Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

Яценко Іван Володимирович

УДК 636:611.71:619:343.983:57.082.13

СТРУКТУРНІ ПАРАМЕТРИ СКЕЛЕТА ССАВЦІВ ЯК ОБ'ЄКТИ СУДОВО-ВЕТЕРИНАРНОЇ ЕКСПЕРТИЗИ ПРИ ВИЗНАЧЕННІ ВИДОВОЇ НАЛЕЖНОСТІ БІОЛОГІЧНОГО МАТЕРІАЛУ

16.00.02 - патологія, онкологія і морфологія тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора ветеринарних наук

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківській державній зооветеринарній академії і Дніпропетровському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України

Науковий консультант - доктор ветеринарних наук, професор Гаврилін Павло Миколайович, Дніпропетровський державний аграрний університет, завідувач кафедри нормальної і патологічної анатомії сільськогосподарських тварин

Офіційні опоненти: доктор ветеринарних наук, професор Рудик Станіслав Костянтинович, Національний університет біоресурсів і природокористування України, завідувач кафедри анатомії тварин ім. акад. В.Г. Касьяненка

доктор ветеринарних наук, доцент Коцюмбас Галина Іванівна, Львівський національний університет ветеринарної медицини і біотехнологій ім. С.З. Ґжицького, доцент кафедри патологічної анатомії та гістології

доктор біологічних наук, професор Тимошенко Ольга Павлівна, Харківська державна зооветеринарна академія, професор кафедри клінічної діагностики

Захист дисертації відбудеться „28 ” травня 2009 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.03 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, к. 28

Автореферат розісланий ” 14 ” квітня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.В. Міськевич

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

остеометричний скелет ссавці

Актуальність теми. Серед розмаїття біологічного матеріалу, який є об'єктом судової ветеринарної експертизи, суттєве значення кісток скелета полягає в тому, що вони несуть постійні, об'єктивні, сталі, надійні, суттєві морфологічні ознаки, котрі вірогідно характеризують таксономічну, статеву та вікову належність об'єкта досліджень. Крім того, для них характерна здатність зберігати свою будову навіть після відділення від тіла (Гладишев Ю. М., 1969; Кампова З. А., 1991; Піголкін Ю. І., 2003).

Завдяки особливому хімічному складу та фізичним властивостям кістки тривалий час зберігають інформацію про механізм травматичних пошкоджень чи розчленування трупа, дають можливість з'ясувати термін його перебування у зовнішньому середовищі, а отже, час настання смерті (Рубежанський А. Ф., 1978).

Структурні параметри кісток скелета використовуються нині для ідентифікації особи у судовій медицині, при історичних та археологічних дослідженнях (Звягін В. І., 1997; Абрамов С. С., 2001; Піголкін Ю. І., 2003; Пашинян Г. А., 2003); виявленні видової фальсифікації м'яса (Парук А. П., 2005; Смірнов А. М., 2006; Хвиля С. І., 2006; Лук'янчук В., 2003; Хвиля С. І., 2005; Образцов В.П., 1986; Макаров В. А., 1987; Шуклін Н. Ф., 1988; Хоменко В. І., 1998; Якубчак О. М., 2005). Виключно важко отримати максимально повну, об'єктивну і обґрунтовану інформацію за кістками із грубими руйнуваннями чи спаленим матеріалом (Незнакомцева Є. П., 1979).

Класичні і спеціальні ветеринарні анатомічні джерела містять значну кількість інформації щодо видових і вікових макроскопічних ознак кісток великих свійських тварин (Клімов А. Ф., 1950; Koch T., 1960; Dobberstein J., 1964; Nickel R., 1977; Акаєвський А. І., 1984; Рудик С. К., 2001; Криштофорова Б. В., 2000; Гаврилін П. М., 2005; Новак В. П., 2006). В той же час фахівці ветеринарної медицини, при визначенні видових ознак близьких за будовою кісток дрібних свійських, мисливських і промислових тварин (зайця, нутрії, байбака, норки, ондатри, песця тощо), опиняються у важкій ситуації, оскільки джерела літератури щодо цього питання поодинокі, поверхневі, носять фрагментарний характер (Роговський П. Я., 1984; Надточій С. О., 1999; Труш А. М., 2001). Відсутні атласи та методичні рекомендації, які б допомогли експертам ветеринарної медицини у даному питанні.

