Введение. Решение важнейших вопросов клинической анатомии и судебной медицины невозможно без проведения экспериментальной работы [1–3]. Комплексные исследования с применением анатомо-антропометрических, конституциональных и морфологических методов позволяют внести ясность в вопросы конституционально-клинических связей при сердечно-сосудистых заболеваниях. Указанные вопросы в силу своей слабой проработанности составляют серьезную проблему современной медицины [4–6]. Кроме того, до сегодняшнего дня не разработано единого алгоритма, позволяющего учитывать весь комплекс микроскопических изменений в сердце в целях диагностики смерти от заболеваний сердечно-сосудистой системы и уточнения продолжительности посмертного периода [7–9]. Все вышеуказанное является предпосылками для дальнейшего изучения всего спектра рисков внезапной смерти вследствие сердечно-сосудистых заболеваний на базе анатомических составляющих соматотипа и морфологической специфики строения сердца, а также критериев их судебно-медицинской оценки [10–12].
Целью данной работы является описание уже имеющихся методики исследования конституционально-морфологических особенностей сердца и методики судебно-медицинской оценки его патоморфологических изменений при смерти от различных причин, а также использованной нами методики комплексного морфологического исследования сердца с целью судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода.
Материал и методы исследования. Исследовались литературные источники, включающие научные данные о методике исследования конституционально-морфологических особенностей сердца и методике судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений сердца при смерти от различных причин. Также описана методика комплексного морфологического исследования сердца, разработанная ГБУЗ Республики Карелия «Бюро судебно-медицинской экспертизы» совместно с Петрозаводским государственным университетом.
Результаты исследования и их обсуждение
I. Методика исследования конституционально-морфологических особенностей сердца
Исследования, как при жизни, так и в рамках секционных анализов, были проведены на женщинах зрелого и пожилого возраста славянской национальности. При отборе объектов исследования применяли определенные критерии исключения, такие как: наличие ожирения, болезни опорно-двигательного аппарата и др.
Для проведения антропометрических исследований использовали прибор АВС-01 «Медасс» с целью определения компонентного состава тела методом биоимпедансометрии в соответствии с установленной методикой, а также рассчитывали индекс массы тела, оценивали содержание костной массы и площадь поверхности тела. Соматотипирование женщин осуществляли согласно конституциональной диагностике, предложенной И.Б. Талантом, В.П. Чтецовым и Б.А. Никитюком, а в дополнение к этой системе использовали также схему М.В. Черноруцкого.
Во время секционного исследования, чтобы установить положение сердца в грудной клетке, угломером измеряли угол между продольной осью тела и продольной осью сердца. Сердце, извлекаемое в тандеме с легкими, фиксировали в 3%-ном растворе формалина на протяжении 7–10 дней, что обеспечивало стандартизацию морфометрических исследований. На фиксированных сердцах анализировали комплекс параметров, включая массу, линейные размеры, размеры камер и клапанов, а также диаметры сердечных сосудов и другие показатели. Форму сердца определяли визуально с учетом величины поперечно-продольного индекса (ППИ). Объем предсердий определяли на основе формулы для вычисления объема вытянутого эллипсоида, объемы желудочков – с использованием общепринятой формулы Т. Симпсона [13, с. 87–115].
II. Судебно-медицинская оценка патоморфологических изменений сердца при смерти от различных причин
В качестве материала для исследования были использованы случаи смерти мужчин и женщин, чей средний возраст составил 47,0±4,1 года. Дифференциальная диагностика внезапной коронарной смерти опиралась на результаты поляризационной микроскопии. На сердцах людей в случаях внезапной коронарной смерти проведено экспериментальное исследование посмертных изменений в миокарде, учитывающее влияние температуры окружающей среды и время с момента наступления смерти.
Судебно-медицинское исследование трупов людей проводили по стандартной методике с эвисцерацией внутренних органов в течение 24 часов после наступления смерти. Вскрытие сердца производили по току крови. Фиксировали такие параметры сердца, как масса и размеры, толщина стенок левого и правого желудочков. Поражение венечных артерий атеросклерозом оценивали с помощью визуально-планиметрического метода. Для судебно-гистологического исследования изымали по восемь образцов. Кусочки фиксировали в 10%-ном нейтральном растворе формалина, а затем заливали в парафин. Гистологические препараты окрашивали гематоксилином-эозином, хромотропом 2В и по Перлсу, изучали с помощью микроскопов «Биолам Р-15» и «МИКМЕД-6» световой и поляризационной микроскопией, используя окуляры х7 и объективы с масштабом от х8 до х40, а для поляризационной микроскопии – поляризационные фильтры. Микрофотосъемку гистологических препаратов осуществляли с помощью цифровой камеры Canon (5,0 мегапикселей). Для морфометрического анализа тканей использовали компьютерную систему с программным обеспечением «ВидеоТестМорфо-4», связанную с цифровой камерой Canon и микроскопом Axiostar plus с объективом х40 и окуляром х10. Определяли средние параметры площадей ядер и толщины кардиомиоцитов, а также средние значения межмышечного расстояния.
