Correspondence to Sookyoung Lee Division of Forensic Medical Examination, National Forensic Service, 10 Ipchun-ro, Wonju 26460, Korea Tel: +82-33-902-5211 Fax: +82-33-902-5911 E-mail: heart@korea.kr

Received 2024 August 3; Revised 2024 August 16; Accepted 2024 August 26.

Trans Abstract

Postmortem computed tomography (PMCT) is used in forensic medicine worldwide due to its ability to non-invasively visualize injuries, hemorrhage, and estimate volume. In the autopsy of infants, assessing nutritional conditions such as weight is crucial for identifying neglect. This study aims to evaluate the usefulness of retrospectively estimating the weight of Korean infants using PMCT-based volume and multiplication factors, even when the body has been cremated. A total of 44 cases of infant death (under 12 months) were analyzed. PMCT images were obtained before autopsy. Autopsy records and documentation provided by the police at the time of autopsy were reviewed to determine the weight (g) of the infant. PMCT-based infant volumes (mL) were estimated using a three-dimensional semi-automatic segmentation method. Multiplication factors (g/mL) were calculated by dividing the weight recorded at autopsy by the PMCT-based volume, yielding a mean of 1.047 g/mL, ranging from 1.014 g/ mL to 1.085 g/mL. The mean absolute error compared to weights recorded at autopsy was 95 g. Significant discrepancies were observed between weights recorded at the scene or medical center and those measured at autopsy. This study demonstrates that PMCT-based weight estimation for Korean infants is a reliable method and has the potential for retrospectively validating incorrect weight measurements and addressing inconsistencies in recorded weight data.

Keywords: Postmortem imaging; Infant; Body weight; Volume; Autopsy

서 론

법의학 분야에서 전산화단층촬영(computed tomography, CT) 및 자기공명영상(magnetic resonance imaging)과 같은 의료영상 장비의 활용이 점차 증가하고 있다. 특히, 사후전산화단층촬영(postmortem computed tomography, PMCT)은 인체 내부의 손상과 출혈 등을 비침습적으로 시각화 할 수 있는 장점이 있으며, 부검 전 시체의 선별검사(screening test) 용도로 전세계적으로 널리 사용되고 있다[1-3].

현행 우리나라의 아동학대범죄의 처벌 등에 관한 특례법은 아동학대가 의심될 경우 신고의무자가 즉시 신고하도록 규정하고 있다. 특히, 아동복지 관련 종사자뿐만 아니라 의료기관 종사자들 역시 신고 의무 대상자로 지정되어 있으며, 이에 따른 주의 깊은 관심과 교육이 요구되고 있다[4]. 아동학대가 의심되는 영아 부검에서 신체 계측을 통한 발육 정도의 평가는 중요한 부분 중 하나이다. 방임(neglect)과 같은 학대로 인해 영양결핍(malnutrition)에 의한 사망이 의심되는 경우, 수사 과정에서 확인되는 가정 환경, 생전 의무 기록, 영아의 발육 등을 종합적으로 평가하여 판단해야 한다[5].

Jackowski 등[6]은 부검 4일 전 의무 기록에서 아동(1.5세)의 생전 체중이 10.7 kg이었으나 부검에서 측정한 체중은 8 kg으로 기록된 사례를 보고하였으며, 수사 기관에서는 아동의 정확한 체중에 의문을 제기하였으나 시체는 이미 화장(cremation)되었다. 이에 Jackowski 등[6]은 부검 전 촬영한 PMCT 영상을 이용하여 후향적으로 체중을 추정하는 방법을 제안하였으며, 그 결과 부검 시설의 체중계가 오류가 있었음을 확인할 수 있었다. 이처럼 법의학뿐만 아니라 임상 영역에서도 CT와 같은 의료 영상을 이용한 병변의 크기, 체액량 평가, 장기 무게, 환자의 체중 등을 추정하기 위한 다양한 방법이 제안되고 있으며, 이러한 연구들은 임상 진단과 치료 계획 수립에 중요한 정보를 제공하고 있다[7–9]. 따라서, 본 연구는 한국인 영아의 PMCT 영상을 기반으로 체중을 후향적으로 추정하고, 제안된 방법의 유효성을 평가하고자 한다.