Недостатньо розкрите питання щодо методології дослідження кісткового матеріалу як речового доказу у судово-ветеринарній експертизі. Не розроблено ступінчастої системи видової діагностики кісткового матеріалу залежно від його попереднього стану (анатомічно-цілий, пошкоджений, спалений тощо) і завдань дослідження, а у зв'язку з цим не отримано об'єктивних інформативних якісних і кількісних параметрів для визначення його видової належності у дрібних ссавців. Відсутні порівняльно-діагностичні параметри кісток дрібних мисливських і промислових ссавців, в основі яких лежить методологія, що базується на алгоритмі переходу від простих до більш складних методів дослідження.

Не вичерпана проблема створення і використання комп'ютерних технологій у судово-ветеринарній експертизі, а також не розроблені комп'ютерні програми для встановлення видової належності ссавців за еталонно-тестовим принципом, що дало б можливість скоротити термін проведення експертиз і пришвидшити оформлення експертної документації, тобто автоматизувати цей процес.

Нині необхідна фундаментальна розробка і удосконалення числа діагностичних прийомів та об'єктивних тестів, що дозволять отримати більшу кількість доводів щодо об'єктів судово-ветеринарної експертизи, в т.ч. кісткового матеріалу (Колдін В. Я., 1980; Кісін М. В., 1981; Цимбал М. Л., 2002; Лавринович О. В., 2004; Перч В. О., 2004; Піголкін Ю. І., 2004; Репешко П. І., 2004).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною наукової теми «Розробити комплекс морфологічних критеріїв визначення видової належності біологічного матеріалу у судово-ветеринарній експертизі», яка виконується на базі кафедри анатомії і гістології Харківської державної зооветеринарної академії та кафедри нормальної і патологічної анатомії сільськогосподарських тварин Дніпропетровського державного аграрного університету. Державний реєстраційний номер 0107U009895. Здобувач у межах даної тематики особисто провів дослідження скелета дрібних ссавців (кролів свійських безпорідних, зайців-русаків, нутрій, бабаків степових, котів свійських безпорідних, песців) з метою розробки комплексу його структурних параметрів для визначення видової належності тварин.

Мета і завдання дослідження - визначити найбільш інформативні видові параметри скелета свійських і промислових ссавців на прикладі кроля свійського безпорідного, зайця-русака, нутрії, бабака степового, кота свійського безпорідного, песця за різного рівня структурної організації; розробити теоретичні основи та дати обґрунтування остеологічної технології видової належності біологічного матеріалу за різного ступеня його збереженості.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

1. Визначити тестові макроскопічні критерії кісток осьового скелета та скелета кінцівок тварин (кроля свійського безпорідного, зайця-русака, нутрії, бабака степового, кота свійського безпорідного, песця).

2. Розробити диференційно-діагностичні таблиці черепа та скелета кінцівок.

3. Встановити найбільш інформативні видові остеометричні параметри анатомічно-цілих та фрагментованих кісток осьового скелета і скелета кінцівок.

4. Розробити алгоритм дискримінантного аналізу для диференціації анатомічно-цілих і фрагментованих кісток скелета та визначення за ним виду дрібних тварин. Дати аналіз інформативності цього методу для застосування в остеологічній технології судово-ветеринарних досліджень.

5. Навести теоретичне обґрунтування методології створення і використання комп'ютерних технологій при дослідженні кісткового матеріалу у судово-ветеринарній експертизі та розробити відповідні комп'ютерні програми.

6. Виявити спектроскопічні характеристики озоленого кісткового матеріалу як критеріїв видової диференціації дрібних ссавців. Розробити спосіб визначення видової належності ссавців за значеннями відносної оптичної щільності озоленої кісткової тканини.

7. Розробити та обґрунтувати теоретичні основи судово-остеологічної технології при визначенні видової належності тварин.

Об'єкт дослідження - видоспецифічні ознаки будови апарата руху дрібних свійських і промислових ссавців.

Предмет дослідження - комплекс структурних параметрів скелета деяких видів дрібних свійських і промислових ссавців на різних рівнях структурної організації.

Методи дослідження: анатомічне препарування - для підготовки кісток до анатомічних, остеометричних і спектральних досліджень; остеоскопічний - для з'ясування анатомічних особливостей кісток; порівняльно-анатомічний - для виявлення спільних і видоспецифічних анатомічних ознак кісток; остеометричний - для встановлення лінійних метричних характеристик кісток; обчислення остеометричних індексів - для використання у дискримінантному аналізі; дискримінантний аналіз - для встановлення видової належності кісток за дискримінантними рівняннями; інфрачервона спектроскопія - для встановлення видової належності спалених чи фрагментованих кісток; статистичний - для розробки комп'ютерної програми «Osteo» та «Discriminant»; біометричний - для аналізу результатів остеометрії, дискримінантного аналізу та інфрачервоної спектроскопії.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено методологію дослідження кісткового матеріалу, як речового доказу, у судово-ветеринарній експертизі залежно від його попереднього стану та завдань експертних досліджень. Обґрунтовано доцільність створення та використання комп'ютерних програм в експертній практиці ветеринарної медицини, розкрито сутність вимог до таких програм, а також запропоновано схему вибору методик остеологічних досліджень залежно від стану кісткового матеріалу.

