梁 娜 王有民 曹吉明

(陜西警官職業(yè)學(xué)院 陜西西安 710021)

1研究背景

目前世界各國認定指紋同一性時，往往是依據(jù)指紋的細節(jié)特征做出的判斷。但是絕大多數(shù)案件現(xiàn)場留下的指紋都是變形的、模糊的、殘缺的，這樣的指紋細節(jié)特征少，經(jīng)常達不到同一認定的細節(jié)特征數(shù)量要求，僅僅依靠指紋細節(jié)特征很難做出充分的認定。甚至現(xiàn)在越來越多的案件現(xiàn)場，遺留下來的是指紋的無特征區(qū)域，也就是說在一定范圍內(nèi)，在指紋沒有變形的正常條件下，形成的指紋中沒有細節(jié)特征點的區(qū)域，即無起點、終點、分歧、結(jié)合、小眼、小棒、小勾、小橋、小點9種細節(jié)特征，國外文獻中稱之為“Open Field”開放區(qū)域，[1]這樣的指紋更不可能依據(jù)細節(jié)特征做出同一認定。

利用指紋的紋型特征、系統(tǒng)、三角、細節(jié)特征等做出同一認定有困難時，更多的指紋工作者就把研究方向放在了指紋更為微觀的領(lǐng)域，例如：指紋汗孔、細點線、紋線寬窄等。指紋微觀細節(jié)特征是國內(nèi)指紋特征分類的一種，即國外指紋學(xué)論著中所說的三級特征。其發(fā)生發(fā)展于1912年法國著名偵查學(xué)家埃德蒙·洛卡德(Edmond Locard)的有關(guān)指紋比對檢驗的觀點，即利用汗孔印的形態(tài)大小、紋線寬窄等指紋微觀細節(jié)特征進行指紋的鑒定工作。指紋三級特征中，包括了指紋汗孔、紋線邊緣形態(tài)、紋線寬窄、細點線等，這些三級特征具有非普遍性，也就是說并非所有人、所有手指均會出現(xiàn)各類三級特征。其中，汗孔、紋線寬窄等是每個人每根手指都會出現(xiàn)的三級特征；而細點線，有些學(xué)者提出的紋線中空特征等并不是每個人都會出現(xiàn)，例如細點線特征會隨著年齡的增大出現(xiàn)的幾率也會增大。

在上述的細節(jié)特征種類中，又以指紋汗孔的關(guān)注度最高，受到指紋研究者的青睞，并從多方面進行研究。1912年洛卡德公開發(fā)表了他對于利用汗孔進行指紋鑒定的看法，認為汗孔具有多樣性且具備持久不變的穩(wěn)定；認為20～40個汗孔足以認定人的身份，這是最早追溯到有關(guān)指紋三級特征的應(yīng)用。隨后各國指紋學(xué)家就開始了對汗孔多方面的研究。1918年，Wentworth和Wilder在《人身認定》一書中總結(jié)了洛卡德關(guān)于汗孔特征的理論，指出汗孔特征包括汗孔的大小(直徑)、形態(tài)、在脊線上的位置、數(shù)量分布特征等。[2]

目前國內(nèi)指紋研究者對汗孔的認識有以下成果：①指紋汗孔大小的分類，直徑在50-100 um的為小孔型汗孔；直徑在100～200 um的為中孔型汗孔；直徑在200-250 um的為大孔型汗孔。②汗孔形狀的分類，根據(jù)汗孔形狀可分為圓形汗孔、橢圓形汗孔、三角形汗孔、四邊形汗孔和不規(guī)則汗孔五類。③汗孔的位置不同，有分布于乳突紋線中心的汗孔和分布于乳突紋線邊緣的汗孔兩類。[3]本文將著重研究指紋汗孔在乳突紋線脊線上的位置這一特征。