재료 및 방법

1. 대상 선정

본 연구는 국립과학수사연구원 기관생명윤리위원회(906-240131-BR-007-03)에 의해 승인되었다. 국립과학수사연구원 부산과학수사연구소에서 2020년 8월부터 2024년 7월까지 법의부검과 PMCT 검사를 함께 시행한 만 12개월 미만의 영아 부검 74예, 2024년 1월부터 7월까지 국립과학수사연구원 본원에서 동일한 5예를 포함하여 총 79예를 분석하였다. 이 중 사산아 22예, 외국인 2예, 손상이 심한 1예, 그리고 PMCT 검사 범위에서 신체 일부가 벗어난 10예는 분석 대상에서 제외하였으며, 최종적으로 영아 44예(남아 26예, 여아 18예)를 대상으로 하였다.

2. PMCT 영상 획득 및 부피 평가

국립과학수사연구원 부산과학수사연구소에서 160채널 PMCT (Aquilion prime SP, Canon Medical Systems, Otawara, Japan) 장비를 사용하여, 120 kVp, 215 mAs, slice thickness 1.00 mm, pixel size 0.98 mm 조건으로 영상을 획득하였다. 국립과학수사연구원 본원에서 160 채널 PMCT (Aquilion prime, Canon Medical Systems) 장비를 사용하여, 120 kVp, 207 mAs, slice thickness 1.00 mm, pixel size 0.98 mm 조건으로 영상을 획득하였다. 획득된 영아의 전신(whole-body) 영상은 연조직을 보다 명확하게 분석하기 위해 soft-tissue kernel 필터를 사용하여 재구성하였으며, 재구성된 PMCT 영상은 3차원 영상 소프트웨어(3D slicer, v.5.2.2)를 사용하여 부피(volume)를 평가하였다. 영아의 전신 부피는 영상 분할(segmentation) 기술을 통해 평가하였으며, 먼저 CT값(Hounsfield unit, HU) 역치(threshold)를 최소 −300 HU에서 최대는 최대값으로 설정하여 영상을 분할하였다. 그런 다음, 영아의 폐 영역(HU 범위 −900에서 −1,000)은 공기(air)가 많이 함유되어 있어 각 사례마다 관찰자가 수동으로 추가 관심영역(regions of interest)을 설정하여 부피를 평가하였다(Fig. 1).

Fig. 1.

Volume estimation of the infant was performed using a semi-automatic segmentation technique with postmortem computed tomography images (A). A portion of the lung area was excluded from the segmentation (yellow) and it was segmented manually by the observer (B).

3. 영아 체중 측정 및 곱셈 인자 산출

PMCT 영상을 이용하여 영아 체중을 추정하기 위해 각 사례별 영아 체중(g)을 부피(mL)로 나눈값인 곱셈 인자(multiplication factor, g/mL)를 산출하였다. 사용된 영아 체중은 부검 기록을 통해 확인하였으며, 국립과학수사연구원 부산과학수사연구소에서는 전기식 지시저울(BW-6, FW-C, CAS, Seongnam, Korea)과 휠체어 전자저울(Seca 676, Seca, Hamburg, Germany), 국립과학수사연구원 본원에서는 전기식 지시저울(CI-200A, CAS)을 사용하여 부검 전 영아의 체중을 측정하였다.

또한, 부검 시 수사 기관에서 제출된 서류(시체 검안서, 검시 조사 소견, 변사자 조사 결과 보고서, 변사 현장 점검 목록표, 의무 기록 등)를 통해 수사 과정에서 영아 체중이 기록된 사례는 총 영아 44예 중 19예, 의료 기관에서는 14예로 확인되었다. 이 중 7예에서는 부검 시 측정한 영아 체중과 큰 차이(discrepancy)를 나타냈다. 따라서, 본 연구에서 제안하는 곱셈 인자를 이용하여 이 사례들의 체중을 후향적으로 검증해보았다.