Комплексом методів дослідження (порівняльно-анатомічний, остеометричний, дискримінантний аналіз, спектроскопічний) кісток свійських і промислових ссавців (кролів, зайців, нутрій, байбаків, котів, песців) вперше розроблено і науково обґрунтовано технологію остеологічної експертизи залежно від стану кісткового матеріалу. Доведено, що при будь-якому стані кісткового матеріалу залишається можливість встановлення його видової належності. Показано, що видова диференціація кісток на рівні їх анатомічної цілісності або незначної пошкодженості можлива на основі остеоскопічного чи порівняльно-анатомічного методу; при незначному пошкодженні та відсутності на кістковому матеріалі характерних анатомічних ознак з використанням остеометричного методу і дискримінантного аналізу; на рівні значної пошкодженості (дрібні або обгорілі уламки без характерних анатомічних структур, порошкоподібний стан) методом інфрачервоної спектроскопії.

Вперше методом інфрачервоної спектроскопії встановлена специфічність з вірогідною різницею кількісної характеристики фосфатів та гідроксилів кісткової тканини різних видів ссавців, що може бути використана для видової остеологічної діагностики озоленого матеріалу, а також дрібних кісткових уламків без розпізнавальних анатомічних структур у межах досліджених сукупностей тварин.

Доповнено і узагальнено систему порівняльно-анатомічних характеристик кісток скелета кроля, зайця, нутрії, байбака, кота, песця, що дає можливість встановити їх видову належність за різного ступеня збереження скелетезованих трупів, одиничних кісток чи змішаного кісткового матеріалу.

Новими є визначені параметри абсолютних розмірів кісток кролів, зайців, нутрій, байбаків, котів, песців, які є базою для обчислення остеометричних індексів, дискримінантних коефіцієнтів, параметрів межі міжвидового розподілу, а останні склали основу для розробки дискримінантних рівнянь.

Набуло подальшого розвитку питання щодо методології створення і використання комп'ютерних технологій при дослідженні кісткового матеріалу за його різного стану в судово-ветеринарній експертизі та вперше запропоновано авторські остеологічні комп'ютерні програми на основі анатомічних («Osteo») і остеометричних («Discriminant») параметрів кісток скелета свійських і промислових дрібних ссавців в експертній практиці ветеринарної медицини.

Розроблено та запатентовано нові способи визначення видової належності кісток дрібних доместикованих та диких ссавців (деклараційні патенти України на корисну модель № 19185; № 24416; № 30559; 36883).

Практичне значення одержаних результатів. Створено таблиці диференційно-діагностичних критеріїв щодо видових анатомічних особливостей кісток скелета дрібних ссавців (кроля, зайця, нутрії, байбака, кота, песця).

Створено універсальну систему експериментальних і порівняльно-анатомічних досліджень скелета в анатомії, гiстологiї, фiзiологiї, ветеринарно-санітарній експертизі продуктів тваринництва, патологічній анатомії, судовій ветеринарній медицині, судовій медичній експертизі.

Для практичного використання в експертній практиці (науково-дослідних інститутів чи лабораторій судових експертиз, ветеринарно-санітарної експертизи) рекомендовано дві авторські комп'ютерні програми «Osteo» і «Discriminant» для встановлення видової належності кісток кроля, зайця, нутрії, байбака, кота, песця за анатомічними і остеометричними параметрами.

За результатами досліджень підготовлено і видано дві методичні рекомендації: «Встановлення видової належності дрібних тварин порівняльно-анатомічним методом з використанням комп'ютерної програми «Оsteo» у ветеринарно-санітарній і судово-біологічній експертизі», «Встановлення видової належності дрібних тварин методом дискримінантного аналізу з використанням комп'ютерної програми «Discriminant» у ветеринарно-санітарній та судово-ветеринарній експертизі», які рекомендовані до видання Науково-методичною комісією Науково-методичного центру Міністерства аграрної політики України з напрямку 1305 «Ветеринарна медицина» (протокол № 3 від 02.10.2008 р.).

Отриманi данi щодо комплексного, ступінчастого визначення видових ознак кісток скелета дрібних свійських і промислових тварин можуть бути використанi при написанні пiдручникiв, довiдникiв, написаннi монографій, пiдготовцi атласiв, розробцi методичних посiбникiв з анатомії, гiстологiї, фiзiологiї, ветеринарно-санітарної експертизи продуктів тваринництва, патологічної анатомії і розтину трупів, судової ветеринарної медицини, судової медичної експертизи.

