Analiza porównawcza śladów zębów i cech zębów z wykorzystaniem metod 2D i 3D.pdf

ARCH. MED. SD. KRYMINOL., 2011, LXI, 107-114

PRACE ORYGINALNE / ORIGINAL PAPERS

Dorota Lorkiewicz-Muszyska 1 , Mariusz lapiski 2 , Czesaw aba 1 , Marzena abcka 1

naliza porwnawcza ladw zbw i cech zbw z wykorzystaniem

metod 2 i 3

Comparison of bite marks and teeth features using 2D and 3D methods

Z Katedry i Zakadu Medycyny Sdowej Uniwersytetu Medycznego

im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Kierownik: p.o. dr n. med. C. aba

Z Kliniki Rehabilitacji Narzdu ucia Uniwersytetu Medycznego

im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Kierownik: dr hab. med. P. Piotrowski

lady zbw maj zoony charakter. Mog one

wystpowa nie tylko na ciele lub zwokach czowie-

ka, ale take na produktach spoywczych i przed-

miotach. Waciwe rozpoznanie i zabezpieczenie

ladw zbw w postaci ugryzie jest warunkiem

przeprowadzenia bada identykacji sprawcy.

Cel pracy Autorzy przeprowadzili badania w celu

ustalenia:

1) Czy na rnych materiaach lady zbw

odwzorowuj si z rn dokadnoci?

2) Czy zastosowana metoda 3D moe by po-

mocna w procesie identykacji osoby w oparciu

o ujawnione lady zbw.

3) Czy zastosowanie metody 3D umoliwia wyeli-

minowanie wtrnych znieksztace ladw powsta-

ych podczas zabezpieczenia ladw w technice 2D.

W wyniku przeprowadzonych badan ustalono,

i na rnych materiaach lady zbw odwzoro-

wuj si z rn dokadnoci. Zastosowana przez

autorw metoda 3D moe z powodzeniem by po-

mocna w procesie identykacji osoby w oparciu

o ujawnione lady zbw. Zastosowanie metody

3D umoliwia wyeliminowanie wtrnych znie-

ksztace ladw powstaych podczas zabezpie-

czenia ladw w technice 2D.

because different areas of human body have

different surfaces and curvatures. A bite mark left

at the scene of crime can be a highly helpful way

to lead investigators to criminals.

The study was performed to establish:

1) whether bite marks exhibit variations in the

accuracy of impressions on different materials,

2) whether it is possible to use the 3D method

in the process of identifying an individual based on

the comparison of bite marks revealed at the scene,

and 3D scans of dental casts,

3) whether application of the 3D method allows

for elimination of secondary photographic distortion

of bite marks.

The authors carried out experiments on simulated

cases. Five volunteers bit various materials with

different surfaces. Experimental bite marks were

collected with emphasis on differentiations of

materials. Subsequently, dental impressions were

taken from ve volunteers in order to prepare ve

sets of dental casts (the maxilla and mandible. The

biting edges of teeth were impressed in wax to

create an imprint. The samples of dental casts,

corresponding wax bite impressions and bite marks

from different materials were scanned with 2D and

3D scanners and photographs were taken. All of

these were examined in detail and then compared

using different methods (2D and 3D). Result:

1) Bite marks exhibit variations in accuracy of

impression on different materials. The most legible

reproduction of bite marks was seen on cheese.

2) In comparison of bite marks, the 3D method

and 3D scans of dental casts are highly accurate.

The nature of bite marks is complex. They are

found at the scene of crime on different materials

and surfaces not only on human body and corpse,

but also on food products and material objects.

Human bites on skin are sometimes difcult to

interpret and to analyze because of the specic

character of skin elastic and distortable and

2011 by Polskie Towarzystwo Medycyny Sdowej i Kryminologii, ISSN 0324-8267

108

Dorota Lorkiewicz-Muszyska, Mariusz Glapiski, Czesaw aba, Marzena abcka

Nr 2

3) The 3D method helps to eliminate secondary

photographic distortion of bite marks.

