咬痕證據(jù)在法醫(yī)牙科學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

（新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830054）

咬痕是指某個體牙齒或牙齒與口腔其他部分一起作用于物體（人體、食物或其他物品），造成該物體在形態(tài)上發(fā)生改變而留下的痕跡[1]。人類咬痕最常出現(xiàn)在受害者的皮膚上，并且?guī)缀蹩梢娪谏眢w所有部位，在性犯罪案件中最常見于女性的乳房、胸部、大腿和男性的臂部、肩部[2]。咬痕分析的科學(xué)依據(jù)源于人類牙列個性化的前提下，就牙齒的大小、形狀和排列而言，每個人的牙列都是獨一無二的[3-4]，基于此牙列可在咬合過程中形成具有特征性的細節(jié)信息，使研究者可以根據(jù)咬痕分析進行嫌疑人的排除或認定從而有助于司法系統(tǒng)的判斷[5]。本文就咬痕證據(jù)的實際應(yīng)用、咬痕分析的研究現(xiàn)狀和面臨的問題進行簡要綜述，并對咬痕分析的前景進行展望。

1 咬痕證據(jù)在法醫(yī)牙科學(xué)中的應(yīng)用

2016年，NANDAN等[6-7]的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，咬痕多見于虐童、性犯罪等暴力案件中，常是嫌疑人攻擊或受害者自衛(wèi)的結(jié)果。根據(jù)遺留在人體組織上的咬痕，提取咬痕信息，有助于分析案件發(fā)生的經(jīng)過，并用于嫌疑人的排除或認定，因此咬痕證據(jù)在法醫(yī)牙科學(xué)中正發(fā)揮著越來越不可替代的作用。

1870年，俄亥俄州訴羅賓遜一案可能是美國有記載的最早的咬痕案例[8]。這起發(fā)生在俄亥俄州的朗斯福德謀殺案中，調(diào)查者在受害人的肩部發(fā)現(xiàn)了牙齒形成的痕跡，并認定這個痕跡是在謀殺案發(fā)生時造成的，根據(jù)嫌疑人上頜僅有5個牙齒的特征，將牙列模型與皮膚咬痕直接對比確定嫌疑人，但羅賓遜還是被判為無罪。由于涉及咬痕的先例定罪在法律文獻中比較少見，因此很難確定早期案件的性質(zhì)。咬痕作為證據(jù)在美國法庭上的第一次應(yīng)用，其可信度以及調(diào)查者是否為該領(lǐng)域有資質(zhì)的專家受到當(dāng)時人們的質(zhì)疑。1874年，美國“防止虐待動物學(xué)會”報告了1例兒童虐待案例——瑪麗·艾倫案，其中再次涉及咬痕證據(jù)[8]。1972年，伊利諾伊州的約翰遜強奸案是第一個涉及咬痕且上訴后嫌疑人被判有罪的案例[9]。直至1986年美國法醫(yī)牙科學(xué)委員會（American Board of Forensic Odontology，ABFO）出版了咬痕分析的指南，使咬痕分析得以快速發(fā)展。

2013年，VERMA等[5]的研究認為，咬痕分析結(jié)果有助于解釋犯罪現(xiàn)場的一些關(guān)鍵性問題，從而有助于司法系統(tǒng)的判斷，而有時僅憑借咬痕分析無法判定嫌疑人有罪，但當(dāng)數(shù)據(jù)無法與實際吻合時可用于排除可疑者，即咬痕認定的否定價值更大。

2015年，徐杰等[10]在案發(fā)現(xiàn)場拍照提取女尸腹部咬痕，根據(jù)牙齒大小形態(tài)特點判斷上下頜牙及參與咬痕形成的牙齒，同時采集嫌疑人牙痕蠟片，對比結(jié)果為女尸腹部咬痕與牙痕蠟片形態(tài)一致，牙冠大小相同。結(jié)合DNA綜合分析得出女尸腹部咬痕確為嫌疑人造成的結(jié)論。但該案是建立在咬痕表面擦拭物檢出DNA數(shù)據(jù)，經(jīng)DNA數(shù)據(jù)庫比對初步確定嫌疑人的基礎(chǔ)之上，且結(jié)論排除了由于皮膚松弛彈性以及咬痕形成時的相對運動造成的與牙痕蠟片的差異帶來的誤差。