Результати досліджень структурних параметрів скелета ссавців у судово-ветеринарній експертизі при встановленні видової належності біологічного матеріалу використовують у навчальній роботі та наукових дослідженнях на кафедрах і лабораторіях навчальних і науково-дослідних закладів України, Російської Федерації, Республіки Білорусь, Республіки Молдова.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно проведено пошук і аналіз джерел літератури за темою дисертації, відбір матеріалу та його дослідження за всіма визначеними методиками, статистичну обробку отриманих даних. Аналіз і узагальнення результатів дослідження та формулювання висновків проведено спільно з науковим консультантом. Методична допомога при проведенні дискримінантного аналізу надана канд. фіз.-мат. наук, доцентом О.М. Гетманцем (Харківська державна зооветеринарна академія), комп'ютерні програми створено за консультативної допомоги канд. тех. наук В. М. Бондарева (Харківський національний університет радіоелектроніки), спектральні дослідження канд. хім. наук А. Ю. Куликова (лабораторія фармакопейного аналізу Державного підприємства «Науково-експертний фармакопейний центр», м. Харків).

Вибір напрямів досліджень, матеріал і методи виконання роботи

Дисертаційна робота виконана упродовж 19992008 рр. на кафедрі анатомії і гістології Харківської державної зооветеринарної академії; на базі проблемної науково-дослідної лабораторії фізіології та функціональної морфології продуктивних тварин при кафедрі нормальної та патологічної анатомії с.-г. тварин Дніпропетровського державного аграрного університету.

Матеріал для досліджень відбирали від кролів свійських безпородних (Oryctolagus cuniculus) (8), зайців-русаків (Lepus europacus Pall.) (8), нутрій (Myocastor coypus mol.) (8), байбаків (Marmota bоbac) (8), котів свійських безпорідних (Felis catus) (8), песців (Alopex lagopus) (8) - віком 12 роки. Матеріалом для досліджень були носо-мозковий відділ черепа (48), нижньощелепна кістка (96), лопатка (96), плечова кістка (96), кістки передпліччя (96), тазова кістка (96), стегнова кістка (96), кістки гомілки (96). Загальна кількість дослідженого матеріалу - 912 кісток. Зазначені кістки вилучали після забою від клінічно здорових тварин без ознак захворювань кісткової системи.

Відібраний матеріал досліджували остеоскопічним (912), порівняльно-анатомічним (912), остеометричним (912) методами, методами дискримінантного аналізу (912) і інфрачервоної спектроскопії (300). Всього проведено досліджень кісток - 3846.

При роботі з дослідними тваринами дотримувались загальних принципів проведення експериментів, ухвалених на Першому Національному конгресі з біоетики (м. Київ, 2001).

При дослідженні матеріалу використовували комплекс методів. Порівняльно-анатомічним методом виявляли спільні та видоспецифічні ознаки кісток.

Лінійні розміри кісток кінцівок визначали за методикою В. П. Алексєєва (1968), а черепа - за В. С. Сперанським (1988) і В. П. Пашковою (1963) в нашій модифікації штангенциркулем ДСТ У-10 (022504) з точністю до 0,05 мм. Отримані результати вносили у розроблені нами остеологічні карти з подальшою біометричною обробкою. Остеометричні індекси визначали за формулою

Х_n = (Х₁ : Х₂) Ч100 (1)

де Х_n - значення індексу, Х₁, Х₂ - відповідні абсолютні виміри кісток.

Далі встановлювали вірогідність різниці значень індексів у міжвидових сукупностях.

Для розробки методики визначення видової належності кісток тварин невідомої видової належності за величиною остеометричних індексів ми застосували дискримінантний аналіз за В. Ю. Урбах (1975), котрий дозволяє замінити сукупність ознак остеометричних індексів (Х_1…n), однією параметром видової належності кістки (Х_А). Останній є результатом обчислення системи дискримінантних рівнянь, за умови, що в усіх випадках застосовується порівняння кісток тварин невідомого видового походження з аналогічним кістками кроля (Урбах В. Ю., 1975). У цьому разі, якщо одержані значення усіх видових параметрів Х_А системи дискримінантних рівнянь, відповідно, від'ємні, то досліджувана кістка|кість| невідомої видової належності з окресленої видової сукупності дрібних ссавців належить кролю, якщо вони мають різні знаки або значення усі позитивні, то досліджувана кістка|кість| належить тій тварині, для якої алгебраїчне значення видового параметра (Х_А) є найбільшим.

