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PMI(사후경과시간) #
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Biology

PMI(사후경과시간)추정 #

도입부 설명 필요

일반적으로 사후경과시간의 추정은 사람이 사망한 후 보이는 여러 가지 시체현상, 즉 사후 시체의 체온하강 정도, 시체 강직의 발현 여부, 시반(혈액 침하), 위 내용물의 소화상태, 부패의 진행 정도 등이 보편적으로 사용되어 왔다. 이 이외에도 사후 1일 내지 2일 내에 사용할 수 있는 실험적인 방법들로 근육의 전기적 흥분도, 눈의 변화(망막변화, 약물에 대한 홍채의 반응), 안방수의 화학적 변화, 혈액, 심낭, 뇌척수 액의 화학적 변화, 골수의 세포학적 변화 등이 소개되고 있기는 하나 아직 그 어떠한 것도 정확하다고 보기는 어렵다. 또 여러 가지 시체현상이나 인체 화학성분의 변화에 영향을 미치는 다양한 외적 요인들 때문에 그 정확도는 더더욱 떨어진다. [이 원태, 국립과학수사연구소 법의학 부장 (수사연구 2001. 6)]

곤충을 이용한 PMI 추정 #

곤충을 이용한 사후경과시간(Postmortem Interval; PMI) 추정은 곤충의 성장 속도를 이용해 곤충이 최초 산란한 시간을 사망시간으로 추정하는 방법이다.

고려되어야 할 사항 #

  • 시신이 발견된 장소가 곤충 접근이 용이한 지점인지 등의 현장상황
  • 시체가 발견된 현장의 온도변화
  • 시체가 발견된 현장의 온도를 추정
  • 종 확인 및 누적적산온도값(AccumulatedDegree Day; ADD)계산을 위한 기저온도값(base temperature) 등이 계산

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그림.법곤충학과 관련된 사건의 순서

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그림.법곤충학과 관련된 PMI 추정 순서

PMI 추정방법의 종류 및 필요한 정보 #

곤충의 종 및 발생단계는 곤충의 형태학적인 특징이나 곤충의 DNA를 이용하여 구분 할 수 있으며, DNA를 이용한 분류방법에는 RAPD, RFLP, mtDNA, 알로자임 등을 이용한 방법이 있다. 곤충은 어떤 단계에서 특정한 단계까지(예, 알에서 성충까지) 성장하는 데 필요한 유효적산온도 값이 종에 따라 일정하다는 원리를 이용하여 현장에서 발견된 발 생단계까지 필요한 유효적산온도 값을 계산하여 현장에 최초 산란한 시간을 추정하게 된다. 그 방법은 다음과 같은 여러 방법들이 있으며, 사건의 특성에 따라 획득할 수 있는 정보가 달라질 수 있기 때문에 가장 적절한 방법을 선택하여 사용하거나 여러 방법들을 동시에 사용하였을 때는 공통된 시간의 구간이 추정결과가 된다. 따라서 현장에서 성장 속도를 추정할 수 있는 다양한 종이 출현할 수 록, 사용할 수 있는 방법의 수가 많을 수 록 추정결과는 정확해진다. 또한, 추정결과는 항상 최소, 최대 시간 및 오차(표준 오차 등)의 범위를 포함하여 산출한다(예, 곤충 증거를 채집한 시간으로부터 6일전 ± 8시간).

  1. PMI 추정 방법의 종류

    • 문헌의 ADH 값을 역산하여 PMI를 추정하는 방법
    • 현장의 온도변화가 심하지 않는 경우, 채집 이전의 10일의 평균 기온을 이용한 PMI 추정방법
    • 동일한 발생단계의 그래프를 이용한 PMI 추정 방법
    • 발생한 곤충의 년 중 출현 시기를 이용한 PMI 추정 방법
    • 파리 번데기에 기생하는 좀벌과의 기생벌의 성장 속도를 이용한 PMI 추정 방법 등
  2. PMI 추정 시 필요한 정보

    • 종 확인(identification), 발생단계 확인(예, 2령, 3령, 번데기)
    • 채집 시의 발생단계에서 성충까지의 ADH 또는 ADD 값(실험실 사육) 과 알에서 성충까지 의 총 ADH 또는 ADD 값(실험실 사육 또는 참고 문헌의 성장 데이터)
    • 사건 개요, 곤충 증거를 채집한 날짜와 시간, 이동 시간, 채집 부위
    • 5일 이상 자동기록장치(datalogger)를 이용하여 현장의 대기온도, 상대습도, 강우량 측정
    • 현장의 사체 표면 온도, 직장 온도, 지면, 구더기 무리의 중심부 온도 등 측정
    • 기상대와 현장의 datalogger 측정값을 이용한 상대 계수 값 산출
    • 보관용 표본의 제작(건조 표본, 액침 표본)

