行李扫描仪及其在大规模死亡事故中的成像资源

摘要yfU安检之家

 yfU安检之家

大规模死亡事件后的灾害受害者识别工作重点是确定死者身份并尽快将他们送回其家人身边，同时尽可能多地收集信息，以帮助调查人员确定事故原因。收集生前数据，并与获得的尸检数据进行比较，以确定死者身份。本文介绍了一项研究的结果，该研究涉及确定死者身份的第一部分，即分诊或初步调查，以及如何在不使用医院设施（如常规X射线成像或计算机断层扫描）的情况下完成这项工作。特别是，这项研究的重点是多学科小组在打开尸袋之前进行的成像，以及这种成像如何在法医人类学家参与鉴定过程时提供帮助。在打开尸袋之前对其进行成像有几个优点，其中最重要的是安全性。因此，本文探讨了使用行李扫描仪作为X射线成像实用资源的可行性，因为世界上许多地区可能无法使用常规成像设备。在机场和各种政府大楼里都可以找到行李扫描仪。行李扫描仪特别适合这项任务，它产生的图像可供法医人类学家用来区分人类遗骸和非人类遗骸，识别证据和个人物品，甚至可以进行初步或部分生物学分析。在考虑其响应计划时，如果没有其他成像系统可用，应急响应人员应考虑将行李扫描仪作为筛查尸体袋的应急措施。yfU安检之家

 yfU安检之家

介绍yfU安检之家

 yfU安检之家

大规模死亡事件（MFI）可以是自然灾害或人为灾害，造成的死亡人数超过了当地可用的资源。多国金融机构的规模是可变的，例如，少数死亡人数可能会使一个国家或地区不堪重负，但另一个国家或地区的死亡人数在正常范围内，而且应对能力取决于国家或地方的基础设施、技能水平和可用的设备。在这些类型的事件中识别死者，一个称为灾难受害者识别（DVI）的过程涉及到一个多学科团队，该团队负责遗体的回收、尸检数据的收集、太平间的分析、亲属的支持和遗体的遣返。在这些事件中，人类遗骸可能完好无损、支离破碎、被烧毁、混合、扭曲，并处于不同的分解阶段。所有这些因素使死者的身份鉴定成为一个漫长而富有挑战性的程序。这项研究尤其旨在探讨法医人类学家在这一过程中的作用，以及使用以前或通常未使用过的成像方法：机场行李或安检扫描仪，在常规射线照相设备不可用时可用于筛查。yfU安检之家

 yfU安检之家

法医人类学家作为人类骨骼遗骸的专家，可以在现场提供宝贵的帮助，以确定在各种情况下，未经训练的眼睛可能无法识别的骨骼碎片的存在，并区分人类和非人类骨骼。一旦进入太平间，法医人类学家可能会与法医病理学家和法医牙科学专家以及其他医学和法律专家一起工作，以估计年龄、性别、身高和祖先，并检查有助于识别死者的独特识别特征。此外，法医人类学家可能会分析创伤的证据，以便为调查人员提供可能的事件顺序和重建。yfU安检之家

 yfU安检之家

放射学在MFIs中的作用yfU安检之家

 yfU安检之家

在大规模死亡事故中，放射学的作用有三个方面：安全（检测和定位尸袋内的危险物体）；协助病理学家确定死因（受伤、异物和证据位置）；协助鉴定（个人物品、牙齿碎片、年龄、性别估计，身高，血统，生前和死后信息的比较）。在提供放射科的情况下，在停尸房打开尸体袋之前，将通过X射线扫描，在这个过程中，可以将里面的材料视觉上分为不安全或安全、人或非人、整体或碎片。从世界范围内发生的大规模死亡事件中获得的经验表明，有必要在重大事故停尸房内进行现场成像。虽然法医人类学家可以通过直接观察来更准确地鉴定骨骼遗骸，但在没有设备去剥骨或浸渍骨头的情况下，对全部或部分肉质遗骸进行射线检查是有用的。例如，在尸检或人工搜查中未发现的个人物品在X射线图像中仍附着在严重烧伤的尸体上时，死者的射线照片对确认某些人的身份至关重要。在1995年的俄克拉荷马城爆炸案中，六名受害者的身份完全是通过射线照片上的特征以及与尸检记录相比较来确定的，而且在许多情况下，这些特征对于寻找证据至关重要。此外，在9/11袭击五角大楼的受害者的鉴定过程中，放射学指导了随后的所有检查，因为它揭示了遗骸的状态、存在或不存在的东西、个人物品和有助于估计年龄的特征。Kahana和Hiss描述了几个例子，包括飞机失事、船舶相撞和自杀式爆炸，在这些事件中，射线照片已成功地用于识别无法通过其他方法识别的碎片。yfU安检之家

