鄭吉龍，趙開(kāi)放，騰月，劉夏，霍德民，王方明

（1.中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110035；2.上海市公安局浦東分局，上海 200120；3.上海市公安局青浦分局，上海 201700；4.上海市公安局嘉定分局，上海 201822）

血痕經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷一直是法醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。準(zhǔn)確的血痕經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷有助于核實(shí)證人陳述、排查嫌疑人、評(píng)估不在場(chǎng)證明等[1]。目前許多方法嘗試用于血痕經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷，如RNA分析[2]、近紅外光譜[3]、數(shù)字圖像技術(shù)[4]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[5]等。血泊是一種血量較大的血痕[6]，也有學(xué)者將血泊定義為有一個(gè)平臺(tái)表面的血痕[7]。關(guān)于血泊的研究主要集中于出血位置確定[8]、血量估計(jì)[9]、犯罪現(xiàn)場(chǎng)重建[10]等?；诖耍狙芯縿?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血泊干燥過(guò)程中數(shù)字圖像的細(xì)微變化，描述整體干燥過(guò)程，總結(jié)形態(tài)變化進(jìn)行分期，探討血泊質(zhì)量下降的規(guī)律，分析血泊三項(xiàng)形態(tài)學(xué)指標(biāo)（面積、邊緣移動(dòng)、干燥裂隙），為血泊經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置由帶支架數(shù)碼相機(jī)（Canon 5D MarkⅣ，3040萬(wàn)像素，分辨率6720×4480，日本Canon公司）、電子秤（浙江金華宇衡有限公司）、薄層瓷板（廣東佛山匯客萊陶瓷有限公司）三部分組成。其中，電子秤精度為0.01 g，最大稱重質(zhì)量2 000.00 g；薄層瓷板規(guī)格為15.0 cm×15.0 cm×5.5 mm，質(zhì)量為300.00 g；相機(jī)位于薄層瓷板正上方30cm處。整體裝置使用前歸零。

1.2 血泊樣本制備

收集4名健康志愿者［男女性各2名，年齡（25±2）歲］肘靜脈血液。取血時(shí)女性均處于非月經(jīng)期。抽取約15 mL靜脈血于試管（不含抗凝劑）中，立即于2.0 cm高度排空至清潔干燥的薄層瓷板上，形成約15 mL體積血泊。4名志愿者均簽署知情同意書，本實(shí)驗(yàn)經(jīng)中國(guó)刑事警察學(xué)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.3 方法

血泊處于封閉、暗室、溫度（20±0.5）℃、濕度35%～45%的環(huán)境中，連續(xù)觀察60h。

1.3.1 干燥分期

肉眼觀察并記錄血泊整體干燥過(guò)程中血泊顏色、物理性質(zhì)、血清分離、裂隙的變化，依據(jù)血泊物理性質(zhì)（液體、膠體、固體）進(jìn)行分期。其中，凝膠線是血泊液態(tài)與凝膠態(tài)的分界線，干燥線是血泊凝膠態(tài)與固體的分界線。

1.3.2 質(zhì)量

在0～5.0h每間隔15min，＞5.0～60.0h每間隔1.0h對(duì)血泊進(jìn)行拍照記錄，保存為bmp格式，同時(shí)記錄其質(zhì)量，計(jì)算4例樣本每個(gè)時(shí)間點(diǎn)質(zhì)量的平均值，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 16.0軟件，建立質(zhì)量M（y1）與時(shí)間（x）的回歸方程。對(duì)血泊質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（Mnorm），標(biāo)準(zhǔn)化公式：

式中，M為血泊干燥過(guò)程中不同時(shí)間點(diǎn)記錄的質(zhì)量，Mi為該血泊最初質(zhì)量，Mf為該血泊完全干燥的最終質(zhì)量。建立Mnorm（y2）與時(shí)間（x）的回歸方程。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

1.3.3 圖像分析

Apache HTTP Server，是Apache軟件基金會(huì)的一個(gè)開(kāi)放源碼的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器，具有跨平臺(tái)使用和安全性高的特點(diǎn)。通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)各種外在平臺(tái)環(huán)境，允許網(wǎng)站管理員通過(guò)在編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)，選擇哪些模塊將會(huì)加載在服務(wù)器中，從而選擇服務(wù)器特性。Django框架使用mod_wsgi.so作為插入模塊，使網(wǎng)站正常運(yùn)行。主要配置代碼如下：