PMI의 계산 방법 #

시신으로부터 채집한 곤충 증거들의 종을 확인한 후, 다음 단계는 사건 현장에서의 온도와 이러한 곤충 정보들을 관련짓는 것이다. 피해자가 마지막으로 살아있는 것이 목격된 시간 이후의 기상 정보는 사건 현장에서 가장 가까운 지역의 기상관측소에서 얻을 수 있다. 이러한 기상관측소의 기상 정보는 시신이 발견된 이후, 사건 현장에서 최소 5일 이상 30분 간격으로 기록된 현장의 기상 정보와 함께 단순회기분석이라는 통계적 계산 방법에 의해 보정(corrected)된다. 이러한 보정된 기상 정보는 사체가 발견되기 이전의 사건 현장의 온도를 계산할 수 있게 해준다. 이렇게 계산된 사체가 발견되기 이전의 사건 현장의 온도로부터, 시신에서 발견된 구더기의 발생 단계까지 성장하는 데 소요되는 최소한의 시간과 최대한의 시간을 계산할 수 있다. 이미 예상하듯이, 이것이 바로 이용 할 수 있는 가장 좋은 사후 경과 시간의 계산 방법이다.

  1. PMI 추정 방법의 종류

    • 알에서 성충으로 성장하는 곤충의 성장 속도와 온도는 서로 관련이 있다. 곤충은 변온동물(Poikilotherm)이기 때문에 스스로 체온 조절이 불가능하므로 성장 및 발생에 필요한 에너지를 주변의 환경에너지 또는 열에너지를 통해 얻으며, 곤충의 생리적 발생에 필요한 에너지의 누적된 총합은 다음과 같이 표현할 수 있다. 또한, 온시도( H?) 또는 온일도( D?)와 같이 에너지로 나타낸 발생의 기간 동안의 누적된 온도 값을 적산온도라 하며, 기저온도 이하에서는 성장하지 않으므로 기저온도 값을 제외한 실질적으로 성장에 유효하게 사용된 적산온도를 유효적산온도라고 한다.

      시간(hours)x(온도-기저온도)=ADH(accumulated degree hours), 온시도
      시간(days)x(온도-기저온도)=ADD(accumulated degree days), 온일도
      
  2. 기저온도의 산출

    • 곤충은 일정한 온도 범위(발육한계저온도와 발육한계고온도 사이)에서 성장하며, 곤충의 성장 그래프는 온도가 높아짐에 따라 속도가 기하급수적으로 증가하다가 어떤 지점부터는 감소하는 S자 형을 나타낸다. 가장 성장속도가 빠른 구간에서는 거의 온도와 성장속도가 일차적인 관계에 놓이며, 이때 성장속도가 0 이 되는 온도를 최소 임계온도라고 한다. 최소 임계온도는 발육한계저온도 또는 기저온도(base temperature)라고 표현하기도 한다. 기저온도는 종(species)에 따라 거의 일정하나 일부 종에서는 지리적 위치에 따라생리적 특정이 달라질 수도 있기 때문에 그 값이 달라질 수 있다. 부적절한 기저온도가 사후경과시간의 추정에 사용된다면 적산온도가 과대평가되거나 과소평가될 수도 있다. 따라서 기저 온도를 산출하기 위한 온도는 스트레스를 받지 않는 그 종의 성장속도가 가장 빠른 구간에서 산출해야 한다.
  3. 시신이 발견되기 전의 현장온도 보정

    • 일단 시신이 발견되면, 시신이 발견되기 이전의 사건현장의 온도에 관한 정보는 동일한 시기의 지역 기상관측소로부터 얻은 온도 정보와 비교하여 얻을 수 있다. 기상관측소의 온도를 Y축으로, 시신이 발견된 이후 최소 5일 동안의 사건 현장에서 기록된 온도를 X축으로 하여 분산형 도표(scatter diagram)를 만들 수 있으며, 회귀 방정식(regressionequation)이 계산된다. 이러한 회귀 방정식은 시신이 발견되기 이전의 사건현장의 온도를 통계학적으로 예측해내기 위하여, 기상관측소의 온도 값을 보정하는 데 이용 된다.

      r²= (XY의 합계)²/ (X²의 합계) X (Y²의 합계)
      

