Спосіб визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу

Корисна модель відноситься до ветеринарної медицини, а саме: до анатомії тварин, ветеринарно-санітарної експертизи продуктів тваринництва та судово-біологічної експертизи і може бути використана для видової ідентифікації дрібних свійських, мисливських і промислових тварин (кролів, зайців, байбаків, нутрій, котів, песців) за результатами остеометрії нижньощелепної кістки з наступним дискримінантним аналізом. Метод дискримінантного аналізу відомий, він зокрема застосовується в гуманній судовій медицині. Спосіб ідентифікації особи за фрагментами скелету методом дискримінантного аналізу широко використовується в судово-медичній експертизі [1-4]. Але, подібний спосіб у судово-ветеринарній, ветеринарно-санітарній експертизах та анатомії тварин мало апробований у зв'язку з відсутністю розроблених систем показників та діагностичних методик [5, 6]. Найбільш близьким технічним рішенням є "Спосіб визначення видової належності лопатки тварин" [Деклараційний патент України на корисну модель №19185, д.п. 17.04.2006, опуб. 15.12.2006. Бюл. №12], який полягає у вилученні кісток із скелета або тушки, очищенні їх від м'яких тканин і виконанні десяти остеометричних вимірів та обчисленні за їх результатами п'яти індексів: 1) широтно-висотний індекс - Sc1; 2) індекс морфологічної ширини передостної і заостної ямок - Sc2; 3) індекс довжини краніального і каудального країв - Sc3; 4) широтнодовжинний індекс суглобової западини Sc4; 5) індекс шийки лопатки - Sc5. Значення цих індексів підставляють в дискримінантне рівняння для визначення видових параметрів Xі: Хі=a1іSc1+a2іSc 2+a3іSc3+a4іSc4+a5іSc 5-x0і; де і - вид тварини, x0і - межа видової приналежності, а1,2,3,4,5 і - дискримінантні коефіцієнти, які попередньо визначаються з вимірів лопаток усіх видів тварин, що будуть ідентифікуватися. Відомий спосіб ідентифікації тварин застосувати неможливо, коли на експертизу поступають не лопатки, а нижньощелепні кістки. Тому задачею прогнозованої корисної моделі є удосконалення способу визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу таким чином, щоб в умовах експедиції, лабораторії ветеринарно-санітарної експертизи, антропологічної і криміналістичної лабораторій при відсутності спеціального обладнання та його висококваліфікованого обслуговування і використання коштовних матеріалів можна було встановити вид тварин за остеометричними параметрами нижньощелепної кістки методом дискримінантного аналізу з підвищенням вірогідності експертиз. Спосіб визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу полягає в тому, що з нижньощелепної кістки знімають певні остеометричні параметри (виміри), та використовуючи останні, проводять обчислення індексів нижньощелепної кістки. Ці індекси підставляють у дискримінантні рівняння, виконують прості розрахунки та на їх основі роблять експертні висновки. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонований спосіб визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу включає вилучення нижньощелепної кістки із скелета або тушки, очищення їх від м'яких тканин, згідно корисної моделі, виконують вісім остеометричних вимірювань нижньощелепної кістки (табл. 1) та розраховують за їх результатами п'ять індексів (табл. 2): М1 довжинний індекс кутнього альвеолярного краю, М2 - широтно-довжинний індекс тіла, М3 - висотно-довжинний індекс тіла, М4 - індекс прямої довжини вінцево-виросткової і виростково-кутової вирізок, M5 - індекс суглобового валика виросткового відростка. Значення цих індексів підставляють в дискримінантне рівняння для визначення параметрів видової належності Xі: Хі=а1і М1+а2 М2+а3і М3+а4і М4 +а5іM5-Х0 , де Xі - параметр видової належності нижньощелепної кістки, а1і, а2і, а3і, а4і, а5і - дискримінантні коефіцієнти, X0 - межа видової приналежності нижньощелепної кістки, які попередньо визначаються з вимірів нижньощелепних кісток усіх видів тварин, що будуть ідентифікуватися (для визначення