4. 통계 분석

부검에서 측정된 영아 체중과 PMCT 영상으로 평가한 영아 부피에 대한 상관관계 분석은 피어슨 상관분석(Pearson correlation)을 시행하였다. 성별에 대한 평균 곱셈 인자의 차이를 확인하기 위해 독립 표본 T 검정(two-sample t-test)을 시행하였다. 통계분석은 R version 4.4.1 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)을 사용하였다.

결 과

총 영아 44예의 평균 연령은 3.8개월이고, 0개월에서 11개월까지의 분포를 보였으며, 성별은 남성이 26건(59%)이고, 여성이 18건(41%)이었다. 사후 경과 시간(postmortem interval)은 평균 47.9시간이고, 12시간에서 100시간까지의 분포를 보였다. 부패(putrefaction)와 같은 사후 변화는 하복부 변색 1예(2%), 하복부의 미약한 부분 변색 3예(7%)가 육안적으로 확인되었고, 나머지 40예(91%)에서는 확인되지않았다. 각 사례별 영아의 체중을 PMCT 영상을 통해 평가한 부피로 나눈 곱셈 인자는 Table 1과 같다. 부검에서 측정한 영아 체중과 PMCT 영상을 통해 평가한 부피는 유의한 양의 상관관계(correlation coefficient=0.998, P<0.05)를 나타냈으며, 남자 영아와 여자 영아의 부피당 질량은 미약한 차이를 나타냈다(Fig. 2). 곱셈 인자의 범위는 1.014 g/ mL에서 1.085 g/mL이며, 평균값은 1.047 g/mL로 나타났다. 남자 영아의 평균값은 1.045 g/mL, 여자 영아의 평균값은 1.049 g/mL로 각각 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이는 없었다(P=0.481). 본 연구에서 제안된 평균 곱셈 인자와 부피를 활용하는 방법으로 추정된 체중(predicted weight)과 부검에서 측정한 실제 체중을 비교한 절대 차이(absolute difference)의 범위는 2 g에서 352 g이였으며, 평균 절대 오차(mean absolute error)는 95 g으로 나타났다(Table 1).

Table 1.

All cases analyzed in this study

Fig. 2.

Weights measured at autopsy compared to postmortem computed tomography (PMCT)–based volumes in all cases. There was no statistical difference between males and females.

고 찰

법의학 분야에서 의료영상 장비인 CT의 도입은 보조적 진단 장비로써, 시체 데이터를 반영구적으로 보존하는 수단으로써 많은 장점이 있다. 또한, PMCT 영상을 활용한 키, 연령, 출혈량 등을 추정할수 있는 다양한 방법이 제안되고 있다[10-13]. Jackowski 등[6]은 19예의 영아 부피 분석을 통해 후향적으로 체중을 추정한 결과, 평균 곱셈 인자는 1.069 g/ mL로 나타났다. 본 연구에서는 총 44예의 한국인 영아를 분석하여 최종적으로 평균 곱셈 인자를 1.047 g/mL로 산출했다. 이러한 차이는 인종, 국가별 영아의 발육 및 영양상태, 영아 부피 평가 방법 등의 차이에 기인하는 것으로 생각된다. 특히 Jackowski 등[6]은 PMCT 영상을 이용하여 역치 설정(최소 −270 HU에서 최대는 최대값)만으로 부피를 평가하였다. 이 방법은 공기가 많이 포함된 폐 영역(HU 범위 −900에서 −1,000)을 제대로 평가하지 못할 수 있으며, 또한 공기와 인접한 장 내용물 등이 영아 부피에서 제외될 가능성이 있다. 따라서, 본 연구에서는 역치 설정(최소 −300 HU에서 최대는 최대값)과 더불어, 관찰자가 각 슬라이스마다 수동으로 폐 영역을 추가 분할하여 영아의 총 부피를 보다 정확하게 분석하였다.

