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(guó)認(rèn)定指紋同一性時(shí)，往往是依據(jù)指紋的細(xì)節(jié)特征做出的判斷。但是絕大多數(shù)案件現(xiàn)場(chǎng)留下的指紋都是變形的、模糊的、殘缺的，這樣的指紋細(xì)節(jié)特征少，經(jīng)常達(dá)不到同一認(rèn)定的細(xì)節(jié)特征數(shù)量要求，僅僅依靠指紋細(xì)節(jié)特征很難做出充分的認(rèn)定。甚至現(xiàn)在越來(lái)越多的案件現(xiàn)場(chǎng)，遺留下來(lái)的是指紋的無(wú)特征區(qū)域，也就是說(shuō)在一定范圍內(nèi)，在指紋沒(méi)有變形的正常條件下，形成的指紋中沒(méi)有細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的區(qū)域，即無(wú)起點(diǎn)、終點(diǎn)、分歧、結(jié)合、小眼、小棒、小勾、小橋、小點(diǎn)9種細(xì)節(jié)特征，國(guó)外文獻(xiàn)中稱之為“Open Field”開(kāi)放區(qū)域，[1]這樣的指紋更不可能依據(jù)細(xì)節(jié)特征做出同一認(rèn)定。

利用指紋的紋型特征、系統(tǒng)、三角、細(xì)節(jié)特征等做出同一認(rèn)定有困難時(shí)，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(xì)點(diǎn)線、紋線寬窄等。指紋微觀細(xì)節(jié)特征是國(guó)內(nèi)指紋特征分類的一種，即國(guó)外指紋學(xué)論著中所說(shuō)的三級(jí)特征。其發(fā)生發(fā)展于1912年法國(guó)著名偵查學(xué)家埃德蒙·洛卡德(Edmond Locard)的有關(guān)指紋比對(duì)檢驗(yàn)的觀點(diǎn)，即利用汗孔印的形態(tài)大小、紋線寬窄等指紋微觀細(xì)節(jié)特征進(jìn)行指紋的鑒定工作。指紋三級(jí)特征中，包括了指紋汗孔、紋線邊緣形態(tài)、紋線寬窄、細(xì)點(diǎn)線等，這些三級(jí)特征具有非普遍性，也就是說(shuō)并非所有人、所有手指均會(huì)出現(xiàn)各類三級(jí)特征。其中，汗孔、紋線寬窄等是每個(gè)人每根手指都會(huì)出現(xiàn)的三級(jí)特征；而細(xì)點(diǎn)線，有些學(xué)者提出的紋線中空特征等并不是每個(gè)人都會(huì)出現(xiàn)，例如細(xì)點(diǎn)線特征會(huì)隨著年齡的增大出現(xiàn)的幾率也會(huì)增大。

在上述的細(xì)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(jìn)行研究。1912年洛卡德公開(kāi)發(fā)表了他對(duì)于利用汗孔進(jìn)行指紋鑒定的看法，認(rèn)為汗孔具有多樣性且具備持久不變的穩(wěn)定；認(rèn)為20～40個(gè)汗孔足以認(rèn)定人的身份，這是最早追溯到有關(guān)指紋三級(jí)特征的應(yīng)用。隨后各國(guó)指紋學(xué)家就開(kāi)始了對(duì)汗孔多方面的研究。1918年，Wentworth和Wilder在《人身認(rèn)定》一書(shū)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(guó)內(nèi)指紋研究者對(duì)汗孔的認(rèn)識(shí)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(huì)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(kāi)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(xì)胞不斷脫落，基底層細(xì)胞通過(guò)增殖、變化不斷移至角質(zhì)層進(jìn)行置換補(bǔ)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(shí)刻捺印人的樣本，對(duì)其反映出的汗孔特征進(jìn)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(huì)不會(huì)對(duì)汗孔的位置特征產(chǎn)生影響是本文研究的重點(diǎn)。為了對(duì)指紋汗孔特征進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，在一個(gè)表皮代謝周期內(nèi)，文章通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)手指指紋汗孔進(jìn)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(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1.1實(shí)驗(yàn)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(guó)柯達(dá)Kodak高光面照片紙；實(shí)驗(yàn)室便攜精準(zhǔn)電子秤(量程：0～3kg，精度：1g)；清潔用酒精、藥棉若干。

2.1.2實(shí)驗(yàn)對(duì)象 通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)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(shí)度高，手指無(wú)脫皮及其他外傷。將捺印人員分成兩組，男女各一組，編號(hào)為男性1-10號(hào)，女性1-10號(hào)，每個(gè)捺印人員固定右手食指作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2.1.3實(shí)驗(yàn)環(huán)境 指紋捺印實(shí)驗(yàn)室，室溫25℃，室內(nèi)濕度50%。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1實(shí)驗(yàn)期限 在連續(xù)的30d之內(nèi)，每2d在相同的時(shí)間段捺印指紋一次。