i zbw przedtrzonowych, ktre bior udzia w me-

chanizmie gryzienia. Zby trzonowe, biorce udzia

w mechanizmie ucia, nie odwzorowuj si w pro-

cesie gryzienia. Nagryzienia powoduj przerwanie

cigoci powierzchni lecz nie powoduj oddzielenia

fragmentu gryzionego materiau. lady przybieraj

posta zagbie odwzorowujcych cz uku z-

bowego z licznymi cechami indywidualnymi zbw

kontaktujcych si z materiaem. Odgryzienie po-

woduje przerwanie cigoci i oddzielenie czci ma-

teriau i odwzorowanie uku i cech zbw. Czasem

s to lady powstae w mechanizmie przesuwania

zbw po powierzchni materiau. Najczciej s to

lady pozostawione przez zby uchwy, ale rwnie

mog w ten sposb zosta odwzorowane zby szcz-

ki. Mona si rwnie spotka z odwzorowaniem

mieszanym kiedy zby szczki zadziaaj niczym

kotwica, a eby uchwy, czci ruchomej, w me-

chanizmie przesuwania po powierzchni pozosta-

wiaj zarysowania i otarcia.

Identykacja, na podstawie ladw ugryzie, spro-

wadza si do analizy porwnawczej indywidualnych

cech zbw osoby podejrzanej ze ladami ugryzie.

Analiza ladw ugryzie oparta jest na dwch zao-

eniach: po pierwsze, e cechy uzbienia czowieka

s indywidualne w zakresie szeregu cech ukadu

zbw biorcych udzia w procesie gryzienia, po

drugie, e ta indywidualno odwzorowuje si na

powierzchni gryzionej [8]. Analiza porwnawcza

prowadzona jest w ukadach zb do zba i uk zbo-

wy do uku zbowego z uwzgldnieniem ksztatu

poszczeglnych zbw i ksztatu uku zbowego,

rozmiarw zbw i uku zbowego, uszeregowania

i ustawienia zbw w uku zbowym, wysokoci z-

bw i nierwnoci w linii zgryzu, a take charakte-

ru zgryzu wszelkich ubytkw, elementw dodatko-

wych w uku (elementy mostw, koron) czy te

wystpujcych anomalii [4, 6, 8].

Do podstawowych czynnoci zmierzajcych do

zabezpieczenia ladw ugryzie naley sporzdze-

nie dokumentacji fotogracznej, zgodnie z przy-

jtymi zasadami w kryminalistyce (m.in. ustawie-

nie aparatu pod ktem 90 o w stosunku do foto-

grafowanych powierzchni ze ladami, ujcie la-

dw ugryzie w centrum obrazu) [2, 3, 9, 10, 11].

Mona w tym zakresie wykorzysta rwnie inne

metody zabezpieczenia ladw (wykonywanie odle-

ww, skanowanie, pobieranie wymazw do bada

DNA). Podczas wykonywania dokumentacji foto-

Sowa kluczowe:

lady zbw, zby, identykacja

Key words:

bite marks, teeth, identication

WSTP

Zby, poza podstawow funkcj zwizan z roz-

drabnianiem pokarmw uywane s niejednokrot-

nie przez czowieka jako rodzaj broni, kiedy jedna

osoba atakuje drug lub oara prbuje obroni si

przed napastnikiem. Ugryzienie jest procesem dy-

namicznym i skada si na nie kilka ukadw: wza-

jemna relacja zbw szczki i uchwy, sia mini,

a w przypadku gdy gryziony jest czowiek to rw-

nie reakcje osoby gryzionej [1, 2, 3]. Ta zoo-

no procesu gryzienia sprawia, i lady pozosta-

wione przez jedn osob mog si rni, stopniem

odwzorowania, co wynika z odmiennej dynamiki

kadego epizodu gryzienia [3]. Wiele przypadkw

dotyczcych analizy ladw ugryzie na ciele jest

zwizana z przemoc na tle seksualnym, gdzie

lady zbw wystpuj najczciej w okolicy gruczo-

w piersiowych i okolic narzdw rodnych. Czsto

te wspistniej w ujawnionych przypadkach prze-

mocy stosowanej wzgldem dzieci. Niejednokrot-

nie zostaj ujawnione na rnego typu produktach

spoywczych (ty ser, maso, owoce, warzywa,

czekolada, ciastka) lub innych przedmiotach (pa-

pier, banderola na szyjce butelki) [1, 4, 5]. Na

rnych materiaach lady zbw odwzorowuj si

z rn dokadnoci. W praktyce medyczno-sdo-

wej spotykamy si czasami z koniecznoci identy-

kacji sprawcy w oparciu o lady zbw pozosta-

wione w miejscu przestpstwa. Pojcie „lady ugry-

zie” oznacza odwzorowanie zbw na powierzchni

materiau, powstae w mechanizmie gryzienia.