영아 부검에서 신체 계측을 통해 발육 및 영양 상태를 평가하는 것은 중요한 부분 중 하나이다. 특히, 방임과 같은 아동 학대가 의심되는 경우에는 영아의 체중 평가를 소홀히 해서는 안된다[5]. 그러나 본 연구에서 분석한 영아 44예 중 현장감식 및 검시 조사 등과 같은 수사 과정에서 체중이 기록된 경우는 19예(43%), 의료 기관에서는 14예(32%)에 불과했다. 이 중 7예(16%)에서는 부검에서 측정된 체중과 수사 및 의무 기록(사망 당일 또는 2일 이내)에 기록된 체중의 큰 차이를 확인할 수 있었으며(Table 2), 실제 Table 2의 사례 6의 경우 부검 체중과 수사 기록에 기록된 체중의 큰 차이로 인해 법정에서 정확한 영아 체중에 의문이 제기된 적이 있었다. 본 연구에서 제안된 방법으로 사례 6 영아의 추정 체중과 곱셈 인자는 각각 2,757 g (부검 체중 2,840 g), 1.078 g/mL로 결과 범위(1.014-1.085 g/mL) 내에 포함된다. 그러나 수사 및 의무 기록에 기록된 영아 체중은 4,000 g으로, 곱셈 인자는 1.519 g/mL로 본 연구에서 제안된 범위에서 크게 벗어났다. 사례 43 영아의 경우에도 부검에서 측정한 체중은 4,300 g이지만, 사망 현장에서 측정된 체중은 1,905 g으로 큰 차이를 보였다. 만약 수사 과정에서 측정된 체중이 사실이라면 영아의 생명에 치명적일 수 있다. 그러나 1,905 g에 해당하는 곱셈 인자는 0.468 g/mL로 본 연구에서 제안한 범위에서 크게 벗어났으며, 이는 측정자 또는 체중계의 오류로 추정된다. 부검에서 측정한 영아 체중과 큰 측정 차이를 보이는 7예를 본 연구에서 제안하는 방법으로 검증해 보았을 때, 뚜렷한 이상치(outlier)를 확인할 수 있었다(Fig. 3). 부검 시설에서 또한 체중계의 이상으로 인해 실제 체중보다 시체의 체중이 적게 또는 많게 측정될 수 있으므로 체중 평가 시 주의가 필요하다.

Table 2.

Instances of significant discrepancies between weights recorded at the scenes, medical centers, and autopsy

Fig. 3.

Seven cases had a significant difference between the weight measured at autopsy and the weight recorded in police or medical records (star). PMCT, postmortem computed tomography.

본 연구의 제한점으로는 국립과학수사연구원 부산과학수사연구소와 본원에 부검 의뢰된 12개월 미만의 영아 44예만을 대상으로 분석하였다. 또한, 폐 조직은 다른 인체 조직에 비해 부피당 무게가 가벼울 수 있지만 본 연구에서는 영아의 총 부피에 동일하게 포함되어 분석되었다. 추후 연구에서 분석 대상을 늘려 영아의 각 개월 수 마다 곱셈 인자를 산출하고, 각 인체 조직의 부피당 무게 평가를 통해 곱셈 인자를 산출한다면 본 연구에서 제안된 방법보다 더 높은 정확도의 체중 추정이 가능할 것으로 기대된다.

수사 또는 의료 기관에서 기록된 영아의 체중과 부검 시설에서 측정한 체중이 다를 경우 법정이나 수사 기관에서 의문이 제기될 수 있다. 따라서, 본 연구에서 제안된 PMCT 영상을 활용한 한국인 영아 체중 추정 방법은 후향적으로 체중의 신뢰성을 검증하는 데 중요한 기여를 할 것으로 생각된다.

Notes

Conflicts of Interest

Jin-Haeng Heo, Young San Ko, and Joo-Young Na, contributing editors of the Korean Journal of Legal Medicine, were not involved in the editorial evaluation or decision to publish this article. All remaining authors have declared no conflicts of interest.

Acknowledgments

This work was supported by the National Forensic Service (NFS2024MED01, NFS2024MED07), Ministry of the Interior and Safety, Republic of Korea

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