（1）面積和面積變化率。將獲取的圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，利用MATLAB R2014b（美國(guó)MathWorks公司）編寫代碼計(jì)算血泊面積；將獲取的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Microsoft Office Excel 2016，計(jì)算4例樣本每個(gè)時(shí)間點(diǎn)面積變化率（即每個(gè)時(shí)間點(diǎn)血泊的面積與血泊原始面積的比值）的平均值，繪制隨時(shí)間變化的面積變化率曲線。

為了更好地觀察血泊干燥過(guò)程的細(xì)節(jié)變化，僅以血泊圖像第三象限為研究目標(biāo)，定量分析邊緣移動(dòng)距離、放射狀裂隙隨時(shí)間的變化。

（2）邊緣移動(dòng)距離。新舊邊緣之間的垂直距離即為移動(dòng)距離，運(yùn)用Image J隨機(jī)測(cè)量5處垂直距離，取平均值，即為邊緣移動(dòng)距離，數(shù)據(jù)導(dǎo)入Microsoft Office Excel 2016，繪制隨時(shí)間變化的邊緣移動(dòng)距離曲線。

（3）放射狀裂隙長(zhǎng)度（L）。從邊緣向血泊中心呈放射狀延伸的裂隙即為放射狀裂隙。計(jì)數(shù)4例血泊圖像第三象限內(nèi)超過(guò)邊緣沉淀環(huán)的裂隙數(shù)量（n），分別記為n1、n2、n3、n4，并利用Image J（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院）測(cè)量其總長(zhǎng)度（S），分別記為S1、S2、S3、S4，計(jì)算放射狀裂隙長(zhǎng)度（L）：

導(dǎo)入Microsoft Office Excel 2016，繪制隨時(shí)間變化的放射狀裂隙長(zhǎng)度曲線。

2 結(jié) 果

2.1 血泊形態(tài)變化

0～45 h，血泊顏色依次變化為黑紅色、淺紅色、黑紅混合、完全黑色。物理狀態(tài)依次變化為液體、凝膠、固體殘留物。裂隙首先出現(xiàn)在邊緣，逐漸向中心延伸，最后彼此連通；血泊整體收縮，邊緣向中心移動(dòng)。＞45～60 h血泊形態(tài)沒(méi)有明顯變化，幾乎完全干燥。其中1例血泊樣本隨時(shí)間變化的過(guò)程如圖1。血泊局部細(xì)節(jié)特征如圖2所示。

圖1 血泊整體干燥過(guò)程Fig.1 Whole drying process of blood pools

圖2 血泊干燥局部細(xì)目（36h）Fig.2 Detail of the dried blood pool（36h）

2.2 整體干燥過(guò)程變化

血泊整體干燥過(guò)程呈動(dòng)態(tài)變化，顏色、物理狀態(tài)、裂隙數(shù)量、裂隙形態(tài)都逐漸發(fā)生改變。對(duì)4例血泊干燥過(guò)程中的形態(tài)變化進(jìn)行整理，總結(jié)其特征并分為5期（表1）。其中，4例樣本都觀察到了血清分離現(xiàn)象，僅有1例在血泊周圍觀察到淡黃色血清，其余3例血清都覆蓋至邊緣但并沒(méi)有超過(guò)血泊范圍。

表1 血泊干燥過(guò)程中形態(tài)變化Tab.1 Morphological changes during the drying of blood pools

2.3 血泊質(zhì)量

血泊最初質(zhì)量為（15.80±0.60）g，最終殘留質(zhì)量為（3.43±0.40）g。圖3顯示：0～25.0 h，血泊質(zhì)量下降較快；＞25.0～45.0h，下降速率逐漸變緩；＞45.0～60.0h，質(zhì)量無(wú)明顯變化。0～45.0 h，M（y1）與經(jīng)過(guò)時(shí)間（x）的回歸方程為：

0～45.0h，Mnorm（y2）與經(jīng)過(guò)時(shí)間（x）的回歸方程為：

2.4 血泊數(shù)字圖像量化分析

4例血泊樣本，最初血泊面積為（65.0±1.2）cm2，完全干燥后血泊面積為（56.5±0.8）cm2。圖4顯示，0～30.0 h 面積變化率接近于 1，＞30.0～44.0 h迅速下降，＞44.0～60.0h穩(wěn)定在0.86。

2.4.2 血泊邊緣移動(dòng)距離

圖5顯示，血泊經(jīng)過(guò)26.0～28.0h，開(kāi)始觀察到血泊邊緣移動(dòng)，邊緣移動(dòng)距離（0.2±0.2）cm；27.0～42.0 h，邊緣移動(dòng)距離逐漸增加；42.0～60.0 h，移動(dòng)距離穩(wěn)定在（3.7±0.2）cm。