Порівняльно-анатомічні і остеометричні дослідження покладені в основу розвитку методології створення і використання комп'ютерних програм «Osteo» і «Discriminant». З цією метою застосували статистичний метод дослідження.

ІЧ-спектроскопію проводили за методикою Л. Л. Шафранського із співав. (1980) та Ю. С. Вайль із співавт. (1969). ІЧ-спектр зольної пігулки записували на апараті «Avatar-360», фірми Nicolet - інфрачервоний спектрометр з|із| Фур'є перетворювачем. Спектральні методики, в т.ч. метод інфрачервоної спектроскопії, дозволяють вирішити питання хімічного складу досліджуваних спалених зразків кісткової тканини на молекулярному рівні (Стрелець М. М., 1972; Шафранський Л. Л., 1980; Голубович Л. Л., 1990; Накамото К., 1991; Титаренко В. А., 1999).

Аналіз отриманих спектрів проводили за характерними смугами поглинання: 569 см¹, 602 см¹, 1047 см¹, 1090 см¹, 3435 см¹. Для виключення|винятку| дифузного (фонового) ослаблення|ослабіння| випромінювання застосували метод базисної лінії (Вайль Ю. С., 1969). Відносну оптичну щільність (ВОЩ)| смуги поглинання, з урахуванням|з врахуванням| поправки на фон, обчислювали|перебуває| за|із||слідуючої| формулою

(2)

де коефіцієнт пропускання фону при даній довжині хвилі; Т - визначений|виміряний| коефіцієнт пропускання для тієї ж довжини хвилі. Значення ВОЩ використовували для складання дискримінантних рівнянь.

Статистичну обробку цифрових показників виконували на персональному комп'ютері з використанням стандартних програмних пакетів «Microsoft Exel», «Maple-9». Фотографування кісток проводили цифровою фотокамерою «Olimpus C-5060 Wide Zoom», а також сканували за допомогою сканера «Epson perfection V100 photo» з наступним виготовленням фотознімків.

Результати досліджень та їх аналіз

Порівняльно-анатомічна характеристика черепа і скелета кінцівок

Результати наших досліджень підтверджуються даними ряду авторів (Терент'єва П. В., 1952; Жеденова В. М., 1957; Ноздрачова А. А., 1973; Ткачук С. А., 2001; Роговського П.Я., 1984; Хрустальової І. В., 1988; Формерхауса Б., 2003; Ковтун М. Ф., 1995; Колеснікова В. В., 1996; Токарського В. А., 1997; Мельника К. П. і Кликова В. І., 1991; Криштофорової Б. В., 2000; Лемещенка В. В., 2000; Гавриліна П. М., Дьяченко Є. Ю. і Никифоренко О. О., 2005; Рудика С. К., 2007) про те, що будова скелета на різних рівнях структурної організації, в т.ч. і на макроскопічному рівні, значною мірою обумовлена біологічними особливостями виду тварин: характером локомоції, специфікою живлення, екологічними особливостями у природних або антропогенних біоценозах. Вищезазначені особливості, перш за все, проявляються у будові і характері розташування отворів, каналів, борозн, горбистостей, кутоватостей, гребенів, формі кісток, наявності м'язових і суглобових відростків тощо.

Аналіз анатомічних особливостей кісток скелета слугував основою для створення системи критеріїв їх диференціації, які у свою чергу дозволили виявити комплекс спільних (не можуть бути діагностичними, а отже придатними для встановлення видової належності) і видоспецифічних (діагностичних) анатомічних ознак.

Аналіз цінності в експертному відношенні макроскопічних ознак скелета тварин показав, що найбільш інформативними у видовому аспекті є структурні параметри кісток черепа і кінцівок (Жеденов В. М., 1958). Висока міра кореляції ряду краніометричних ознак дозволяє реконструювати (прогнозувати) форму і розміри навіть в тих випадках, коли об'єктами досліджень є окремі їх фрагменти.

Одним із важливих критеріїв анатомічної диференціації носо-мозкової частини черепа є ознака кількості комірок верхньої зубної аркади (рис.1; табл. 1).

До ознак, котрі характеризують видову специфічність носо-мозкової частини черепа на вентральній поверхні, належать: ширина (широкі, вузькі) і форма переднього краю хоан (заокруглений, клиноподібний), а також спрямованість їх бічних країв (паралельна, ростральна, каудальна); висота леміша; характер спрямованості вершини коміркового краю кутніх зубів (ростральна, каудальна); топографія носо-піднебінних щілин відносно піднебінних відростків різцевих і верхньощелепних кісток; форма кісткового піднебіння (його довжина і ширина, характер звуження і розширення); форма барабанного міхура (округлий, поздовжньо-овальний) і діаметр отвору зовнішнього слухового ходу, а також характер вираженості кісткової манжетки навколо нього.