2016年，MAISTRY[11]報道了一則自傷性咬痕的案例。該案例是一個受到嚴重攻擊的35歲中年女性，尸體檢驗發(fā)現(xiàn)其左臂有表淺咬痕，由于病損表淺且未穿透皮膚故未取得咬痕印模。使用ABFO標(biāo)尺作為牙齒所致?lián)p傷大小的參考拍照記錄咬痕，使用硅膠印模材料取得受害者牙列印模并制成石膏研究模型，將模型上下頜在咬合記錄蠟上施壓獲得受害人上下頜牙精確的咬合形態(tài)，并與實際咬痕比較。將蠟上的牙齒形態(tài)描記在塑料板上與咬痕圖片重疊后找出一致性特征，一致性特征的數(shù)量越多，匹配的可能性就越高。比對結(jié)果為上頜牙與上頜咬痕外側(cè)有6處一致性特征，與上頜咬痕內(nèi)側(cè)有7處一致性特征，很大程度上表明，受害者左前臂咬痕為自傷所致。

在法醫(yī)牙科學(xué)中，運用咬痕分析判斷受害者或嫌疑人的牙齒與咬痕之間完全匹配的一致性特征的最小數(shù)量并沒有一致的標(biāo)準(zhǔn)。一致性特征的數(shù)量越多，則匹配的可能性就越高。

2 咬痕證據(jù)相關(guān)分析的研究方法

咬痕研究常用的方法是形態(tài)學(xué)比對[12]，包括記分識別法[13]及計點測量法[14-15]等，隨著計算機及信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)計算機重疊、3D成像等技術(shù)，咬痕研究也逐漸由手工描記向數(shù)字化方向發(fā)展。

STROM[16]首次對咬痕證據(jù)進行形態(tài)學(xué)分析，1924年他將所用的方法命名為“牙列印記檢查（odontoscopy）”，類似于指紋識別的“指紋鑒定法”。方法是先獲得嫌疑人牙齒的石膏模型，干燥后浸入印刷墨，使牙齒的切嵴和面蘸上印刷墨。在模型上放一張濕潤的紙，印記就轉(zhuǎn)移到這張紙上，再將這張紙放到與咬痕實物大小一致的照片上進行對比。在實際應(yīng)用中STROM的方法是可行的，也正因他的第1次嘗試，促進了咬痕分析后續(xù)的發(fā)展。

1994年，NARU等[17]使用數(shù)字化成像技術(shù)與手工描記法對比，認為數(shù)字化成像技術(shù)的可重復(fù)性強，優(yōu)勢是可減少操作者的主觀性，節(jié)約時間，提高嫌疑人牙列與損傷處圖像的對比精確度。

2003年，THALI等[13]使用記分識別法對受害者背部的咬痕進行分析，首先使用標(biāo)準(zhǔn)攝影方法獲得一系列有特定排列位點的無扭曲的咬痕圖像，所有數(shù)據(jù)在三維空間進行定點、測量和分析，再使用3D掃描儀獲得嫌疑人牙列模型，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D/CAD程序中，運用計算機技術(shù)將圖片重疊在3D模型上，嫌疑人牙列的3D模型在咬痕圖片下方并穿透圖片，這樣就能清楚看到咬痕是如何形成的，最后根據(jù)形狀、角度、尺寸等指標(biāo)將咬痕與嫌疑人牙列匹配。值得注意的是，最先接觸皮膚的前牙在進行精確比對時非常關(guān)鍵。