 yfU安检之家

C型臂荧光镜通常用于对全身进行初步调查分类，因为它是一种快速、实时观察尸袋的设备，可以识别出尸体和碎片中的尖锐物体、弹道和个人物品。数字射线照相术可用于特定身体部位的初级、二级和三级检查，如牙齿、独特的死前特征（愈合的骨折、病理状况、植入物）以及事故造成的任何创伤。计算机断层扫描（CT）不仅提供重要的二维图像，而且还提供非常详细和高质量的3D图像，可用于所有三次调查，取代其他成像方法，甚至可以代替物理解剖。然而，CT扫描仪价格昂贵，缺乏培训和经验是其在法医环境中使用的一个问题。多探测器CT（MDCT）是鉴定对调查很重要的金属碎片以及突出未知损伤的理想方法，当遗体由全身或大型身体部分组成时尤其有用。近年来，使用CT扫描仪对大规模死亡事件进行了多次调查，目前世界上一些停尸房都将其作为标准做法纳入其中，并已成为尸检成像和鉴定过程的一个组成部分。yfU安检之家

 yfU安检之家

行李/安检扫描仪yfU安检之家

 yfU安检之家

在世界范围内，法院大楼和其他机场的检查人员通常都需要很少的扫描设备。它们的工作原理与传统的医用X射线相似，即X射线束直射物体（通常是手提箱、公文包、包裹等），穿过物体的射线击中探测器，并转换成操作员可以看到的图像。与医用X射线不同，行李/安检扫描仪通过扇形X射线束机械地将物体穿过一束直射到形成图像的线性探测器阵列上，从而生成图像。该探测器分为两层，用于区分低能和高能X射线，用于确定材料的平均原子序数，并区分不同种类的材料。图像可以黑白或彩色显示：颜色取决于每个像素位置的材料的有效原子序数（Zeff），并被识别为有机、无机或金属。所有制造商都使用橙色阴影来识别有机物（Zeff < 11），主要是因为炸药是由有机材料制成的，而这些是运营商最关心的问题。蓝色（或紫色）表示较重的元素（Zeff > 18），如铁、钢、金和银。在这些范围（11 < Zeff > 18）之间，绿色阴影可以识别一些材料，如塑料、玻璃、铝和食盐，而X光无法穿透的图像区域显示为黑色。yfU安检之家