На дорсальній поверхні носо-мозкової частини черепа інформативними критеріями є висота і довжина зовнішнього сагітального гребеня та характер переходу його у лобові гребені і злиття останніх з виличними відростками лобових кісток; ширина носових кісток та характер спрямованості їх бічних країв.

На бічній поверхні форма верхньощелепної кістки («Г-подібна, трикутна»), форма і розміри підочноямкових отворів (щілиноподібний, округлий, вертикально-овальний), його топографія відносно комірок кутніх зубів; вираженість лицьового горба і лицьового гребеня; ширина виличної дуги (вузька, широка).

На потиличній поверхні розміри, форма і спрямованість яремних відростків, їх топографічне положення відносно кісткового міхура (прилягають до бічної чи задньої стінки останнього), форма великого отвору потиличної кістки (вертикально-овальний, поперечно-овальний).

Таблиця 1

Анатомічні критерії диференціації носо-мозкової частини черепа байбака і нутрії

Важливою складовою частиною черепа, що має значення у видовій діагностиці тварин є нижньощелепна кістка (НЩК). Алгоритм порівняльно-анатомічних досліджень зазначеної кістки заснований на критерії кількості комірок для нижніх зубів (рис.2; табл.2). Основними параметрами, котрі підкреслюють видоспецифічність НЩК є характер локалізації підборідного отвору, глибина вирізки на діастемі, характер співвідношення верхнього кінця вінцевого і виросткового відростків, характерна форма нижньощелепного отвору, форма кутового відростка, форма суглобової поверхні вінцевого відростка.

Таблиця 2

Анатомічні критерії диференціації нижньощелепної кістки байбака і нутрії

Кістки поясів кінцівок несуть достатню кількість інформативних, надійних, сталих ознак. Їх анатомічною закономірністю є те, що утворення, котрі визначають видоспецифічність, локалізовані на різних частинах цих кісток. Щодо лопатки, такі ознаки сконцентровані на латеральній поверхні, в ділянці суглобової западини, що робить їх придатними для видового ототожнення навіть за кістковими уламками. Так, за основу анатомічної диференціації лопатки взята ознака - форма кістки: трикутна, півколова і трапецієподібна (рис.3; табл.3).

Критеріями для встановлення видової належності лопатки є довжина та висота ості, форма та особливості поділу акроміона на акроміонний і заакроміонний відростки, прояв явища редукції акроміонного відростка, співвідношення дистального рівня акроміонного відростка і суглобової западини, характер вираженості краніального кута, форма передостної і заостної ямок, краніального краю лопатки.

Таблиця 3

Анатомічні критерії диференціації лопатки байбака і кота

Алгоритм порівняльно-анатомічних досліджень тазової кістки (ТК) базується на критеріях висоти і форми тазової порожнини I група: тазова порожнина висока, циліндрична; II група: тазова порожнина не висока, циліндрична; III група: тазова порожнина конусоподібна (рис.4; табл.4).

Аналіз сукупності інформативних диференційно-діагностичних критеріїв цих кісток виявив: кількість горбків на сідничому горбі, характер ввігнутості латеральної поверхні крила клубової кістки та ступінь вираженості маклака, метричні характеристики крила клубової кістки, форму затульного отвору, особливості вирізки суглобової западини, вираженість горбка для закріплення голівки чотириголового м'яза стегна, глибину сідничої дуги і форму сідничої ості.

Таблиця 4

Анатомічні критерії диференціації тазової кістки байбака і кота

Характерною морфологічною закономірністю кісток стилоподію є те, що утворення, котрі визначають видоспецифічні ознаки сконцентровані на проксимальному і дистальному епіфізах, меншою мірою на діафізі. Таким чином, алгоритм порівняльно-анатомічних досліджень плечової кістки (ПК) заснований на мірі вираженості горбків і метричній характеристиці міжгорбкової борозни, ступені розвитку надблокового і надвиросткового отворів, формі дельтоподібної горбистості, мірі розвитку плечового гребеня, наявності гребеня латерального надвиростка (рис. 5; табл. 5).

Таблиця 5

Анатомічні критерії диференціації плечової кістки байбака і нутрії

Головним критерієм анатомічної диференціації стегнової кістки (СК) слугувала ознака кількості вертлюгів. На основі цього виділяємо дві групи тварин: I група СК з трьома вертлюгами і II група СК за наявності двох вертлюгів (рис.6; табл.6).