При описании макро- и микроскопических данных сердца применяли единый алгоритм, все наблюдения систематизировали в рабочей карте, содержащей следующую информацию: общие сведения об умершем, макроскопические данные, микроскопические данные: эпикард, миокард, эндокард, изменения сосудов [14, с. 48–65].
III. Методика комплексного морфологического исследования сердца с целью судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода
Материалом работы послужили обычно сформированные сердца людей разных возрастов (молодого, среднего, пожилого, старческого возрастов и долгожителей по классификации возрастных групп, принятой ВОЗ), скончавшихся от разных причин (заболеваний сердца, онкологических заболеваний, утопления, механической асфиксии в результате сдавления шеи при повешении и др.), нормостенического конституционального типа, и результаты (протоколы) прижизненной коронарной ангиографии. Трупы 180 умерших разделены на три группы, в каждой по 60 человек (30 мужчин и 30 женщин): лица моложе 75 лет без острых форм ишемической болезни сердца (ИБС, наименование нозологических единиц из группы заболеваний системы кровообращения согласно МКБ-10), лица моложе и старше 75 лет с острыми формами ИБС. Исследование мышечных мостиков проведено на сердцах 30 умерших.
Забор препаратов сердца производили у не востребованных к захоронению тел, что означает невозможность получения информированного согласия. Работу с секционным материалом проводили с учетом норм ст. 5 ФЗ № 8 «О погребении и похоронном деле» от 12.01.1996 (с изм. и доп. от 01.01.2017). Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом по медицинской этике при Петрозаводском государственном университете и Министерстве здравоохранения Республики Карелия (протокол № 1 от 01.07.2024).
Суммарные данные по проанализированному материалу представлены в таблице 1.
Таблица 1
Суммарные данные по проанализированному материалу
|
а. Морфометрия сердца |
Трупы лиц обоих полов разных возрастов, скончавшихся от разных причин, нормостенического конституционального типа |
Макроскопические и органометрические параметры сердца |
180 сердец, 3420 замеров |
|
б. Изучение патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода |
Кусочки сердца и контроль (поперечно-полосатая мышца) от трупов вышеуказанных лиц |
Динамика патоморфологической картины заболеваний и микроскопических изменений при нахождении объектов при температурах +9℃, +15℃, +22℃ в зависимости от продолжительности посмертного периода |
180 сердец, 1200 микропрепаратов |
|
3. Исследование мышечных мостиков |
Результаты коронарной ангиографии, обычно сформированные сердца от трупов лиц обоих полов разных возрастов, скончавшихся от разных причин |
Наличие и характеристики (месторасположение, длина и т.п.) мышечных мостиков |
1986 протоколов, 30 сердец, 45 микропрепаратов |
|
Всего исследовано: |
1) 180 трупов / 180 сердец, 1200 гистологических микропрепаратов; 2) 1986 протоколов коронарной ангиографии, 30 сердец, 45 микропрепаратов |
||
Морфологические исследования
А. Морфометрия сердца
Судебно-медицинское исследование трупов людей проводили по стандартной методике с эвисцерацией внутренних органов в течение 24 часов после наступления смерти. Сердца извлекали и фиксировали в 10%-ном растворе забуференного формалина. После завершения процесса фиксации осуществляли морфометрическую оценку. Измеряли следующие параметры: общий вес сердца, вес эпикардиального жира и чистый вес сердца (все в граммах); длина и ширина сердца, толщины межжелудочковой перегородки, левого желудочка и правого желудочка (все в миллиметрах); вес левого предсердия, правого предсердия, межпредсердной перегородки, левого желудочка, правого желудочка и межжелудочковой перегородки (в граммах). Также рассчитывали площадь просвета коронарных артерий (в квадратных миллиметрах), индексы – эпикардиального жира, желудочковый индекс, индекс кровоснабжения миокарда.