 yfU安检之家

1992年波斯湾战争期间，位于美国特拉华州的多佛空军基地停尸房（1977年加那利岛坠机时建立），安装了机场行李扫描仪。它们被用来扫描从波斯湾运来的遗体，寻找实弹以及可能含有人类遗骸和其他证据的大量残骸。Goodman和Edelson的一项研究提到了一项建议，即在临时太平间内使用安全（行李）扫描仪进行初步调查，但尚不清楚这一建议是由作者还是坠机时身份鉴定过程的参与者提出的。这项研究使用安全（行李）扫描仪对装有残片人体残骸和其他碎片的尸袋进行成像。对内容进行了识别，并将该方法的效率与手动搜索中识别内容的时间和准确性进行了比较。另一项由西班牙法医专家组成的研究小组在2006年进行了一项研究，研究了行李扫描仪的尸体图像在识别骨骼、创伤、个人物品等方面的效果如何。他们使用了人体尸体，包括整具尸体和碎片尸体，在不同的分解阶段和不同的死因下，有不同的死后间隔。这两项研究都得出结论，这种成像方法速度快，能让观看者通过产生的彩色图像轻松区分人类和非人类材料；机器随时可用；而且大部分骨骼结构都可以看到。此外，他们还同意，在这种方法之后，应该始终由病理学家、牙科学专家和人类学家等相关专家使用常规X射线或人工检查进行额外成像。据我们所知，这是仅有的两项专门使用安全（行李）扫描仪对人类遗骸进行成像的研究。世界上一些地区的偏远，以及缺乏先进的技术水平、资源和设备，可能会认为这种成像技术是有价值的。在一些低收入和中等收入国家（LMIC），这些设备还经常由联合国（UN）和其他国际非政府组织（INGO）等组织捐赠，并对其使用和维护进行初步培训。基于这些原因，这项研究是重要和必要的：不能总是依赖当地的设备和技术水平，偏远地区的地理位置并不总是适合引进大型和敏感设备，而且几乎每个国家都有装有行李扫描仪的机场，可以按要求投入使用。yfU安检之家

 yfU安检之家

这项研究使用了猪的遗骸、考古的和解剖的人类骨骼遗骸，并在行李扫描仪中扫描它们。对得到的图像进行了检查，以回答有关在多功能干扰情况下使用这种机器的可行性的几个问题，并强调了成像方法的任何局限性。yfU安检之家

 yfU安检之家

研究目的yfU安检之家

 yfU安检之家

这项研究的总体目标是调查在多功能干扰情况下使用这种通用机场行李扫描仪对人类遗骸进行分类的可行性。更具体地说，这项研究的目的是从法医人类学的角度确定从行李扫描仪获得的图像是否足够清晰和详细到：yfU安检之家

 yfU安检之家

识别骨骼元素。yfU安检之家

 yfU安检之家

确定是否存在多个个体的身体部位。yfU安检之家

 yfU安检之家

区分人类和非人类（动物）骨骼遗骸。yfU安检之家

 yfU安检之家

通过检查骨骼成熟度来区分幼年和成年骨骼。yfU安检之家

 yfU安检之家

在可能的情况下，可以估计出生物的年龄和身高。这包括评估测量长骨长度的适当方法。yfU安检之家

 yfU安检之家

确定骨骼的病理变化。yfU安检之家

 yfU安检之家

观察是否存在任何可能需要进一步射线照相检查的独特识别特征。yfU安检之家

 yfU安检之家

了解如何观察不同类型的软组织和骨骼遗骸（新鲜、干燥、火化）。yfU安检之家

 yfU安检之家

识别并定位任何危险材料，如锋利物或玻璃。yfU安检之家

 yfU安检之家

确定可能与骨损伤相关的任何射弹碎片的位置。yfU安检之家

 yfU安检之家

观察个人物品的位置yfU安检之家

 yfU安检之家

此外，还将一些数字送交法医人类学从业人员进行独立评估。yfU安检之家

 yfU安检之家

材料和方法yfU安检之家

 yfU安检之家

在研究过程中，检查了两类样本：第一类是标准试件（STP），第二类是人体和非人类遗骸以及尸袋中的相关人工制品。stp是工业中用于质量保证的标准对象，在本研究中，stp被用来确定图像失真的分辨率和区域。yfU安检之家

 yfU安检之家

扫描项目包括猪组织：小脚、肉肋骨、脱皮的长骨、肩胛骨和脊柱切片。这些都是从当地屠夫那里获得的，而且都是根据英国公认的标准和规程屠宰的动物。其中两个猪蹄被冷冻了几天，然后在扫描当天解冻，另外两个是在扫描当天购买的，任何时候都没有冷冻。使用动物（非人类）遗骸是因为在研究的时间范围内以及出于一些伦理原因，不可能获得肉质的人类遗骸。此外，还使用了克兰菲尔德大学法医研究所（Cranfield University）收藏的19世纪考古和解剖人体骨骼、大学持有的子弹和弹壳以及第一作者（GD）的个人物品，如钱包、电话、钢笔、药物、注射器和针头、玻璃碎片和衣物。从大学校园获得的树枝、树枝和树叶等自然碎片被包括在内，以模拟一些可能与人类遗骸一起存在并放入尸袋中的碎片。根据几种不同的情况，尸体袋被小心地装载了一系列不同的材料，并用薄木板支撑，以减少将行李放在传送带上时不同物体移动的可能性。一种用于小型动物（兔子、豚鼠等）的金属丝网被用作测量标尺，用于测量骨骼。yfU安检之家