圖3 血泊質(zhì)量隨時(shí)間變化趨勢(shì)Fig.3 The trend of blood pool quality with time

圖4 血泊面積變化率隨時(shí)間變化曲線Fig.4 The curve of change rate of blood pool area

圖5 血泊邊緣移動(dòng)距離隨時(shí)間變化曲線Fig.5 The curve of moving distance of blood pool edge

2.4.3 放射狀裂隙平均長(zhǎng)度

圖6顯示，21.0～23.0h，邊緣首次發(fā)現(xiàn)平行排列的細(xì)裂隙（放射狀裂隙），其平均長(zhǎng)度（0.2±0.2）cm，并向中心移動(dòng)；43.0～45.0 h放射狀裂隙抵達(dá)血泊中心，并互相連通，平均長(zhǎng)度為（40.0±2.5）cm；41.0～60.0h，放射狀裂隙長(zhǎng)度未見(jiàn)明顯變化。

圖6 放射狀裂隙平均長(zhǎng)度隨時(shí)間變化曲線Fig.6 The curve of radial fracture length with time

3 討 論

3.1 血泊整體干燥過(guò)程分析

通過(guò)對(duì)表1的分析發(fā)現(xiàn)，血泊干燥過(guò)程中各種形態(tài)特征與其物理性質(zhì)直接相關(guān)，如血清析出僅在凝膠狀血泊出現(xiàn)，放射狀裂隙只在固體狀血泊出現(xiàn)。因此，依據(jù)物理性質(zhì)的改變，將其整體干燥過(guò)程分為凝固期、凝膠期、膠-固混合期、固體期和完全干燥期5個(gè)時(shí)期。每個(gè)時(shí)期血泊形態(tài)呈各自特點(diǎn)。LAAN等[7]依據(jù)干燥動(dòng)力學(xué)規(guī)律，將血泊整體干燥過(guò)程分為凝固期、凝膠期、邊緣干燥期、中心干燥期、完全干燥期。比較發(fā)現(xiàn)：兩者分期命名雖不一致，但各期時(shí)間段所占比例大致相同，表明兩種分期方法的分析效果大致相同。但本研究分期簡(jiǎn)單直接，容易辨認(rèn)，更貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。

邊緣沉淀環(huán)是血泊干燥的特征性邊緣，4例樣本中均觀察到此現(xiàn)象，如圖2中白色雙箭頭。有學(xué)者[11]對(duì)離體不同時(shí)間血泊的形態(tài)變化進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，但并沒(méi)有討論形態(tài)學(xué)變化的動(dòng)力學(xué)因素。而血泊形態(tài)學(xué)變化和內(nèi)在的動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。其中，血泊顏色的改變是由于血液堆積載體后啟動(dòng)的凝血機(jī)制[7]。DEEGAN等[12]解釋了這種邊緣沉淀現(xiàn)象：邊緣接觸線固定，邊緣蒸發(fā)丟失的溶劑一定被中心的溶劑所代替，在此補(bǔ)充流動(dòng)過(guò)程中，大量的紅細(xì)胞被攜帶到邊緣，隨著邊緣溶劑的蒸發(fā)而出現(xiàn)環(huán)狀沉淀。

凝膠期，血凝塊在血小板的收縮作用下析出淡黃色的血清，出現(xiàn)“血清分離”[13]。雖然4例樣本都出現(xiàn)該現(xiàn)象，但僅有1例析出血清較多，超出血泊范圍，其余3例并未超出血泊范圍。這與RAMSTHALER等[14]的發(fā)現(xiàn)一致，該學(xué)者認(rèn)為只有血泊體積＞10mL時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)血清分離，本研究樣本中都觀察到該現(xiàn)象，但由于血量?jī)H比臨界體積多5mL，形成血清量較少，不足以在血泊周圍觀察到血清。

實(shí)驗(yàn)中形成的4個(gè)血泊都觀察到上述5個(gè)時(shí)期的改變。因此，我們能夠通過(guò)血泊的形態(tài)判斷其干燥時(shí)期。但是血泊整體的干燥并不一定是同步的，有可能部分處于干燥期，而另一部分卻還處于凝膠期。這與血泊所處環(huán)境溫度、濕度、尺寸、載體等有關(guān)[15]。因此在實(shí)踐中，通過(guò)血泊形態(tài)大致推斷案發(fā)時(shí)間時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際環(huán)境條件。