Основные параметры сердца и его крупных сосудов измеряли на целостном сердце с использованием толстостенного циркуля и штангенциркуля. Продольный размер определяли от основания до верхушки сердца; поперечный – в области венечной борозды, от правого края до левого. Также в этом месте определяли переднезадний размер. Абсолютную массу сердца устанавливали с помощью лабораторных весов. Далее удаляли эпикардиальный жир с сосудами и измеряли чистый вес сердца. Для оценки формы сердца принимали во внимание ППИ. Для определения других параметров использовали стандартные методики для выполнения продольных и поперечных срезов.
Продольный срез выполняется вдоль продольной оси сердца за корнем аорты и верхней полой вены и перед легочными венами и нижней полой веной. Этот разрез проводят через боковые стенки желудочков и верхушку сердца таким образом, чтобы в срез попали оба предсердия и оба желудочка. Это позволяет установить параметры структур как передней, так и задней половин сердца на протяжении всех камер.
Поперечные срезы выполняли перпендикулярно продольной оси сердца. Их использовали для измерения толщины миокарда в различных камерах сердца, а также для морфометрического анализа клапанов и определения диаметров коронарных артерий. Все измерения производили с применением штангенциркуля и налобной стереоскопической лупы. Полученные результаты фиксировали в протоколе.
Далее проведена проверка полученных данных на соответствие выборок нормальному закону распределения по критериям Шапиро–Уилка, асимметрии и эксцесса: распределения являлись пограничными между нормальным и ненормальным, поэтому далее распределение всех выборок считали как ненормальное. Для установления наличия или отсутствия статистически значимой разницы между морфометрическими параметрами сердец мужчин и женщин (как внутри группы, так и между группами) для каждого параметра применяли U-критерий Манна–Уитни (при р=0,05).
Анализ полученных данных показал, что между всеми рассматриваемыми группами существуют статистически значимые различия в параметрах сердца. В группах лиц моложе 75 лет без острых форм ИБС и лиц с острыми формами ИБС моложе и старше 75 лет соответственно увеличиваются значения морфометрических характеристик сердца, но находятся в пределах возрастных норм. Значения индекса кровоснабжения миокарда в первой группе находятся в пределах нормативных значений, во второй и третьей группах свидетельствуют об острой ишемической катастрофе.
Б. Изучение патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода
При вскрытии невостребованных трупов с известной давностью смерти фиксировали макроскопические морфологические характеристики сердца, а затем забирали сердца и контроль (поперечно-полосатую мышцу) для последующей экспериментальной работы.
Кусочки сердец (обязательно включающих зоны миокарда и венечной артерии сердца) и контроля помещали в сосуды с дистиллированной водой в термостаты с тремя температурными режимами: +9ºС (среднесуточная температура по югу Карелии весной и осенью), +15ºС (среднесуточная температура по югу Карелии летом) и +22ºС (температура в помещении в отопительный сезон). Подбор температурных режимов обусловлен литературными данными.
Для проведения последующего микроскопического исследования материал в группах с разными температурными режимами разделили на 5 партий в расчете на 5 суток эксперимента. Из каждой 1 партии выполняли подрезку кусочков для изготовления микропрепаратов. Остальные кусочки (из партий 2–5) разместили в термостаты с вышеуказанными температурными режимами. Далее ежедневно доставали из термостата по одной партии кусочков и выполняли подрезку для изготовления микропрепаратов.
Подрезанные кусочки фиксировали в 10%-ном растворе нейтрального формалина. Для изготовления гистологических препаратов подрезанные кусочки проходили следующие этапы гистологической проводки: промывка материала проточной водой; подрезка материала с укладыванием кусочков в кассеты, промаркированные на принтере для маркировки кассет Tissue-Tek Autowrite (при наличии в стенках венечных артерий атеросклеротических бляшек с отложением солей кальция проводили декальцинацию материала на ультразвуковом декальцинирующем приборе USE 33); автоматическая проводка материала в автоматическом вакуумном инфильтративном гистологическом процессоре Tissue-Tek Vip 6 AI; парафиновая заливка проведенного материала на кассетах на парафиновой станции SLEE MPS P, со станцией подогрева форм SLEE MPS W, замораживающей станцией SLEE MPS C; микротомия парафиновых блоков на автоматическом ротационном микротоме CUT 5062 с последующей фиксацией микротомных срезов на предметные стекла; окраска микротомных срезов в автоматическом мультистейнере для препаратов Tissue-Tek Prisma Plus с последующим заключением препаратов под пленку на аппарате Tissue-Tek Film.