Видовими анатомічними критеріями СК є метричні особливості блоку надколінка (ширина і довжина), висоти і масивності його гребенів, глибини вертлюжної ямки. Із сукупності анатомічних утворень СК, що вірогідно характеризують видову належність, більшість сконцентровані на проксимальному епіфізі. Серед них: форма ямки голівки та її локалізація на голівці (центрально або ексцентрично), характер міжвертлюжного гребеня.

Аналіз спільних і видоспецифічних анатомічних ознак стегнової кістки дрібних ссавців наведено у табл. 6.

Таблиця 6

Анатомічні критерії диференціації стегнової кістки кота і песця

Кількісна і якісна характеристика кісток зейгоподію дає можливість віднести їх до менш інформативних порівняно з кістками поясів і стилоподію кінцівок. Особливістю анатомічних утворень, що несуть видоспецифічні ознаки кісток зейгоподію, зосереджені на їх проксимальному епіфізі. Таким же утворенням є діафіз. Дистальний епіфіз зазначених кісток в аспекті видового ототожнення дрібних тварин малоінформативний, не має об'єктивних, надійних критеріїв. З точки зору порівняльно-анатомічних основне значення належить ліктьовій і ВГК. Як самостійний об'єкт остеологічної експертизи променева кістка малоінформативна, їй належить допоміжна роль (рис.7).

Критеріями встановлення видової належності кісток передпліччя є характер і глибина краніальної випуклості, наявність борозни на проксимальній суглобовій поверхні променевої кістки, масивність променевої і ліктьової кісток від проксимального до дистального епіфізів, наявність борозни на ліктьовому горбі, метричні характеристики міжкісткового простору, характер з'єднання променевої і ліктьової кісток.

За основу анатомічної диференціації кісток гомілки взяті характер синостозування великої (ВГК) і малої (МГК) гомілкових кісток, характер з'єднання кісток гомілки в ділянці діафіза і дистального епіфіза, розташування МГК відносно до ВГК, наявність і кількість борозен на діафізі ВГК (табл.7; рис.8).

Таблиця 7

Анатомічні критерії диференціації кісток гомілки кроля і зайця

Як видоспецифічні анатомічні критерії виступають: форма ВГК біля дистального епіфіза, метрична характеристика міжвиросткової борозни, характер потовщення проксимального і дистального епіфізів МГК, характер міжкісткового простору. Аналіз спільних і видоспецифічних анатомічних ознак кісток гомілки наведено у табл. 7.

З метою автоматизації процесу встановлення видової належності свійських і промислових ссавців за анатомічними параметрами нами розроблена комп'ютерна програма «Osteo», котра дозволяє визначити за апостеріорною апріорну ймовірність видової належності кісткового матеріалу. Програма працює під управлінням операційної системи Windows. Підрахунок вірогідності гіпотез про видову належність кістки за анатомічними ознаками виконується за формулою Бай'єса. Документ складається з двох файлів: текстового і графічного (рис. 9а).

Поточний результат досліджень відображається|відображується| як діаграма на нижній панелі| вікна (рис.9). Процес встановлення видової належності кістки|кісті| полягає у послідовному виборі ознак, які розміщені на правій панелі вікна програми. Проаналізувавши достатню кількість анатомічних ознак кістки|кісті|, можна одержати|отримати| остаточний результат (рис.9б)|укладення,ув'язнення|. Складений документ, за наслідками|за результатами| дослідження, у вигляді текстового файла, можна роздрукувати|друкувати| чи включити до складу | іншого документа, наприклад «Експертного висновку»|укладення,ув'язнення|.

Комп'ютерна програма «Osteo» в перспективі може бути доповнена видовим спектром тварин, а в структурі судово-остеологічної технології - перетворює процес видового ототожнення тварин за анатомічними особливостями скелета із слабко контрольованої діяльності, на діяльність, котра керується програмно.

Роль остеометричних параметрів в остеологічній технології встановлення видової належності тварин

Аналіз абсолютних остеометричних параметрів кісток скелета свідчить, що їх мінливість (залежність від виду, статі, віку, живої маси тварини) не дозволяє визначити об'єктивні закономірності для встановлення видової належності тварин на відміну від відносних остеометричних показників - індексів, котрі мало залежать від вищезазначених біологічних показників (Незнакомцева Є. П., 1995).