同年，劉力等[15]使用計點測量法對400例牙列模型進行分析、計算后將牙齒形狀、排列轉(zhuǎn)化成數(shù)字坐標(biāo)，并根據(jù)每顆牙與坐標(biāo)原點的相對位置運用Borland C++5.0語言編寫程序計算牙齒和牙弓特征。最后通過牙特征點位與坐標(biāo)原點的距離、牙長、旋轉(zhuǎn)角度、牙間隙來確定牙齒的位置，完成咬痕個體識別。該方法的優(yōu)點是將形態(tài)學(xué)特征數(shù)字化，量化比對標(biāo)準(zhǔn)，可得出比對精度，但缺點是所需的最少牙點位數(shù)目為12～14個，大致需要5～7個完整的牙痕。在實際應(yīng)用中，由于事件發(fā)生所致咬痕的原因不同，無法保證獲得足夠多的完整牙痕，且由于咬痕作用時間、發(fā)生部位、不同咬合力量使咬痕在皮膚上發(fā)生扭曲、變形，造成的咬痕形態(tài)差異，以及咬痕形態(tài)隨時間的變化等，使咬痕難以同“可疑者”牙列模型的平面相對位置坐標(biāo)匹配，故匹配誤差較大[13]。

2009年，蘇儉生等[18]自制人牙咬痕模擬系統(tǒng)，利用可控咬合力大小的加載裝置在乳豬皮膚上形成實驗性咬痕。較以往研究不同，該研究優(yōu)點是：考慮到在實際案例中，疑犯或受害者在實施咬合動作時上下頜切牙通常是切對切的關(guān)系，實驗中上架時，在相當(dāng)于關(guān)節(jié)窩部位放入大小適中的小圓柱體，直徑以上下前牙位置恰好切對切位為準(zhǔn)，并且通過控制彈簧壓縮量計算咬痕的加載力度，以還原咬痕發(fā)生時上下頜牙運動的真實狀態(tài)，為后續(xù)的咬痕實驗室研究及咬痕的同一認定提供了條件。

2011年，吳硯等[19]運用三維錐形束CT（cone beam CT，CBCT）鑒定1例咬痕。其將死者左上肢咬痕和嫌疑人上下頜牙列用人造石灌模后，使用CBCT生成咬痕和嫌疑人的牙列相重疊（在Adobe Photoshop軟件中使用圖層樣式進行兩張圖的疊加），根據(jù)測量參數(shù)分析特征性牙位，采用計點測量法變化率公式計算得出參數(shù)總體誤差率為1.18%，認為死者上肢咬痕為該嫌疑人所留的可能性較大。吳硯等認為，咬痕和牙模中有4～5個特征性牙位形態(tài)特征相同，同一認定誤差率可小于8/10萬，如果有8顆牙以上特征相同，可基本達到同一認定。

2014年，GOREA等[20]研究一批志愿者在皮膚和泥土上形成的咬痕并用不同的方法（手繪、拍攝、掃描）進行比對分析，得出泥土上的咬痕可以100%精確識別，而人類皮膚是記錄咬痕較不準(zhǔn)確的載體。盡管咬痕有各種局限性，但仍是犯罪者同一認定的有利證據(jù)，上頜咬痕用于比對的結(jié)果優(yōu)于下頜。另外，除了皮膚具有彈性，受到咬合力作用發(fā)生扭曲外，拍攝時導(dǎo)致的照片扭曲變形也會影響比對結(jié)果。

2016年，de SAINTE CROIX等[21]為了研究3D成像技術(shù)形成的三維咬痕延時圖像可否就受傷部位及性質(zhì)提供信息以及用于分析咬痕隨時間的變化，將上架后的牙列模型在志愿者前臂造成實驗性咬痕。在即刻和間隔3、6、24、72、96h后拍攝前臂圖像，并使用三維空間成像技術(shù)（3D dimensional imaging）獲取3D動態(tài)圖，運用3D成像技術(shù)，選取最清晰、保留時間最長的咬痕損傷制作動態(tài)圖。作者認為以這種方式制作的動態(tài)圖將對在法庭中展示照片證據(jù)和估計受傷時間能發(fā)揮重要作用。同時，若能夠加入多個相機拍攝更多的角度，可獲得更加精確的圖像，進一步改進后，這項技術(shù)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用價值。

