手持式高光谱成像作为一种工具,用于对人类骨遗骸的死后间隔估计
Verena-Maria Schmidt1, Philipp Zelger2, Claudia Wöss1
1Institute of Forensic Medicine, Medical University of Innsbruck, Muellerstraße 44, 6020 Innsbruck, Austria.
Heliyon
|February 20, 2024
概括
对于骨遗骸来说,估计自死亡以来的时间很困难. 一种新的手持式高光谱成像 (HSI) 方法显示出在法医调查中准确确定死后间隔 (PMI) 的前景.
科学领域:
- 法医人类学 法医人类学
- 生物光子学 生物光子学
- 计算病理学计算病理学
背景情况:
- 在法医调查中,对人类骨遗骸的死后间隔 (PMI) 的准确估计至关重要.
- 目前用于PMI估计的方法面临局限性,需要改进技术.
- 死亡后,骨经历了重要的环境相互作用和转变,改变了它们的光谱特性.
研究的目的:
- 引入和评估一种使用手持式高光谱成像 (HSI) 系统进行PMI估计的新方法.
- 评估HSI在区分骨样本的准确性,在广泛的死后间隔.
- 开发一种机器学习模型,以客观准确地确定PMI.
主要方法:
- 使用手持式高光谱成像 (HSI) 系统,从104个人类骨遗骸中收集光谱数据.
- 一个卷积神经网络 (CNN) 被用来分析超过65,000个诊断谱.
- 美国有线电视新闻 (CNN) 模型经过训练,可以根据其死后的间隔对骨样本进行分类,从1天到2000年.
主要成果:
- 通过HSI系统,通过较长的死后间隔,证明了分类准确度的提高.
- 获得的具体精度为0.58 (0-2周),0.62 (2周-6个月),0.73 (6个月-1年),0.81 (1-10年) 和0.98 (>100年).
- 该模型在区分100年以上的骨材料和10年以下的骨材料方面实现了98%的准确性.
结论:
- 手持式高光谱成像 (HSI) 是一种可行且客观的方法,用于确定人类骨遗骸的死后间隔 (PMI).
- 开发的CNN模型显示了足够的预测性能,特别是对于区分非常古老的遗骸.
- HSI为法医人类学提供了一种新,准确和潜在的现场部署工具.