За нашими даними, найбільш інформативними показниками для встановлення видової належності кісток скелета є такі остеометричні індекси: носо-мозкова частина черепа (індекс кісткового піднебіння Cr₁; хоан Cr₂, вісцерального черепа Cr₃, мозкового черепа Cr₄, широтно-довжинний індекс черепа Cr₅, основи черепа Cr₆); нижньощелепна кістка (довжинний індекс кутнього коміркового краю М₁, широтно-довжинний індекс тіла М₂, висотно-довжинний індекс тіла М₃, індекс прямої довжини вінцево-виросткової і виростково-кутової вирізок М₄, індекс суглобового валика виросткового відростка М₅); кістки поясів кінцівок (лопатка: широтно-висотний індекс Sc₁, індекс морфологічної ширини передостної і заостної ямок Sc₂, індекс довжини краніального і каудального країв Sc₃, широтно-довжинний індекс суглобової западини Sc₄, індекс шийки лопатки Sc₅; тазова кістка: індекс крила клубової кістки Р₁, індекс клубової кістки Р₂, індекс сідничої кістки Р₃, індекс затульного отвору Р₄, індекс сідничої і клубової кісток Р₅); кістки стило- і зейгоподію (сегментальний і сагітальний діаметри проксимального і дистального епіфізів та середини діафіза, індекс масивності, індекс ліктьового відростка, довжинний індекс).

У тих випадках, коли як остеологічні об'єкти виступали не цілі кістки, визначаються лише окремі відповідні індекси: носо-мозкова частина черепа - індекси вентральної поверхні (Cr₁, Cr₂), вісцерального фрагмента (Cr₁, Cr₃), мозкового фрагмента (Cr₄, Cr₅, Cr₆); нижньощелепна кістка (як правило, ця кістка фрагментується на тіло і гілку) - індекси тіла (М₁, М₂, М₃) та гілки (М₄ і М₅); лопатка (як правило, не ушкодженими залишаються її шийка і суглобова западина) - індекси Sc₄ і Sc₅.

Аналіз уламків безіменної (тазової) кістки (в ситуації, коли вона фрагментована на краніальний уламок, що включає клубову кістку з частиною суглобової западини та каудальний фрагмент, який включає сідничу і лобкову кістку із затульним отвором) виявив можливим обчислити індекси на краніальному уламку (Р₁ і Р₂) та на каудальному уламку (Р₃, Р₄ і Р₅).

Довгі трубчасті кістки стило- і зейгоподію найчастіше бувають фрагментовані в ділянці середини діафіза на проксимальний фрагмент, котрий включає проксимальний епіфіз і проксимальну половину діафіза та дистальний фрагмент, який включає дистальний епіфіз і дистальну половину діафіза кістки. При цьому виявляється можливим обчислити індекси проксимального та дистального її уламків.

Значення вищенаведених остеометричних індексів були використані у розробці алгоритму дискримінантного аналізу для видового ототожнення тварин. Розраховані на контрольному матеріалі дискримінантні коефіцієнти (а) та параметр міжвидового розподілу (Х₀) є константами, а остеометричні індекси (Х) слугувавли базою для створення системи дискримінантних рівнянь типу:

(3)

Теоретичні підрахунки величини помилки при встановленні видової належності кісток дрібних ссавців методом остеометрії з наступним дискримінантним аналізом значень остеометричних індексів є результатом розрахунків відповідних інтегралів ймовірностей (табл.8).

Таблиця 8

Теоретичні підрахунки величини помилки визначення видової належності кісток дрібних ссавців методом дискримінантного аналізу

Теоретичні підрахунки величини помилки при встановленні видової належності кісток дрібних ссавців методом остеометрії з наступним дискримінантним аналізом свідчать, що найбільш інформативними за значеннями величини помилки є нефрагментовані кістки скелета тварин.

Аналіз рівня точності визначення видової належності кісткових уламків показав, що менше значення помилки характерне для кісток тварин, віддалених у таксономічному відношенні.

У судово-остеологічній технології метод дискримінантного аналізу дозволяє уточнити видову належність анатомічно-цілих чи фрагментованих кісток скелета тварин, навіть у випадках, коли для дослідження поступають малоушкоджені об'єкти, але без характерних анатомічних утворень.

З метою автоматизації процесу встановлення видової належності свійських і промислових ссавців за обгрунтованими остеометричними параметрами, нами створена комп'ютерна програма „Discriminant”. Алгоритм роботи програми полягає у виборі із меню програми об'єкта експертизи певної кістки чи її уламків та занесенні результатів вимірювання у відповідні вікна введення (рис.10а). Програма обчислює остеометричні індекси, підставляє їх у дискримінантні рівняння та обчислює і порівнює їх значення, видає висновок про належність досліджуваної кістки чи її уламка до конкретного виду ссавців. Результати експертизи оформляються у вигляді текстового документа, котрий відображається на екрані монітора комп'ютера (рис.10б).

Всі етапи експертизи, за виключенням вводу остеометричних параметрів, виконуються автоматично на основі шаблонів протоколів, котрі складають невід'ємну частину програми.