2018年，CHINTALA等[2]運用計算機重疊技術(shù)，使用Adobe Photoshop軟件對受害者身上的咬痕進行分析及同一認定。學(xué)者們從咬痕鑒定、證據(jù)收集和使用Adobe Photoshop軟件分析咬痕三方面對5組案例進行研究分析，使用Adobe Photoshop軟件掃描咬痕照片及嫌疑人牙列模型后重建重疊影像進行咬痕與嫌疑人牙列的非度量分析，均可得出嫌疑人牙列與咬痕重疊影像可匹配的結(jié)論。使用Adobe Photoshop軟件運用計算機的重疊技術(shù)分析咬痕優(yōu)點是精確且經(jīng)濟高效，其操作簡便、重復(fù)性強且人為誤差小，但時效性強，越早采集到咬痕信息，就能越全面地將咬痕與牙列信息進行匹配。同年，ALI等[22]運用CBCT分析不同食物（巧克力、蘋果、口香糖、奶酪）形成咬痕后的尺寸和尖牙間距離隨時間（即刻、3h、6h）的變化。研究者使用CBCT評估咬痕的形狀和寬度并與研究對象的模型對比，根據(jù)其特征的符合度賦予不同分值（0、1、2分）。結(jié)果表明，牙齒可以將其特性轉(zhuǎn)移到被咬的食物中，即使食物在室溫下放置了數(shù)小時，根據(jù)食物上的咬痕來辨認嫌疑人也是可行的，其中咬痕分析準(zhǔn)確度最高的是巧克力，其次是奶酪、口香糖和蘋果。牙齒及口腔結(jié)構(gòu)形成的咬痕和牙列都具有三維結(jié)構(gòu)，三維結(jié)構(gòu)的二維分析涉及信息的失真和丟失，而CBCT輔助下的咬痕分析是一種無損、準(zhǔn)確、有效的方法，信息沒有失真?zhèn)斡?，故可以在三維空間中進行測量、定位和后續(xù)分析。同期，MAJI等[23]利用一種新的間接計算機輔助方法對男性和女性的咬痕進行評估，并說明其在法醫(yī)牙科學(xué)中的應(yīng)用。研究者采用秩和檢驗比較男、女性咬痕，得出男性和女性尖牙間距離（intercanine distance，ICD）均值分別為32.95mm和29.84 mm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，男性的ICD、AB線（從上頜中切牙近中鄰接點向上頜兩尖牙牙尖連線做垂線，垂足即交點，該交點至中切牙近中鄰接點之間的距離為AB線）和ABX（從上頜中切牙近中鄰接點向上頜兩尖牙牙尖連線做垂線，垂足即交點，將交點與右上中切牙遠中鄰面相連，與AB線之間形成夾角為ABX）角均高于女性。使用咬痕推斷性別是法醫(yī)牙科學(xué)中咬痕的又一應(yīng)用，同時有待進一步研究性別與咬痕之間的關(guān)系。

3 咬痕證據(jù)存在的問題和展望

研究者們曾嘗試系統(tǒng)地調(diào)查分析咬痕及其在法醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，但并沒有就國家或國際比較標(biāo)準(zhǔn)達成普遍協(xié)議。因為在當(dāng)時咬痕被認為缺乏科學(xué)價值，這些不同的意見導(dǎo)致一些學(xué)者質(zhì)疑咬痕證據(jù)的客觀性。基于此，咬痕證據(jù)的應(yīng)用受到了挑戰(zhàn)，正如直到1911年指紋得到普遍接受和使用后美國法庭才接受指紋比對鑒定結(jié)果一樣，咬痕作為證據(jù)的應(yīng)用也取決于其在科學(xué)界的普遍接受程度[8]。由于法醫(yī)牙科學(xué)家對提交給法庭的咬痕證據(jù)的質(zhì)量沒有充分的判斷標(biāo)準(zhǔn)，嫌疑人可能因此被判無期徒刑或死刑，不正確的咬痕分析所帶來的影響堪比最嚴重的臨床誤診，故咬痕證據(jù)的使用需要承認其局限性并結(jié)合多種方法做出謹慎判斷[24]。