кріль-заєць: а1Н=1,81; а2Н=-1,72; а3Н=-1,34; a4Н=0,24; а5Н==0,01; Х0Н=12,96; для визначення кріль-кіт: а1С=10,80; а2С=-3,32; а3С=-1,98; а4С=2,07; а5С=0,45; Х0С=613,41; для визначення кріль-нутрія: а1N=6,62; a2N=7,57; а3N=-2,55; a 4N=0,59; a5N=0,04; X0N=479,78; для визначення кріль-песець: а1P=21,21; а2C=-10,34; a3C=-5,00; a4P=1,88; a5Р=0,45; Х0Р=1241,68; для визначення крільбайбак: а1В=7,40; а2В=0,72; а3В=-1,93; а4В=0,59; а5В=0,07; Х0В =332,66), і, якщо величини усіх параметрів видової належності від'ємні, то нижньощелепна кістка належить кролю, а якщо вони мають різні знаки (або усі позитивні), то нижньощелепна кістка належить тій тварині, для якої алгебраїчне значення параметру видової належності є найбільшим. Таблиця 1 Абсолютні виміри нижньощелепної кістки (НЩК) № з/п 1 Назва виміру Довжина кутнього альвеолярного краю НЩК 2 Довжина тіла НЩК 3 Ширина тіла НЩК 4 Висота тіла НЩК 5 6 Пряма довжина вінцевовиросткової вирізки Пряма довжина виростковокутової вирізки Пояснення виміру Відстань між ростральним краєм комірки першого кутнього і аборальним краєм комірки останнього кутнього зубів Відстань від комірки різця до аборального кінця комірки останнього кутнього зуба Відстань між латеральною і медіальною поверхнями тіла НЩК на рівні між комірками 2 і 3 кутніх зубів Відстань між верхнім і нижнім краями тіла НЩК між комірками 2 і 3 кутніх з убів (з латеральної поверхні) Відстань між верхнім кінцем вінцевого і ростральним краєм виросткового відростків Відстань між заднім краєм виросткового і вільним кінцем кутового відростків 7 8 Сегментальний діаметр суглобового валика виросткового відростка Сагітальний діаметр суглобового валика виросткового відростка Відстань між точками, розташованими на латеральному і медіальному краях суглобового валика виросткового відростка в сегментальній площині Відстань від найбільш рострально і найбільш аборально розташованими точками суглобового валика виросткового відростка в сагітальній площині На основі остеометричних даних обчислюють індекси нижньощелепної кістки (табл. 2): Таблиця 2 Індекси окремих вимірів нижньощелепної кістки (НЩК) Індекс M1 М2 М3 М4 M5 Назва індекса Довжинний індекс кутнього альвеолярного краю НЩК Широтно-довжинний індекс тіла НЩК Пояснення індекса Відношення довжина кутнього альвеолярного краю (вимір 1) до довжини тіла НЩК (вимір 2) Відношення ширини тіла НЩК (вимір 3) до його довжини (вимір 2) Відношення висоти тіла НЩК (вимір 4) до його довжини Висотно-довжинний індекс тіла НЩК (вимір 2) Індекс прямої довжини вінцевоВідношення прямої довжини вінцево-виросткової вирізки виросткової і виростково-кутової (вимір 5) до прямої довжини виростково-кутової вирізки вирізок (вимір 6) Відношення величини сегментального діаметру Індекс суглобового валика суглобового валика виросткового відростка (вимір 7) до виросткового відростка його сагітального діаметру (вимір 8) Після попередньої статистичної обробки параметрів нижньощелепних кісток експериментальних дрібних тварин відомої видової належності були встановлені такі значення параметрів а і та X0 (і=1, 2, 3, 4, 5; тут і далі індекси R, Н, C, N, P, B відносяться до кроля, зайця, кота, нутрії, песця та байбака відповідно): для визначення кріль-заєць: а1Н=1,81; а2Н=-1,72; а3Н=-1,34; а4Н=0,24; а5Н=0,01; Х0Н=12,96; для визначення кріль-кіт: а1С=10,80; а2С=-3,32; а3С=-1,98; а4С=2,07; а5С=0,45; Х0С=613,41; для визначення кріль-нутрія: а1N=6,62; а2N=7,57; а3N=-2,55; а4N=- 0,59; а5N=0,04; x0N=479,78; для визначення кріль-песець: а1Р=21,21; а2С=-10,34; а3С=-5,00; а4Р=1,88; а5Р=0,45; Х0Р=1241,68; для визначення кріль-байбак: а1В=7,40; а2В=0,72; а3В=-L93; а4В=0,59; а5В=0,07; Х0В=332,66. Підставивши обчислені значення а 1,2,3,4,5 і X0 та одержані значення M1, М2 , М3 , М4 і M5 у дискримінантні рівняння, отримуємо результат для визначення видових параметрів нижньощелепних кісток: кріль-заєць - XRH, кріль-кіт -xRC, кріль-нутрія - XRN, кріль-песець - XRP , кріль-байбак - ХRB: XRH=а1HМ1+а2H М2+а3H М3+а4H М4+а5H