 yfU安检之家

扫描完成后，向来自不同国家、具有不同实践经验（5至25年）的几位（n = 12）法医人类学家发送了一份调查问卷，以评估图像的有用性。每个观察者都被发送了一组图像，并被要求描述他们可以观察到什么（参见在线资源1）。yfU安检之家

 yfU安检之家

行李扫描仪yfU安检之家

 yfU安检之家

使用的行李扫描仪是一个史密斯海曼系统高扫描7555i X射线检查系统，隧道口宽755mm，高555mm。传送带速度为0.2/0.24 ms−1，可管理160 kg的均匀分布负载。该装置是一个双能X射线系统，工作电压为140kvp，它将光束斜穿过隧道，进入L型探测器。图像以黑白和假彩色生成，用于材料识别，使用专有的HI-MAT系统，并显示在平板液晶显示器上。这种类型的行李扫描仪是史密斯探测公司当前产品系列的一部分（如2019年6月所述），是许多机场、政府大楼、监狱和体育/娱乐场所中发现的典型扫描仪类型。通过运行STPs（IEEE ANSI N42.47-2010）确认了扫描仪的正确操作，STPs由方形板组成，带有成排的滚珠轴承或尺寸和厚度不断增加的导线。yfU安检之家

 yfU安检之家

扫描过程yfU安检之家

 yfU安检之家

每个STP在三个位置通过扫描仪：皮带左侧、中部和右侧。在每个位置进行四次扫描，改变每次扫描的STP方向，以便从板的所有四个侧面观察到图像的失真。失真是由扫描穿过隧道的物体的X射线束的角度和探测器阵列的形状造成的；因此，这些工业试验对于指导操作员将要扫描的物体放在传送带上的最佳位置，以将图像失真的影响降到最低程度非常重要。yfU安检之家

 yfU安检之家

每一次扫描的细节都在在线资源2中给出，猪组织、考古标本和其他物品按预先设定的分组进行扫描。在第一次扫描过程中，猪的小跑被包裹在保鲜膜里，模拟湿骨头的场景，并与子弹、弹壳、天然碎片和个人物品混合在一个尸袋里。同样的情况也发生在考古和解剖的人类遗骸上，这些遗骸代表着干骨的场景。一只猪蹄在快速燃烧的火中烧焦15分钟后才被扫描，考古火化的骨头样本被扫描，以探索火化的骨头是否能被识别。动物和人类的骨头，以及混合在一起的人类骨骼，被归为人类与非人类骨骼的识别通常是法医人类学家必须回答的第一个问题（图1）。对显示生前外伤的骨骼进行扫描，以确定是否可以观察到愈合的骨折，并且还扫描了显示病理状况的骨骼（例如椎体上的退行性关节病）。尸体袋被放在一个木制托盘上，以避免袋子在通过隧道入口的窗帘时不必要的移动，因为这会导致图像拉长和扭曲。yfU安检之家

结论yfU安检之家

 yfU安检之家

机场的行李扫描仪足够大，可以容纳一个尸体袋，在世界上几乎每一个国家的私人和政府大楼里经常可以找到。如果从法医学的角度对这起死亡事件进行详细的人类学研究，能够确定死亡事件的具体内容。骨骼元素的存在，个体的最小数量，无论骨骼是否为人，生物特征的部分或初步评估（例如青少年与成人）以及某些病理状况的识别似乎是可能的。还确定了危险物品、射弹和个人物品的存在和位置。