咬痕分析作為一種相對簡便、可快速得到結(jié)果的特定識別工具[25]是值得推廣的，但是仍需要與DNA技術(shù)結(jié)合才能更加準(zhǔn)確。目前，國內(nèi)外許多研究者采用3D成像技術(shù)、五軸三維掃描系統(tǒng)等數(shù)字化分析方法研究咬痕，使用較多的能夠采集到咬痕證據(jù)三維數(shù)據(jù)的方法主要有CT切片提取法、近景攝影測量法、激光掃描提取法以及光柵掃描法，可以很大程度地提高分析的準(zhǔn)確性[26-27]。但由于人類身體不同部位皮膚具有高度可變性，其延展性、彈性各不相同，還受到年齡、性別、種族、疾病及健康狀態(tài)等的影響[28]。另外，咬人者牙列在皮膚表面造成的物理變化也是一種高度復(fù)雜的過程，包括閉唇的速度和力量、咬合位置的滑動和吮吸、被咬處皮膚的特性、受害者的移動以及牙列的角度、咬合的牙齒健康狀態(tài)和位置、咬人者的習(xí)慣咬合方式、顳下頜關(guān)節(jié)以及的影響等，都使咬痕的形成獨一無二且難以再現(xiàn)[29]。

皮膚不僅是獲取精確印模的不良載體，人體組織也常由曲線和其他不規(guī)則的部分組成，從而皮膚上的咬痕會產(chǎn)生內(nèi)在的扭曲。此外，任何對皮膚的拉伸都會使牙印形狀和牙弓大小產(chǎn)生大量的變形。故所采集到的咬痕都有一定程度的變形，不注意細節(jié)及不統(tǒng)一的攝影標(biāo)準(zhǔn)更會增加咬痕分析誤差。咬痕在皮膚上形成后會經(jīng)歷從凹陷至局部腫脹、腫脹、模糊至消失并伴有淤血等動態(tài)變化過程[30]，會限制咬痕三維數(shù)據(jù)的采集。這意味著咬痕發(fā)生和檢測到咬痕這兩者間的時間很關(guān)鍵[10]。在法醫(yī)牙科學(xué)的實際運用中，由于咬痕發(fā)生與調(diào)查者發(fā)現(xiàn)咬痕間隔一段時間，常常無法獲取較原始的三維數(shù)據(jù)，此時二維數(shù)據(jù)的采集和最大化保留原貌、避免拍照時的扭曲和失真就尤為重要。攝影是記錄和保存咬痕的主要方法，在記錄證據(jù)方面是至關(guān)重要的。由于皮膚上的痕跡會隨著時間的推移而改變，所以照片是保存信息最可靠的方法。但無論照片的價值有多大，依然有相當(dāng)大的內(nèi)在局限性，對復(fù)制的準(zhǔn)確性也有嚴格的要求，包括在二維膠片上復(fù)制三維物體，并生成具有真實顏色和空間關(guān)系的圖像。綜上所述，咬痕證據(jù)用于同一認定尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，單獨使用時存在爭議。同時，咬痕作為法庭證據(jù)使用時，還需要綜合考慮，聯(lián)合兩種或更多類型的分析方法可以獲得更高的準(zhǔn)確性[31]。如何聯(lián)合運用二維和三維的方法，簡單、快捷并較為精確地獲取咬痕證據(jù)、存儲咬痕證據(jù)的信息、建立比對標(biāo)準(zhǔn)、提高咬痕證據(jù)的可信度，并建立可用于比對的國人咬痕數(shù)據(jù)庫成為亟待解決的問題。