手指上幾乎所有的汗孔都分布在乳突紋線上，乳突紋線又會因摩擦、受傷等外界條件和角質(zhì)層脫落等皮膚自然代謝而發(fā)生變化。從皮膚正常的新陳代謝這一角度，人體皮膚由表皮、真皮和皮下組織構(gòu)成，與指紋形態(tài)特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)主要包括表皮、真皮和汗腺。汗孔為汗腺導(dǎo)管的開口，汗腺導(dǎo)管在表皮內(nèi)呈螺旋走行特征，表皮角質(zhì)層細胞不斷脫落，基底層細胞通過增殖、變化不斷移至角質(zhì)層進行置換補充，使表皮維持一定厚度，這一新陳代謝的周期為28天。[4]當(dāng)前，現(xiàn)有指紋汗孔的研究都是處于一種靜態(tài)的研究，也就是提取某一固定時刻捺印人的樣本，對其反映出的汗孔特征進行研究；在表皮代謝周期內(nèi)，汗腺導(dǎo)管的螺旋走行特征會不會對汗孔的位置特征產(chǎn)生影響是本文研究的重點。為了對指紋汗孔特征進行動態(tài)觀測，在一個表皮代謝周期內(nèi)，文章通過實驗對手指指紋汗孔進行連續(xù)性觀察和分析，試圖找出其發(fā)展變化規(guī)律。

2材料與方法

2.1實驗準備

2.1.1實驗器材 數(shù)碼顯微鏡(KEYENCE VHX-S650E)；ZHY-V高分子掌紋捺印盒及配套油墨；美國柯達Kodak高光面照片紙；實驗室便攜精準電子秤(量程：0～3kg，精度：1g)；清潔用酒精、藥棉若干。

2.1.2實驗對象 通過預(yù)實驗選取18～22歲男女青年各10人，要求指紋紋線清晰，反映性好，汗孔辨識度高，手指無脫皮及其他外傷。將捺印人員分成兩組，男女各一組，編號為男性1-10號，女性1-10號，每個捺印人員固定右手食指作為實驗對象。

2.1.3實驗環(huán)境 指紋捺印實驗室，室溫25℃，室內(nèi)濕度50%。

2.2實驗方法

2.2.1實驗期限 在連續(xù)的30d之內(nèi)，每2d在相同的時間段捺印指紋一次。

2.2.2實驗過程 每次實驗前0.5h將室內(nèi)溫度、濕度調(diào)整至規(guī)定的數(shù)值，捺印人員對手部進行清潔后，保持手部干燥。男女兩組分別逐人對右手食指指頭捺印，捺印時將捺印盒放置于電子秤上刻度歸零，按照預(yù)實驗時所測定的個人最佳刻度值范圍蘸取油墨，之后取走捺印盒，再將柯達相紙放置于電子秤上刻度歸零，以最佳捺印力得到捺印樣本。按照同樣方法，提取每人右手食指指頭捺印樣本10個。

取得的樣本使用數(shù)碼顯微鏡(KEYENCE VHX-S650E)放大50倍進行觀察，每個捺印人員確定一個特征明顯、辨識度高的汗孔作為觀察對象，選取每人10個樣本中捺印效果最好的一個樣本進行標(biāo)注、測量、記錄。

具體測量方法如下：選擇兩個距離被測量汗孔較近的細節(jié)特征點(起點、終點的頂點或分歧點、結(jié)合點)，兩個細節(jié)特征點分別連接汗孔中心，形成一個以汗孔中心點為頂點的夾角，測量樣本中的夾角數(shù)值進行記錄。

3實驗結(jié)果

通過連續(xù)一個月(2018年11月12日-12月11日)的取樣、標(biāo)記、測量，發(fā)現(xiàn)每個捺印人員測量的夾角數(shù)值均有變化，只是變化程度有差異。下表為實驗中所記錄的實驗數(shù)據(jù)，每個捺印人員手指指腹皮膚一個代謝周期內(nèi)的最大角度、最小角度、差值以及出現(xiàn)最大值與最小值之間的間隔天數(shù)，具體數(shù)值見表1。

表1 夾角最大值、最小值、差值及間隔天數(shù)測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從表1可以看出，每個捺印人員夾角角度都有變化，為了分析這種數(shù)值變化所代表的意義，尤其是對汗孔在乳突紋線脊線上的位置是否有影響，挑選出女性捺印人員角度變化最細微的女1號的兩張極值圖片(圖1為最小角度，圖2為最大角度)和變化最明顯的女2號的兩張極值圖片(圖3為最小角度，圖4為最大角度)進行分析。