표. 5일 동안의 기상청의 평균대기온도 값과 현장의 평균대기온도 값을 이용한 회귀분석

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표. 기상청의 평균대기온도 값으로부터 보정된 현장의 평균대기온도 값

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  1. 중요 종의 알부터 성충까지의 유효적산온도 값과 기저 온도 값
    • 법곤충학에서 가장 중요시 되는 파리들로 사체에 가장 먼저 유인되어 산란할 가능성이 높은 종들의 문헌상에 기록된 알부터 성충까지의 유효적산온도 값(ADD 또는 ADH)과 기저 온도 값(℃)은 다음과 같다. 그러나 동일한 종의 집단이라도 지역 또는 시간에 따라 생리적인 차이가 발생할 수 있기 때문에 문헌에 따라 기저 온도 값이 다를 수 있다. 따라서 적용하고자 하는 지역에 서식하는 파리를 사육하여 얻은 기저온도 값과 문헌의기저 온도 값이 일치하는 지 검증해 볼 필요가 있으며, 문헌의 값을 맹신해서는 안된다.

표. 주요 종의 알부터 성충까지의 기저 온도 값

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사후경과시간의 추정 시 주의사항 및 중요 가정들 #

  1. 곤충의 접근성

    • 파리에 의한 최초 산란 일의 날씨, 밀폐 정도, 옥내의 개폐 등, 사망 후 최초 산란 시간이 늦어지는 요인을 확인해야 한다.
    • 검정파리과의 성충은 어두운 밤 또는 어두운 곳에는 활동하지 않으며, 알을 낳지 않는다.단, 해가 진 시간이라도 실내의 밝은 조명아래에서는 알을 낳는 예가 있으므로 현장의 조건을 잘 살펴야 한다.
    • 맑은 날일 경우, 파리는 사체를 발견한 직후 산란하기 시작한다. 최초 산란한 알의 수는 추후에 무리를 이루는 구더기의 수에 비하여 매우 낮은 비율을 차지한다. 따라서 사체에서 구더기 무리를 발견하였을 경우, 가장 발생단계가 빠른 개체를 채집하는 것은 필수적인 일이다.
  2. 발생상태 확인 및 온도와 시간 기록
    곤충의 성장 속도를 이용하여 사후경과시간을 추정하고자 한다면 증거로 이용되는 곤 충의 알에서 성충까지 발생하면서 있었던 모든 장소의 시간과 온도를 확인해야 한다.

    • 현장에서 가장 가까운 기상대나 관측소에서 기록한 대기온도 값은 통계학적으로 현장의 대기온도 값과 대체로 연관이 있다. 예를 들면, 현장이 야산의 그늘 진 숲이거나, 햇빛이 잘 들어오지 않는 실내라면 현장의 평균 기온이 기상대의 평균기온보다 낮은 경향이 있으며, 현장이 햇빛이 잘 드는 공터, 아스팔트나 콘크리트 구조물로 둘러싸여 있어 태양의 복사열이 높은 지역 등은 현장의 평균 기온이 기상대의 평균기온 보다 높은 경향이 있다. 그러나 최소 5일 이상 현장에 대기온도의 자동기록장치(datalogger)를 설치하여 정확한 기온변화를 확인해야한다.
    • 구더기 무리의 성장 속도에 영향을 주는 가장 중요한 요인은 현장의 대기 온도이다. 구더기를 포함한 곤충은 체온을 주변의 온도에 의지하는 변온동물이다. 파리류의 경우, 알, 1령, 2령 시기에는 대기온도와 동일하다고 가정해도 무방하나 3령 시기의 구더기 무리는 서로 몸을 비벼 마찰열로 체온 상승을 유도하기 때문에 대기 온도와 3령 구더기 무리의 중심부 온도를 측정하여 그 차이를 사후경과시간의 추정에 반영해야하며, 번데기 시기인 경우는 직접 번데기가 묻혀있는 토양 속 등을 탐침형 온도계로 측정해야 한다. 현장에서 발생할 수 있는 태양 복사열, 사체의 부패열, 구더기 무리의 마찰열, 지열, 기화열, 물에 잠겨 있다면 물의 온도 등이 어떻게 구더기 무리의 중심부 온도에 영향을 주는 지를 확인해야 하며, 이를 위해 사체 표면, 사체와 지면 사이, 대기 온도, 사체의 직장 온도, 구더기의 중심부 온도 등을 측정해야 한다.

인용자료 #

법곤충현장메뉴얼 (전북지방경찰청)

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