Использование колебательной спектроскопии в сочетании с машинным обучением для задач судебной медицины

Закрыть метаданные

Рекомендуем статьи по данной теме:

Опыт сопоставления реконструкций внешнего облика, выполненных по черепам, с имеющимися прижизненными фотографиями. Судебно-медицинская экспертиза. 2024;(1):14-19

Опыт использования Data Analysis исследовательских данных при решении задачи установления целевой возрастной группы. Судебно-медицинская экспертиза. 2024;(4):37-41

Неинвазивная диагностика глиом головного мозга по гистологическому типу с помощью нейрорадиомики в стандартизированных зонах интереса: на пути к цифровой биопсии. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2023;(6):59-66

Прогностическая модель для дополнительной интраоперационной установки плеврального дренажа при торакоскопической лобэктомии. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2023;(12):14-25

Использование искусственной нейронной сети при внутрисосудистых методах исследования. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2024;(1):77-81

Сравнение прогностических возможностей традиционных методов оценки сердечно-сосудистого риска с использованием шкал SCORE и FRAMINGHAM, технологий машинного обучения «ИНТЕРЭПИД». Профилактическая медицина. 2024;(2):96-102

Разработка и тестирование новых методических подходов прогнозирования сердечно-сосудистых событий у здоровых людей с использованием технологии машинного обучения на базе международного исследования «Интерэпид». Профилактическая медицина. 2024;(3):72-79

Искусственные интеллектуальные системы в развитии вспомогательных репродуктивных технологий. Российский вестник акушера-гинеколога. 2024;(2):19-29

Определение наличия антибиотика в имплантато-костных биоптатах методом рамановской спектроскопии в эксперименте. Стоматология. 2024;(3):5-10

Искусственный интеллект в дерматологии: возможности и перспективы. Клиническая дерматология и венерология. 2024;(3):246-252

Колебательная спектроскопия в сочетании с машинным обучением имеет большой потенциал для судебно-медицинских исследований. Портативные рамановские спектрометры уже используются правоохранительными органами для идентификации наркотиков. В настоящее время на основе колебательной спектроскопии разрабатывается несколько новых технологий, которые можно применять в криминалистике для анализа документов, следов выстрелов, тканей, почвы, волос, ногтей и лака. В статье рассматривается использование колебательной спектроскопии в судебно-медицинской практике для проведения серологических исследований с акцентом на разработку универсального метода идентификации основных выделений организма. Метод позволяет определить время, прошедшее с момента образования следа, а также фенотипический профиль хозяина, включая пол, расу и возраст.

Ключевые слова:

рамановская спектроскопия

машинное обучение

криминалистика

жидкости организма

остатки огнестрельного оружия

Авторы:

Альпуче Р.

Университет Олбани — Государственный Университет Нью-Йорка

ORCID: 0000-0002-6660-323X

Пиголкин Ю.И.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

ORCID: 0000-0001-5370-4931

Захаров С.Н.

ORCID: 0000-0003-0107-9649

Леднев И.К.

Университет Олбани — Государственный Университет Нью-Йорка

ORCID: 0000-0002-6504-531X

Дата поступления:

27.02.2024

Дата принятия в печать:

14.03.2024

Список литературы:

Пиголкин Ю.И., Золотенкова Г.В. Внедрение современных достижений нейрогистологии в судебно-медицинскую практику. Тихоокеанский медицинский журнал. 2016;2(64):49-54. https://doi.org/10.17238/pmj1609-1175.2016.2.49-54
Lewis IR, Edwards H. Handbook of Raman spectroscopy: from the research laboratory to the process line. USA: CRC press; 2001. https://doi.org/10.1002/jrs.1117
Hernandez D. SHERLOC for Scientists. Assessed January 29, 2024. https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/sherloc/for-scientists/#:~:text=The%20laser%20is%20integrated%20to,Martian%20surface%20and%20near%20subsurface
Ralbovsky NM, Lednev IK. Towards development of a novel universal medical diagnostic method: Raman spectroscopy and machine learning. Chemical Society Reviews. 2020;49(20):7428-7453. https://doi.org/10.1039/d0cs01019g
Weber A, Hoplight B, Ogilvie R, Muro C, Khandasammy SR, Pérez-Almodóvar L, Sears S, Lednev IK. Innovative vibrational spectroscopy research for forensic application. Analytical Chemistry. 2023;95:167-205. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05094
Doty KC, Lednev IK. Raman spectroscopy for forensic purposes: recent applications for serology and gunshot residue analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2018;103:215-222 https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.12.003
Khandasammy SR, Fikiet MA, Mistek E, Ahmed Y, Halámková L, Bueno J, Lednev IK. Bloodstains, paintings, and drugs: Raman spectroscopy applications in forensic science. Forensic Chemistry. 2018;8:111-133. https://doi.org/10.1016/j.forc.2018.02.002
Официальная страница продукта: TruNarcTM Handheld Narcotics Analyzer. Ссылка активна на 15.01.24. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/TRUNARC
Muro CK, Doty KC, Bueno J, Halamkova L, Lednev IK. Vibrational spectroscopy: recent developments to revolutionize forensic science. Analytical chemistry. 2015;87:306-327. https://doi.org/10.1021/ac504068a
Virkler K, Lednev IK. Analysis of body fluids for forensic purposes: from laboratory testing to non-destructive rapid confirmatory identification at a crime scene. Forensic science international. 2009;188:1-17. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2009.02.013
Muro CK, Doty KC, de Souza Fernandes L, Lednev IK. Forensic body fluid identification and differentiation by Raman spectroscopy. Forensic Chemistry. 2016;1:31-38. https://doi.org/10.1016/j.forc.2016.06.003
Vyas B, Halamkova L, Lednev IK. A universal test for the forensic identification of all main body fluids including urine. Forensic Chemistry. 2020;20:100247. https://doi.org/10.1016/j.forc.2020.100247
Muro CK, Lednev IK. Identification of individual red blood cells by Raman microspectroscopy for forensic purposes: in search of a limit of detection. Analytical and bioanalytical chemistry. 2017;409:287-293. https://doi.org/10.1007/s00216-016-0002-2
Nichols N, Lednev I. Raman Spectroscopy for Forensic Identification of Body Fluid Traces: Method Validation for Potential False Negatives Caused by Blood-Affecting Diseases. American Journal of Analytical Chemistry. 2022;13(1):1-8. https://doi.org/10.4236/ajac.2022.131001
Rosenblatt R, Halámková L, Doty KC, de Oliveira Jr EA, Lednev IK. Raman spectroscopy for forensic bloodstain identification: method validation vs. environmental interferences. Forensic Chemistry. 2019;16:100175. https://doi.org/10.1016/j.forc.2019.100175
Casey T, Mistek E, Halámková L, Lednev IK. Raman spectroscopy for forensic semen identification: Method validation vs. environmental interferences. Vibrational Spectroscopy. 2020;109:103065. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2020.103065
Fikiet MA, Lednev IK. Raman spectroscopic method for semen identification: Azoospermia. Talanta. 2019;194:385-389. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2018.10.034
McLaughlin G, Fikiet MA, Ando M, Hamaguchi H, Lednev IK. Universal detection of body fluid traces in situ with Raman hyperspectroscopy for forensic purposes: Evaluation of a new detection algorithm (HAMAND) using semen samples. Journal of Raman Spectroscopy. 2019;50:1147-1153. https://doi.org/10.1002/jrs.5621
Kistenev YV, Borisov AV, Samarinova AA, Colón-Rodríguez S, Lednev IK. A novel Raman spectroscopic method for detecting traces of blood on an interfering substrate. Scientific Reports. 2023;13:5384. https://doi.org/10.1038/s41598-023-31918-9
Sikirzhytskaya A, Sikirzhytski V, Pérez-Almodóvar L, Lednev IK. Raman spectroscopy for the identification of body fluid traces: Semen and vaginal fluid mixture. Forensic Chemistry. 2023;32:100468. https://doi.org/10.1016/j.forc.2023.100468
Sikirzhytski V, Lednev I, Sikirzhytskaya A. Raman spectroscopy coupled with advanced chemometrics for forensic analysis of semen and blood mixtures. Spectroscopy. 2013:28(12). https://doi.org/10.1016/j.forc.2023.100468
Virkler K, Lednev IK. Blood species identification for forensic purposes using Raman spectroscopy combined with advanced statistical analysis. Analytical chemistry. 2009;81:7773-7777 https://doi.org/10.1021/ac901350a
Doty KC, Lednev IK. Differentiation of human blood from animal blood using Raman spectroscopy: A survey of forensically relevant species. Forensic science international. 2018;282:204-210. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2017.11.033
Sikirzhytskaya A, Sikirzhytski V, Lednev IK. Raman spectroscopy coupled with advanced statistics for differentiating menstrual and peripheral blood. Journal of biophotonics. 2014;7:59-67. https://doi.org/10.1002/jbio.201200191
Mistek-Morabito E, Lednev IK. Discrimination of menstrual and peripheral blood traces using attenuated total reflection Fourier transform-infrared (ATR FT-IR) spectroscopy and chemometrics for forensic purposes. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2021;413:2513-2522. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03206-w
Doty KC, McLaughlin G, Lednev IK. A Raman spectroscopic clock for bloodstain age determination: the first week after deposition. Analytical and bioanalytical chemistry. 2016;408:3993-4001. https://doi.org/10.1007/s00216-016-9486-z
Doty KC, Muro CK, Lednev IK. Predicting the time of the crime: Bloodstain aging estimation for up to two years. Forensic Chemistry. 2017;5:1-7. https://doi.org/10.1016/j.forc.2017.05.002
Weber AR, Lednev IK. Crime clock—Analytical studies for approximating time since deposition of bloodstains. Forensic Chemistry. 2020;19:100248. https://doi.org/10.1016/j.forc.2020.100248
Barber AP, Weber AR, Lednev IK. Raman spectroscopy to determine the time since deposition of heated bloodstains. Forensic Chemistry. 2024;37:100549. https://doi.org/10.1016/j.forc.2024.100549
Sikirzhytskaya A, Sikirzhytski V, Lednev IK. Determining gender by Raman spectroscopy of a bloodstain. Analytical chemistry. 2017;89:1486-1492. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b02986
Takamura A, Halamkova L, Ozawa T, Lednev IK. Phenotype profiling for forensic purposes: determining donor sex based on Fourier transform infrared spectroscopy of urine traces. Analytical chemistry. 2019;91:6288-6295. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b01058
Muro CK, de Souza Fernandes L, Lednev IK. Sex determination based on Raman spectroscopy of saliva traces for forensic purposes. Analytical chemistry. 2016;88:12489-12493. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b03988
Muro CK, Lednev IK. Race differentiation based on Raman spectroscopy of semen traces for forensic purposes. Analytical chemistry. 2017;89:4344-4348. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b00106
Mistek E, Halámková L, Doty KC, Muro CK, Lednev IK. Race differentiation by Raman spectroscopy of a bloodstain for forensic purposes. Analytical chemistry. 2016;88:7453-7456. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b01173
Mistek E, Halámková L, Lednev IK. Phenotype profiling for forensic purposes: Nondestructive potentially on scene attenuated total reflection Fourier transform-infrared (ATR FT-IR) spectroscopy of bloodstains. Forensic Chemistry. 2019;16:100176. https://doi.org/10.1016/j.forc.2019.100176
Doty KC, Lednev IK. Differentiating donor age groups based on Raman spectroscopy of bloodstains for forensic purposes. ACS central science. 2018;4:862-867. https://doi.org/10.1021/acscentsci.8b00198
Giuliano S, Mistek-Morabito E, Lednev IK. Forensic phenotype profiling based on the attenuated total reflection fourier transform-infrared spectroscopy of blood: Chronological age of the donor. ACS omega. 2020;5:27026-27031. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01914
Al‐Hetlani E, Halámková L, Amin MO, Lednev IK. Differentiating smokers and nonsmokers based on Raman spectroscopy of oral fluid and advanced statistics for forensic applications. Journal of biophotonics. 2020;13:e201960123. https://doi.org/10.1002/jbio.201960123

Закрыть метаданные