М5-Х0H; XRC=а1CМ1+а2C М2+а3C М3+а4C М4+а5C М5-Х0C; XRN=а1NМ1+а2N М2+а3N М3+а4N М4+а5N М5-Х0N; XRP=а1P М1+а2P М2+а3P М3+а4P М4+а5P М5-Х0P; XRB=а1B М1+а2B М2+а3B М3+а4B М4+а5B М5-Х0B. Експертний висновок про видову приналежність нижньощелепних кісток: якщо величини п'яти параметрів видової належності від'ємні, то нижньощелепна кістка належить кролю, а якщо вони мають різні знаки (або усі позитивні), то нижньощелепна кістка належить тій тварині, для якої алгебраїчне значення параметру видової належності є найбільшим. Приклад конкретного виконання. Спосіб визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу здійснюється наступним чином. Представлені на експертизу нижньощелепні кістки оглядають. В разі необхідності досконало препарують, очищаючи від м'яких тканин і остерігаючись пошкодити на них певні структури або проварюють у водопровідній воді протягом 30хв., після чого очищають від м'яких тканин. Підготовлені таким чином нижньощелепні кістки розкладають на столі, оглядають і піддають остеометрії (табл. 1), обчислюють остеометричні індекси (табл. 2) і дані підставляють у дискримінантні рівняння. Потім аналізують величини одержаних видових параметрів і роблять експертний висновок. Приклади. Правильність запропонованої корисної моделі перевірена в експериментах. Була проведена остеометрія шести нижньощелепних кісток, вилучених із скелетів кроля, зайця, кота, нутрії, песця та байбака. Результати обчислень індексів М1, М2, М3, M4 , M5 наведено в таблиці 3. Розраховані значення видових параметрів ХRH, ХRC, ХRN, ХRB, XRP, а також експертні висновки приведені у таблиці 4. Таблиця 3 Значення обчислених індексів нижньощелепних кісток № кістки 1 2 3 М1 44,28 44,24 57,94 M2 14,84 13,57 15,02 М3 38,93 33,52 29,47 М4 27,10 36,90 186,3 M5 55,21 51,16 401,5 4 5 6 59,31 61,22 81,50 19,26 33,58 9,02 31,63 37,21 18,42 59,26 49,73 136,0 67,28 53,59 333,3 Таблиця 4 Експертні висновки щодо видової приналежності нижньощелепної кістки № кістки 1 2 3 4 5 6 XRH -3,44 8,22 75,32 33,78 2,70 130,33 XRC -180,15 -147,19 471,02 54,11 -9,73 632,71 XRN -155,39 -145,85 68,31 15,64 116,29 174,63 XRB -49,59 -34,86 188,05 98,73 105,82 344,95 XRP -574,84 -518,91 215,46 -199,36 -358,90 707,22 експертний висновок кріль заєць кіт байбак нутрія песець Таким чином, запропонований спосіб визначення видової належності нижньощелепної кістки тварин методом дискримінантного аналізу дозволяє: 1. Об'єктивно та вірогідно диференціювати нижньощелепні кістки дрібних тварин невідомої видової належності і за нижньощелепною кісткою встановити видову приналежність тварини. 2. Реалізувати спосіб за допомогою комп'ютерної обробки даних, що дозволить швидко і точно здійснювати експертизу, а також диференціацію об'єктів дослідження. 3. Використання нижньощелепних кісток як матеріалу експертних досліджень дозволяє з високою вірогідністю встановити вид дрібних тварин. Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі: 1. Алексеев В.П. Остеометрия: Методика антропологических исследований. - М.: Наука, 1966. - 252с. 2. Звягин В.Н., Еременко Е.А. Диагностика массивности скелета и соматотипа человека по костям стопы // Судебно-медицинская экспертиза. - 2003. - №3. - С. 17-23. 3. Звягин В.Н., Замятина А.О. Установление порядковой локализации множественных однотипных костей кисти // Судебно-медицинская экспертиза. - 2003. - №4. - С. 23-27. 4. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. - М.: Медицина, 1975. 295с. 5. Яценко І.В., Гетманець О.М., Раковський Я.П. Дискримінантний аналіз в судово-остеологічній експертизі видової належності фрагментів реберних кісток тварин // Зб. наук. праць Луганського нац. аграрного ун-ту: Луганськ: Видавниц-тво ЛНАУ, 2005. - Ветеринарні науки. - №50/73. - С. 321-326. 6. Яценко І.В., Гетманець О.М., Тур В.В. Значення дискримінантного аналізу в судово-остеологічній експертизі видової належності грудних хребців тварин // Вісник Сумського національного аграрного університету. - 2005. №1-2 (13-14). - С. 21-26.