Изучение окрашенных гематоксилином-эозином микропрепаратов проводили с помощью прямых медико-биологических микроскопов Nikon Eclipse Ci-L и Nikon Eclipse Ni-U (программное обеспечение NIS-Elements Br.) с окулярами х10, диоптрийной наводкой каждого окуляра на резкость, объективами парфокальностью 60 мм, планахроматической и ахроматической коррекции, увеличением х4, х10, х20, х40.
Полученные в результате каждого наблюдения показатели фиксировали в рабочей карте, сочетающей классическое описание гистологического препарата сердца с фиксацией и конкретизацией информации по выявленному мышечному мостику. Данные рабочей карты вводили в электронные таблицы Еxсel.
Микрофотосъемку гистологических препаратов производили с помощью цветных цифровых камер специализированной серии DS (DS 10, 23,9 Мпикс; DS 1000, 2 Мпикс, DS-Fi3, 5,9 Мпикс). Для более детальных и качественных микрофотографий проводили сканирование препаратов на сканирующем микроскопе для лабораторных исследований Pannoramic Midi.
Изучали окрашенные гематоксилином-эозином и неокрашенные (для поляризационной микроскопии) препараты, что позволяет учитывать весь комплекс микроскопических изменений в сердце в целях диагностики смерти от заболеваний сердечно-сосудистой системы и уточнения продолжительности посмертного периода.
Полученные в результате каждого наблюдения показатели фиксировали в рабочей карте следующего содержания: общие сведения об умершем, макроскопические данные, микроскопические данные: эпикард, миокард, эндокард, изменения сосудов. На их основании далее планируется разработать критерии судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода.
В. Исследование мышечных мостиков
Исследование мышечных мостиков проходило в два этапа. На первом этапе ретроспективно проанализирован регистр из заключений коронарной ангиографии. Исследования производили на цифровых ангиографических комплексах Innova IGS 530 и Innova IGS 540. Определяли тип кровоснабжения сердца, наличие интрамурального хода коронарных артерий, замедление коронарного кровотока, наличие признаков стенокардии и степень атеросклеротического поражения коронарных артерий и т.п.
Эвисцерированные препараты промывали в проточной воде, удаляли посмертные сгустки и погружали в 10%-ный раствор формалина на 3–5 суток так, чтобы сердце полностью находилось в фиксаторе. Масса исследованных сердец составляла 200–983 г (медиана 385 г). Методом препарирования удаляли эпикард, подэпикардиальную клетчатку и выделяли стволы правой и левой коронарных артерий, отходящие от них ветви. Выявляли наличие мышечных мостиков над ветвями коронарных артерий и фиксировали их длину.
Тип кровоснабжения сердца определяли согласно трехчленной классификации в зависимости от источника отхождения задней межжелудочковой ветви. Выполняли гистологическое исследование кусочков сердца с выявленными мышечными мостиками. Для этого подрезанные кусочки (по три штуки с каждого выявленного мышечного мостика: до, на протяжении и после него) фиксировали в 10%-ном растворе нейтрального формалина. Гистологические препараты изготавливали по вышеописанной методике. Полученные в результате каждого наблюдения показатели фиксировали в рабочей карте, сочетающей классическое описание гистологического препарата сердца с фиксацией и конкретизацией информации по выявленному мышечному мостику. Данные рабочей карты вводили в электронные таблицы Еxсel.
В результате проведенного исследования установлено, что частота выявления мышечных мостиков при проведении коронарографии существенно ниже, чем их встречаемость при аутопсийном исследовании. Мышечные мостики чаще встречаются у мужчин и преимущественно локализуются в средней трети передней межжелудочковой ветви левой венечной артерии. Наличие мышечных мостиков в системе правой венечной артерии может коррелировать с их наличием в системе левой венечной артерии и другими аномалиями развития сердца. Чаще встречаются изолированные мышечные мостики. Длина миокардиальных мостиков в среднем составляет от 9,2 до 22,3 мм, толщина – от 0,2 до 3 мм. Интрамуральный сегмент венечной артерии, как правило, полностью погружен в миокард, однако иногда встречается полутуннельное прохождение. Во всех срезах венечных артерий сердца независимо от их расположения по отношению к миокардиальному мостику имело место атеросклеротическое поражение венечной артерии той или иной степени выраженности.
В рамках реализации данного комплекса морфологического исследования сердца планируется получение прав на объекты интеллектуальной собственности.
Заключение
Приведенная методика комплексного морфологического исследования сердца с целью судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода отвечает запросам судебномедицинской науки и практики. Она позволяет выявить совокупность признаков, характеризующих различные причины смерти, и установить критерии судебно-медицинской оценки патоморфологических изменений миокарда и давности наступления смерти при разной продолжительности постмортального периода.