lady ugryzie maj zoony charakter i na

rnych materiaach odwzorowuj si ze zrnico-

wan dokadnoci [4, 8]. W duym stopniu rodzaj

odwzorowania zaley od cech materiau, na ktrym

lady zostay pozostawione. W mechanizmie gry-

zienia dochodzi do odwzorowania ladw zbw

w formie nagryzie, odgryzie, otar, podbiegni

krwawych. S one odwzorowaniem siekaczy, kw

2011 by Polskie Towarzystwo Medycyny Sdowej i Kryminologii, ISSN 0324-8267

Nr 2

ANALIZA PORWNAWCZA LADW ZBW I CECH ZBW Z WYKORZYSTANIEM METOD 2D I 3D

109

gracznej moe doj do znieksztace zabezpie-

czanych ladw, z powodu niezastosowania kta

90 i niewaciwego ustawienia aparatu podczas

wykonywania zdj i krzywizn powierzchni materia-

w, na ktrych znajduj si lady ugryzie [2].

Celem zmniejszenia ryzyka znieksztace, zgodnie

z wytycznymi American Board of Forensic Odontology

(ABFO), winno stosowa si kkow skal ABFO

No.2 [3, 12]. Pozwala ona na kontrolowanie ustawie-

nia aparatu w odpowiednim uoeniu i pod ktem

90 o w stosunku do powierzchni, na ktrej znajduj

si lady [12]. Niestety minimalne znieksztacenia

podczas wykonywania dokumentacji fotogracznej

z zachowaniem wszelkich zasad s powszechnym

problemem w procesie analizy ladw ugryzie.

Wynika to z faktu, i uszkodzenia powierzchni s

usytuowane w przestrzeni 3D i uwarunkowane

krzywiznami powierzchni [2].

we. Modele wraz z rejestratami stanowiy materia

badawczy uywany w dalszych etapach badania.

CEL PRACY

Autorzy dokonali analizy cech ladw zbw na

rnych materiaach celem ustalenia:

1) Czy na rnych materiaach lady zbw

odwzorowuj si z rn dokadnoci?

2) Czy zastosowana metoda 3D moe znale

zastosowanie w procesie identykacji osoby w opar-

ciu o ujawnione lady zbw.

3) Czy zastosowanie metody 3D umoliwia wye-

liminowanie wtrnych znieksztace ladw po-

wstaych podczas zabezpieczenia ladw w tech-

nice 2D.

yc. 1.

djcie wyciskw anatomicznych

szczki i uchwy jednej z osb biorcej

udzia w eksperymencie.

MATERIA I METODY

ig. 1.

Dental casts of the maxilla and

mandible of an individual participating

in the experiment.

Eksperymentalne lady zbw zostay pobrane

od 5 osb. Osoby biorce udzia w eksperymencie

pozostawiy lady ugryzie na czterech rodzajach

materiaw, cechujcych si zrnicowan struktu-

r, spoistoci, twardoci, elastycznoci oraz kszta-

tem powierzchni.

lady zostay odwzorowane na:

czekolada odgryzienie,

ty ser nagryzienie, odgryzienie,

jabko nagryzienie, odgryzienie,

grapefruit nagryzienie.

Od osb biorcych w badaniu pobrane zostay

wyciski anatomiczne, a nastpnie przygotowano

modele gipsowe oraz woskowe rejestraty zwarcio-

dentykacja ladw zbw z wykorzystaniem

metody 2D

Modele oraz rejestraty zwarciowe zostay pod-

dane skanowaniu z wykorzystaniem skanera paskie-

go Epson Perfection 4990 Photo przy rozdzielczoci

1200. Podczas skanowania wykorzystano skalwk

ABFO No. 2.