2.2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程 每次實(shí)驗(yàn)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(duì)手部進(jìn)行清潔后，保持手部干燥。男女兩組分別逐人對(duì)右手食指指頭捺印，捺印時(shí)將捺印盒放置于電子秤上刻度歸零，按照預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)所測(cè)定的個(gè)人最佳刻度值范圍蘸取油墨，之后取走捺印盒，再將柯達(dá)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(gè)。

取得的樣本使用數(shù)碼顯微鏡(KEYENCE VHX-S650E)放大50倍進(jìn)行觀察，每個(gè)捺印人員確定一個(gè)特征明顯、辨識(shí)度高的汗孔作為觀察對(duì)象，選取每人10個(gè)樣本中捺印效果最好的一個(gè)樣本進(jìn)行標(biāo)注、測(cè)量、記錄。

具體測(cè)量方法如下：選擇兩個(gè)距離被測(cè)量汗孔較近的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)(起點(diǎn)、終點(diǎn)的頂點(diǎn)或分歧點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn))，兩個(gè)細(xì)節(jié)特征點(diǎn)分別連接汗孔中心，形成一個(gè)以汗孔中心點(diǎn)為頂點(diǎn)的夾角，測(cè)量樣本中的夾角數(shù)值進(jìn)行記錄。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)連續(xù)一個(gè)月(2018年11月12日-12月11日)的取樣、標(biāo)記、測(cè)量，發(fā)現(xiàn)每個(gè)捺印人員測(cè)量的夾角數(shù)值均有變化，只是變化程度有差異。下表為實(shí)驗(yàn)中所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，每個(gè)捺印人員手指指腹皮膚一個(gè)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(jiàn)表1。

表1 夾角最大值、最小值、差值及間隔天數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

從表1可以看出，每個(gè)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(duì)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(xì)微的女1號(hào)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(hào)的兩張極值圖片(圖3為最小角度，圖4為最大角度)進(jìn)行分析。

圖1(女1號(hào)夾角最小值) 圖2(女1號(hào)夾角最大值)

圖3(女2號(hào)夾角最小值) 圖4(女2號(hào)夾角最大值)

女1號(hào)兩個(gè)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(hào)兩個(gè)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(dòng)至乳突紋線的邊緣。

以同樣的方法對(duì)男性捺印人員角度變化最細(xì)微的男3號(hào)和變化最明顯的男10號(hào)的極值圖片進(jìn)行分析。男性捺印人員中，男3號(hào)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(cè)的是汗孔在乳突紋線中間與邊緣的位置變化，對(duì)縱向位移變化不做深入的分析。反而是男9號(hào)的汗孔位移由圖5乳突紋線中間移動(dòng)到了圖6乳突紋線的邊緣。

圖5(男9號(hào)夾角最小值) 圖6(男9號(hào)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(huì)影響指紋汗孔在紋線中間與邊緣的位置變化 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于手掌皮膚表面新陳代謝的影響，人的同一個(gè)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(shí)會(huì)在紋線中間，有時(shí)會(huì)在紋線邊緣。在指紋汗孔放大50倍的情況下，已肉眼可見(jiàn)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(jìn)

該研究盡量避免一些外界因素對(duì)指紋汗孔位置特征的影響，諸如對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度、適度的控制。為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每一個(gè)捺印人員都選取右手食指指腹上的指紋汗孔進(jìn)行觀察，因?yàn)橥皇种冈谄綍r(shí)生活中的摩擦程度基本相同。實(shí)驗(yàn)期間盡量避免捺印人員從事對(duì)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(gè)月的取樣時(shí)間段內(nèi)，采取的是每?jī)商燹嘤∫淮蔚姆椒?，可能?dǎo)致實(shí)驗(yàn)中一些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的細(xì)微變化不能更好的反映。另外，指紋圖片放大后對(duì)測(cè)量點(diǎn)的選取也會(huì)存在一定的誤差。對(duì)捺印人員數(shù)量的選擇也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

(2)該實(shí)驗(yàn)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(guò)進(jìn)一步的研究證實(shí)。

(3)實(shí)驗(yàn)之前，研究團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了多項(xiàng)預(yù)實(shí)驗(yàn)，提取樣本的材料也進(jìn)行了多方面的選擇，最后之所以選擇柯達(dá)相紙作為提取樣本的材料，是因?yàn)榇朔N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(chǎng)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(duì)汗孔的位置有沒(méi)有影響，有待深入研究。