圖1(女1號夾角最小值) 圖2(女1號夾角最大值)

圖3(女2號夾角最小值) 圖4(女2號夾角最大值)

女1號兩個極值之間相差3.43度，從圖片上觀察汗孔位置在此期間的變化不大，汗孔一直處于乳突紋線的中間；女2號兩個極值之間相差15.29度，從圖片中明顯觀察到汗孔位置有較大變化，圖3中汗孔位置處于乳突紋線的中間，圖4中汗孔已移動至乳突紋線的邊緣。

以同樣的方法對男性捺印人員角度變化最細微的男3號和變化最明顯的男10號的極值圖片進行分析。男性捺印人員中，男3號的差值最小2.01度，從圖片觀察汗孔位置在此期間的變化不大，汗孔一直處于乳突紋線的中間；男10差值最大17.44度，從圖片中觀察到汗孔始終處在乳突紋線中間，導(dǎo)致角度數(shù)值變化大的原因是汗孔距所在紋線頂端有較大的位移?；谠撗芯坑^測的是汗孔在乳突紋線中間與邊緣的位置變化，對縱向位移變化不做深入的分析。反而是男9號的汗孔位移由圖5乳突紋線中間移動到了圖6乳突紋線的邊緣。

圖5(男9號夾角最小值) 圖6(男9號夾角最大值)

4討論

4.1指紋汗孔研究現(xiàn)狀

4.1.1皮膚新陳代謝會影響指紋汗孔在紋線中間與邊緣的位置變化 實驗發(fā)現(xiàn)，由于手掌皮膚表面新陳代謝的影響，人的同一個指紋汗孔在乳突紋線中間或邊緣的位置不是固定不變的，即有時會在紋線中間，有時會在紋線邊緣。在指紋汗孔放大50倍的情況下，已肉眼可見這種明顯的變化，放大倍數(shù)增大，變化可能更為劇烈。

4.1.2男女性在出現(xiàn)極值變化的間隔天數(shù)上有差異 男女性在出現(xiàn)極值變化的間隔天數(shù)不同。女性出現(xiàn)極致變化的間隔天數(shù)比較短，最大值與最小值間隔在3d以內(nèi)的占到了70%。而男性最大值與最小值間隔在7d以上的占到了80%。

3.2完善與改進

該研究盡量避免一些外界因素對指紋汗孔位置特征的影響，諸如對實驗環(huán)境溫度、適度的控制。為了保證測量數(shù)據(jù)的準確性，每一個捺印人員都選取右手食指指腹上的指紋汗孔進行觀察，因為同一手指在平時生活中的摩擦程度基本相同。實驗期間盡量避免捺印人員從事對指紋紋線影響較大的工作。盡管合理的控制了部分必要條件，但是仍然存在以下的不完備之處：

(1)持續(xù)一個月的取樣時間段內(nèi)，采取的是每兩天捺印一次的方法，可能導(dǎo)致實驗中一些監(jiān)測數(shù)據(jù)的細微變化不能更好的反映。另外，指紋圖片放大后對測量點的選取也會存在一定的誤差。對捺印人員數(shù)量的選擇也會對數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

(2)該實驗選取的捺印人員年齡段比較單一，均為18～22歲的男女青年。 不同年齡段的捺印人員，汗孔的變化規(guī)律是否一樣，也需要通過進一步的研究證實。

(3)實驗之前，研究團隊也進行了多項預(yù)實驗，提取樣本的材料也進行了多方面的選擇，最后之所以選擇柯達相紙作為提取樣本的材料，是因為此種材料更便于指紋汗孔的觀察。而這也正好成為該研究的不完備之處，缺乏多種樣本形式之間的比較研究?，F(xiàn)場留有手印的的客體復(fù)雜，多種多樣，不同的承痕客體、不同的顯現(xiàn)方法以及目前普遍采用的電子指紋采集儀器，對汗孔的位置有沒有影響，有待深入研究。