Z wykorzystaniem programu gracznego Corel-

-Draw X3 z odleww szczki i uchwy pobrano za-

rysy krawdzi siecznych i guzkw powierzchni ucia

zbw w zakresie od centralnego siekacza do dru-

giego zba przedtrzonowego dla poszczeglnych

2011 by Polskie Towarzystwo Medycyny Sdowej i Kryminologii, ISSN 0324-8267

110

Dorota Lorkiewicz-Muszyska, Mariusz Glapiski, Czesaw aba, Marzena abcka

Nr 2

ukadw zbw. Dokonano lustrzanego odbicia po-

branych cech ukadu zbw. Porwnano je z od-

wzorowaniem zbw na rejestratach zwarciowych

pobranych od osb uczestniczcych w ekspery-

mencie.

Zostaa wykonana dokumentacja fotograczna

ladw zbw z wykorzystaniem aparatu fotogra-

cznego lustrzanki cyfrowej Canon 20D. Podczas

fotografowania wykorzystano skalwk ABFO No.

2. Skalwk umieszczano kadorazowo na supkach

modeliny. Supki zostay przygotowane z uwzgl-

dnieniem odpowiedniej ich wysokoci, tak aby

umieszczona na nich skalwka znajdowaa si na

wysokoci fotografowanych ladw ugryzie. Zdj-

cia wykonywano w rzucie pionowym, pod ktem

90 o . Zdjcia materiaw ze ladami ugryzie zosta-

y przeniesione do pamici komputera. Pobrane

wczeniej cechy analizowanych zbw porwnano

ze ladami zbw zabezpieczonych na wybranych

materiaach. Z wykorzystaniem programu graczne-

go CorelDraw X3 dokonano analizy porwnawczej

cech zbw osb biorcych udzia w eksperymen-

cie oraz cech ladw ugryzie na poszczeglnych

materiaach, poprzez wzajemne naoenie obrazw.

Utworzono strony wielowarstwowe, importujc na

warstw 1 powikszone zdjcia materiaw ze la-

dami ugryzie. Na warstw 2 skopiowano pobrane

z odleww zarysy krawdzi siecznych i powierzchni

ucia zbw w zakresie od centralnego siekacza

do drugiego zba przedtrzonowego dla poszcze-

glnych ukadw zbw. Analizie poddano cechy

w zakresie szerokoci i ksztatu uku zbowego

szczki i uchwy, szerokoci i ksztatu odwzoro-

wania ukadu linii brzegw siecznych i guzkw

poszczeglnych zbw, ukadu zbw w uku.

yc. 2.

obrane brzegi sieczne i guzki zbw

szczki i uchwy jednej z osb biorcej

udzia w eksperymencie.

yc. 3.

orwnanie cech brzegw siecznych

przednich zbw szczki jednej z osb

biorcej udzia w eksperymencie i ladw

ugryzie na tym serze metoda 2D.

ig. 2.

he cutting edges of the anterior teeth

and cusps of premolar teeth taken from

the maxilla and mandible of a person

participating in the experiment.

ig. 3.

Comparison of features of the anterior

teeth and cusps of premolar teeth of

the maxilla of an individual participating

in the experiment and traces of bite

marks on cheese the 2D method.

2011 by Polskie Towarzystwo Medycyny Sdowej i Kryminologii, ISSN 0324-8267

Nr 2

ANALIZA PORWNAWCZA LADW ZBW I CECH ZBW Z WYKORZYSTANIEM METOD 2D I 3D

111

dentykacja ladw zbw z wykorzystaniem

metody 3D

Modele gipsowe oraz materiay ze ladami z-

bw zostay poddane skanowaniu celem otrzyma-

nia modeli 3D. Skanowania dokonano z wyko-

rzystaniem skanera optycznego Atos II rmy Gom.

Rozdzielczo kamer wynosia 1,4 mega pikseli.

Odlego punktw podczas skanowania wynosia

0,18 mm. Modele 3D odleww gipsowych naoo-

no na lady ugryzie widoczne na modelach 3D

dopasowujc krawdzie sieczne siekaczy i kw

oraz guzki zbw przedtrzonowych szczki i u-

chwy do zabezpieczonych ladw ugryzie w skali

1:1. Analizie poddano cechy w zakresie szerokoci

i ksztatu uku zbowego szczki i uchwy, szero-

koci i ksztatu odwzorowania ukadu linii brzegw

siecznych i guzkw poszczeglnych zbw, ukadu

zbw w uku.