3.2 血泊質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系

血泊質(zhì)量隨時(shí)間變化趨勢(shì)，反映的是蒸發(fā)速率。如圖3所示，整體干燥過(guò)程中，0～25.0 h，水分蒸發(fā)使血泊高度降低[16]，蒸發(fā)速率保持一致為0.36g/h。25.0h后血泊出現(xiàn)干燥固體，凝膠和液態(tài)的面積逐漸減小，導(dǎo)致蒸發(fā)速率的偏差。＞45.0～60.0h，蒸發(fā)速率極低，這是由于血泊完全轉(zhuǎn)化為固體后，水分蒸發(fā)主要通過(guò)疏水的固體沉淀，受多孔媒介干燥動(dòng)力學(xué)影響[17]。血泊蒸發(fā)速率受血泊體積、濕度、溫度等外界因素影響較大，在實(shí)踐中不適于被直接應(yīng)用。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)血泊質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，探究血泊已損失質(zhì)量在整體質(zhì)量變化中的比例與時(shí)間的關(guān)系。血泊標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量與時(shí)間呈現(xiàn)較好的相關(guān)性，可用于血泊經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷。在實(shí)際案例中，發(fā)現(xiàn)時(shí)的血泊質(zhì)量和血泊完全干燥后的質(zhì)量可以稱重或風(fēng)干后獲得；血泊最初質(zhì)量可轉(zhuǎn)化為血泊最初體積的估算，通過(guò)數(shù)字圖像分形分析法[18]、光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)[19]獲得。與目前研究較多的應(yīng)用RNA降解規(guī)律推斷血痕遺留時(shí)間[2]的方法相比，標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量更適合于血量體積較大的血泊。

3.3 血泊各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)

通過(guò)圖4～6，我們發(fā)現(xiàn)血泊面積變化率、放射狀裂隙平均長(zhǎng)度、邊緣移動(dòng)距離與時(shí)間不具線性關(guān)系，故未進(jìn)行這三者與時(shí)間的回歸分析。

如圖4所示，本研究中血泊完全干燥后，面積變化率穩(wěn)定在0.86，預(yù)示著整體干燥過(guò)程中約有14%的面積損失。如圖4所示，血泊面積縮小主要發(fā)生于30.0～42.0h。如圖5所示，血泊邊緣移動(dòng)距離增長(zhǎng)，主要發(fā)生于28.0～42.0h。比較兩者，推斷血泊面積的縮小與干燥過(guò)程中邊緣移動(dòng)有關(guān)。有學(xué)者[20]研究發(fā)現(xiàn)，較大的血滴（吸管4滴以上）干燥后周邊易翹起，與載體分離。這證明了上述推斷，也表明血痕面積損失現(xiàn)象與體積有關(guān)。

放射狀裂隙是血泊干燥內(nèi)部能量釋放的形式。如圖6所示，血泊干燥經(jīng)歷22.0h左右，放射狀裂隙才開(kāi)始出現(xiàn)。這提示放射狀裂隙的出現(xiàn)需要一段能量蓄積的時(shí)間，結(jié)合上述血泊的分期，一定程度上可以大致判斷血泊形成時(shí)間。血痕也有同樣的干燥裂隙模式，且裂隙的形態(tài)與環(huán)境濕度有關(guān)[21]。

本研究采用瓷板作為研究載體，瓷板是家庭室內(nèi)裝修常用材料，同時(shí)也代表一類非滲透性載體，人血形成的血泊更貼合實(shí)際兇殺現(xiàn)場(chǎng)，而且血量較大有利于血泊整體干燥觀察研究。本研究模擬室內(nèi)環(huán)境兇殺現(xiàn)場(chǎng)的血泊，旨在探索血泊整體干燥性質(zhì)及形態(tài)時(shí)序性變化，以期能夠?yàn)檠唇?jīng)過(guò)時(shí)間推斷提供參考依據(jù)。然而，在實(shí)踐中，環(huán)境、載體類型、微生物等多種因素都會(huì)影響血泊干燥形態(tài)及經(jīng)過(guò)時(shí)間推斷。同時(shí)，由于血泊樣本體積較大，實(shí)驗(yàn)樣本收集困難，因此，樣本數(shù)較少的限制也不能被忽略，筆者將通過(guò)增加樣本量、更換載體，考慮溫度、濕度等影響因素，對(duì)血泊進(jìn)行更系統(tǒng)的研究，以期優(yōu)化血泊分期標(biāo)準(zhǔn)、更新標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量指標(biāo)，并將其應(yīng)用于實(shí)際檢案。