к краям среза и в очагах макроскопических повреждений (разрывы, кровоизлияния) подсчет субсегментарных контрактур не проводили. Для вычисления значимости долей признаков (%) использован критерий (угловое преобразование Фи- шера), как эффективный способ для оценки различий между выборками, в которых зарегистриро- ван интересующий эффект.
Кроме того, применяли метод последовательного анализа [Гублер Е.В., 1990] с составлением таблицы значимости признаков для дифференциальной диагностики изолированных ушибов серд- ца и ишемической болезни сердца.
Перечень регистрируемых параметров
I.Общие сведения:
1)порядковый номер;
26
2)номер акта судебно-медицинского исследования;
3)номер акта судебно-гистологического исследования;
4)пол;
5)возраст;
6)судебно-медицинский диагноз;
7)обстоятельства наступления смерти;
8)количество дней после наступления смерти.
II. Морфофункциональное состояние сосудистых стенок:
9)склероз;
10)спазм;
11)дистопия;
12)парез.
III. Нарушения гемодинамики:
13)полнокровие артерий;
14)полнокровие артериолярного звена;
15)полнокровие капиллярного звена;
16)полнокровие венулярного звена;
17)полнокровие вен.
IV. Изменение проницаемости сосудистых стенок:
18)плазматическое пропитывание;
19)очаговые периваскулярные кровоизлияния;
20)диффузные периваскулярные кровоизлияния;
21)межуточный отек.
V. Нарушения реологических свойств крови:
22)сладж-феномен;
23)стаз крови, плазматические сосуды;
24)агрегация эритроцитов.
VI. Морфологические изменения миокарда:
25)кардиосклероз мелкоочаговый;
26)кардиосклероз крупноочаговый;
27)кардиосклероз диффузный;
28)гипертрофия КМЦ.
VII. Морфологическая оценка состояния стромы миокарда с окраской:
29)по Ван-Гизону;
30)по Вейгерту;
31)по Перлсу;
32)при ШИК-реакции.
VIII. Типы дегенеративно-дистрофических изменений КМЦ:
33)релаксация мышечных волокон;
34)диссоциация мышечных волокон;
35)поперечные разрывы мышечных волокон.
IX. Контрактурные повреждения кардиомиоцитов:
36)субсегментарные контрактуры очаговые (единичные);
37)субсегментарные контрактуры распространенные (множественные);
38)контрактуры 1-й, 2-й степени;
39)контрактуры 3-й степени и первичный глыбчатый распад:
40)миоцитолизис.
X. Кровоизлияния в сердечную мышцу:
41)очаговые в бассейне одной артерии;
42)очаговые субэпикардиальные;
43)очаговые субэндокардиальные;
44)интрамуральные распространенные.
XI. Исследуемые объекты миокарда из областей сердца:
45) правый желудочек;
27
46)левый желудочек;
47)межжелудочковая перегородка;
48)папиллярные мышцы левого желудочка.
XII. Морфометрические показатели:
49)угловое преобразование (Фишера);
50)патометрические алгоритмы.
Проведение морфологического исследования невозможно без современного технического обеспечения средствами, необходимыми для регистрации и обработки полученных данных. В то же время это предполагает наличие их в каждом территориальном бюро судебно-медицинской экспертизы. В ходе выполнения работы использовались следующие технические средства и про- граммное обеспечение:
•при проведении микроскопического исследования — микроскоп биологический «Биолам- И», микроскоп «Люмам Р-8», люминесцентный микроскоп МЛ-2Б, микроскопы «Carl Zeiss», ртут- но-кварцевая лампа ДРК-120, цифровая камера «Scanmicro C» для микрофотосъемки, монокуляр- ная фотонасадка МФН-10 микроскопа МЛ-2Б, фотонасадка mf-matic с блоком автоматической ус- тановки экспозиции, объект-микрометр, микрометр винтовой МОВ-1-15, окулярная квадратно- сетчатая вставка;
•в процессе формирования базы данных, статистической обработки данных и оформления полученных результатов — персональные IBM-совместимые компьютеры, Office-программы и пакет STATISTIKA.
•после статистической обработки полученных морфометрических показателей составлены индивидуальные формализованные информационные бланки, объединенные в диагностическую таблицу.