W wyniku analizy porwnawczej (zarwno me-

tod 2D i 3D) cech zbw i ladw ugryzie na ma-

teriale badawczym w postaci tego sera, jedno-

znacznie pozytywnie udao si zidentykowa wszy-

stkie pi osb, ktre lady na materiale badanym

pozostawiy. Jednoznacznej identykacji dokonano

w przypadku kadej z osb, zarwno w oparciu o ana-

liz cech zbw szczki jak i uchwy. Negatywne

wyniki otrzymano, kiedy porwnano cechy zbw

kadej z badanych osb ze ladami pozostawiony-

mi na materiale przez pozostae osoby biorce udzia

w eksperymencie.

W wyniku analizy porwnawczej (zarwno me-

tod 2D i 3D) cech zbw i ladw ugryzie na ma-

teriale badawczym w postaci jabka, pozytywnie

udao si zidentykowa wszystkie pi osb, ktre

lady na materiale badanym pozostawiy. Jednozna-

cznej identykacji dokonano w przypadku dwch

z osb, zarwno w oparciu o analiz cech zbw

szczki jak i uchwy. Trzy osoby zostay zidentyko-

wane pozytywnie, lecz z pewnym tylko prawdopo-

dobiestwem. Negatywne wyniki otrzymano, kiedy

porwnano cechy zbw kadej z badanych osb ze

ladami pozostawionymi na materiale przez po-

zostae osoby biorce udzia w eksperymencie.

W wyniku analizy porwnawczej (zarwno me-

tod 2D i 3D) cech zbw i ladw ugryzie na ma-

teriale badawczym w postaci grapefruita, pozyty-

wnie udao si zidentykowa wszystkie pi osb,

ktre lady na materiale badanym pozostawiy.

Osoby zostay zidentykowane pozytywnie, lecz

z pewnym tylko prawdopodobiestwem. W dwch

przypadkach identykacja moliwa bya tylko

w oparciu o lady zbw szczki, natomiast lady

zbw uchwy nie wykazay wystarczajcej iloci

cech do wycignicia kocowych wnioskw. Nega-

tywne wyniki otrzymano, kiedy porwnano cechy

zbw kadej z badanych osb ze ladami pozosta-

wionymi na materiale przez pozostae osoby biorce

udzia w eksperymencie.

W wyniku analizy porwnawczej (zarwno me-

tod 2D i 3D) cech zbw i ladw ugryzie na ma-

teriale badawczym w postaci czekolady, pozytywnie

udao si zidentykowa wszystkie pi osb, ktre

lady na materiale badanym pozostawiy. Osoby

zostay zidentykowane pozytywnie, lecz z pewnym

tylko prawdopodobiestwem. W czterech przy-

padkach identykacja moliwa bya tylko w oparciu

o lady zbw szczki, natomiast lady zbw

WYNIKI

lady ugryzie odwzoroway si w zrnicowa-

nym stopniu na rnych materiaach. Najbardziej

wiernie i czytelnie lady ugryzie odwzoroway si

na tym serze. Mniej czytelnie lady odwzoroway

si na jabku, grapefruicie. Obserwowano w przy-

padku tych materiaw wystpienie pierwotnych

znieksztace bdcych wynikiem waciwoci tych

materiaw. W przypadku jabka i grapefruita prze-

rwanie cigoci skrki owocw miejscami byo nie-

rwne i nieznacznie znieksztacio odwzorowanie la-

dw ugryzie. W przypadku czekolady w pocztko-

wym etapie gryzienia dochodzio do zagbiania si

zbw w materiale, ktry nastpnie ama si w ko-

lejnym etapie procesu gryzienia. Znieksztacenia

pierwotne ladw powstaway w wikszoci przy-

padkw.

Metod 2D dokonano cznie 300 prb dopaso-

wania kadego ukadu zbw (osobno szczki i u-

chwy), z czego 60 ukadw stanowiy zestawienia

zbw osb, ktre w przeprowadzonym ekspery-

mencie pozostawiy lady na badanych materia-

ach.

Metod 3D dokonano cznie 300 prb dopaso-

wania kadego z ukadu zbw (osobno szczki i u-

chwy) do ladw ugryzie, z czego 60 ukadw

stanowiy zestawienia zbw osb, ktre w przepro-

wadzonym eksperymencie pozostawiy lady na ba-

danych materiaach.

2011 by Polskie Towarzystwo Medycyny Sdowej i Kryminologii, ISSN 0324-8267

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: