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Neuartige Methode zur Messung der Todeszeit (Todeszeitbestimmung) an Zähnen

Neuartige Methode zur Messung der Todeszeit (Todeszeitbestimmung) an Zähnen

Neuartige Methode zur Messung der Todeszeit (Todeszeitbestimmung) an Zähnen mithilfe von Reflexionsspektren und Farbmetrik - Erstes referenzunabhängiges Meß- und Analyseverfahren

Todeszeit_Zaehne_Farbe_Zahnfarbe_Hoffmann

1. Vorwort und Einleitung
 
Mit Eintritt des Todes beginnen mannigfaltige Prozesse einzusetzen, die eine Leiche und ihre Gewebe über die Zeitachse verändern. Gelänge es, einen Prozeß eines bestimmten Gewebes zu finden, der sich präzise wie ein oder besser mehrere Uhrwerke verhielte, und gelänge es weiterhin, die Uhrzeit zurückzustellen auf den Zustand während und den Zeitpunkt des Todeseintritts, wäre es zudem noch möglich, daß diese synchronen Uhren von neuem laufen, und würde es darüber hinaus möglich werden, die vergangene Zeit nach Todeseintritt in Echtzeit am selben, dem zu untersuchenden Individuum bzw. Untersuchungsobjekt unter vergleichbaren Bedingungen (Simulation) noch einmal ablaufen zu lassen, die perfekte und genaueste Methode zur Todeszeitbestimmung wäre geboren. 
 
Die Kenntnis um die Todeszeit ist häufig ein, mitunter der zentrale Schlüssel zur Lösung von Kriminalfällen. Die Todeszeit ermöglicht das Überprüfen von Alibis und das Ausschließen von möglichen Tatverdächtigen und kann mitunter zur Rekonstruktion des Tathergangs beitragen. Die Todeszeit besitzt darüber hinaus ebenfalls Relevanz in Fällen des natürlichen Todes ‒ beispielsweise für den Familienstammbucheintrag, für das Versicherungswesen oder die Erbfolge. Doch ist die rechtsmedizinische Todeszeitschätzung bis heute nicht ohne Limitierungen ‒ insbesondere dann, wenn sie präzise oder nicht relativ unmittelbar nach Eintritt des Todes, sondern nach längereren Zeiten erfolgen soll.
 
Im Zuge meiner wissenschaftlichen Forschung an dentalem Gewebe und im Rahmen meiner Tätigkeit als Verfahrens- und Systementwickler bin ich bei meinen Überlegungen, dentale Trocknungsprozesse anwendungsorientiert nutzbar zu machen, auf das Gebiet der Todeszeitbestimmung gestoßen. Ich habe mich gefragt, ob die Limitierungen bisheriger Methoden zur Todeszeitschätzung unüberwindbare Schwierigkeiten darstellen oder ob es einen speziellen Prozeß und eine Technologie geben kann, wodurch eine hohe Genauigkeit und eine Aussage nach relativ länger zurückliegendem Tod in diesem forensischen Feld erzielbar wären. 
Bisher bekannte rechtsmedizinische Möglichkeiten zur Todeszeitschätzung müssen unweigerlich ungenau sein und bleiben. Das bisher größte Problem liegt ‒ meiner Meinung nach ‒ in der interindividuellen und ggf. intraindividuellen Erscheinungs-/Erfahrungs-/Datenstreuung, die methoden- und gewebeimmanent und auf beiden Seiten des Obduktionstisches zu finden ist – beim Eingeschätzten und beim Einschätzenden: Die allgemeine wissenschaftliche Voraussetzung zur Nutzung einer Methode zur Todeszeitbestimmung ist das Vorhandensein eines Prozesses, welcher durch den Tod ausgelöst ist und in Stadien, wie bei der Leichenstarre, den Totenflecke, der Fäulnis, oder Werten, wie insbesondere bei der Körpertemperaturmethode, beschreib-, erfaß- und differenzierbar sein muß. Zur Einordnung dieser Stadien oder Werte wurden bisher stets die Ergebnisse vorausgegangener Studien und Empirie benötigt. Die Einschätzung im konkreten Anwendungsfall erfolgt im Lichte zeitfrüheren Wissens. Ausnahmslos alle in der Literatur im Zusammenhang mit Todeszeitbestimmungen bisher beschriebenen Prozesse sind mitunter hochindividuell, beinhalten eine interindividuelle Streuung, sind irreversibel, können also nicht rückgängig gemacht werden, und ausnahmslos alle Methoden nutzen Referenzwerte oder Referenzbeschreibungen. Eine Einschätzung einer aktuellen Todeszeit vor dem Hintergrund gestreuter Bezugswerte oder Bezugsstadien kann bestenfalls vage sein. 
 
Der Autor dieses gegenwärtigen Werkes hat festgestellt, daß Zähne an Leichen viel heller, andersfarbig und weniger transluzent wirken als bei lebenden Menschen und daß dentale Farbänderungen auf Trocknungs- und Flüssigkeitswiederaufnahmeprozessen basieren und hochpräzise und sehr differenziert in verschiedenartigen Werten meßbar und reversibel sind. Er sieht eine fundamentale Möglichkeit in der Nutzung von Prozessen, die er an trocknenden und flüssigkeitswiederaufnehmenden Zähnen gemessen und analysiert hat und stellt hier erstmals eine neuartige Methode vor. Ferner stellt er erstmals auch zudem einen referenzunabhängigen Ansatz (die vielleicht sogar erste referenzunabhängige Analyse- bzw. Meßmethode in den Naturwissenschaften) vor, der auf Trocknung bis zum Zeitpunkt der ersten Messung, Flüssigkeitslagerung und abermaliger Trocknung – die eigentliche Simulation – basiert. Er benötigt deshalb für diesen referenzunabhängigen Verfahrensansatz im Gegensatz zu seinem referenzabgängigen keine Referenzwerte, also keine Werte, die zuvor an anderen, vergleichbaren Proben (vgl. Nomogramm) gewonnen werden mußten, sondern nur Werte, die am selben Objekt zuvor gewonnen wurden. Damit wurde die „Streuungsproblematik“ erstmals umgangen – der Weg zu einem Hochpräzisionsverfahren?
 
 
Dinslaken, Juni 2004                                                                      Der Verfasser
 
 
2. Literaturübersicht
 
2.1 Todeszeitbestimmung
 
Eine Einschätzung von Potentialen einer neuartigen Methode zur Todeszeitbestimmung anhand der Zahnfarbe und des dentalen Flüssigkeitsgehaltes wird unter Berücksichtigung der Literatur zu bisher bestehenden Möglichkeiten auf diesem Gebiet möglich: 
 
„[…] zur Todeszeitschätzung geeignet [sind]: frühe Leichenerscheinungen (Totenflecke, Totenstarre, Abkühlung), späte Leichenerscheinungen (Fäulnis, Verwesung, konservierende Leichenveränderungen), Prüfung supravitaler Reaktionen aber auch im speziellen Fall: zuverlässige Zeugenaussagen (z. B. bei tödlichen Unglücksfällen), medizinische Befunde (z. B. EKG/Monitoring) und in besonderen Fällen auch ‒ in Verbindung mit Leichenbefunden (!) ‒ kriminalistische Ermittlungsergebnisse (zuletzt lebend gesehen, Zeitungen im Briefkasten, Zustand von Speiseresten, letztes Telefonat u. a.). Bei den Angaben zur Todeszeit ist Zurückhaltung geboten, eine zu weitgehende Eingrenzung des Todeszeitintervalls allein anhand der Leichenerscheinungen ist zu vermeiden; bei entsprechenden Eintragungen zur Sterbezeit sind relativierende Zusätze wie ‚etwa‘ oder ‚ungefähr‘ oder die Angabe eines Zeitbereiches zu empfehlen. Eine unkritische Übernahme von Angaben Dritter ist zu vermeiden, sie sind durch eigene Untersuchungen zu überprüfen.“ (Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin 2002).
 
Zur Schätzung der Liegezeit eines Leichnams aus dem Grad von Leichenerscheinungen und supravitalen Reaktionen führten Madea und Dettmeyer 2003 insbesondere aus (hpm = Stunden post mortem): 
 
Körperkerntemperatur
  • Abfall der Körperkerntemperatur (tiefe Rektaltemperatur 8 cm oberhalb des Sphincter ani), zunächst Temperaturplateau von 2–3 h Dauer, dann etwa 0,5–1,5 °C/h, abhängig von Umgebungstemperatur, Lagerung, Bekleidung, Bedeckung, Körperproportionen, Witterungsbedingungen
 
Kornea
  • Hornhauttrübung bei offenen Augen nach 45 min
  • Hornhauttrübung bei geschlossenen Augen nach ca. 24 hpm
 
Totenflecke
  • Beginn der Totenflecke am Hals nach 15–20 min
  • Konfluktion ca. 1–2 hpm
  • Volle Ausbildung der Totenflecke nach wenigen Stunden (ca. 6–8 hpm)
  • Wegdrückbarkeit auf Fingerdruck ca. 10 h (10–20 hpm)
  • Umlagerbarkeit ca. 10 hpm
 
Totenstarre
  • Beginn der Totenstarre am Kiefergelenk nach 2–4 hpm
  • Vollständig ausgeprägte Starre nach ca. 6–8 hpm
  • Beginn der Lösung nach ca. 2–3 Tagen (stark abhängig von der Umgebungstemperatur)
  • Wiedereintritt der Starre nach Brechen bis ca. 8 hpm
  • Vollständige Lösung nach 3–4 Tagen, bei tiefer Umgebungstemperatur auch deutlich länger als 1 Woche erhalten
 
Mechanische Erregbarkeit der Skelettmuskulatur
  • Fortgeleitete Kontraktion bis 1,5–2,5 hpm
  • Lokale Kontraktion bis ca. 8 hpm
 
Zur groben Orientierung geben die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin 2002 hingegen folgende Werte (p. m. = post mortem): 
Totenflecke
  • Beginn 15‒30 min p. m. 
  • Konfluktion ca. 1–2 h p. m. 
  • volle Ausbildung ca. 6–8 h p. m. 
  • Wegdrückbarkeit
  vollständig auf Daumendruck bis ca. 20 h p. m. 
  unvollständig auf scharfkantigen Druck (Pinzette) bis ca. 36 h p. m. 
  • Umlagerbarkeit etwa 6–12 h p. m. 
  vollständig bis 6 h p. m. 
 
Totenstarre
  • Beginn (Kiefergelenk) 2–4 h p. m. 
  • vollständige Ausprägung ca. 6–8 h p. m. 
  • Wiedereintritt nach Brechen bis ca. 8 h p. m. 
  • Lösung stark abhängig von Umgebungstemperatur (Lösungsbeginn: nach 2–4 Tagen und später) 
  • Mechanische Erregbarkeit der Skelettmuskulatur
  • fortgeleitete Kontraktion (sog. Zsako-Muskelphänomen) bis 1,5‒2,5 h p. m. 
  • lokale Kontraktion (idiomuskulärer Wulst) bis 8 h ‒ (extrem selten bis 12 h) p. m. 
 
Eine Zusammenschau weiterer Studien und Veröffentlichungen zeigten noch andere Wertebereiche und Streuungen (vgl. [Pounder 1995]).
 
Ferner führen die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin 2002 aus: „Um den Ausbildungsgrad der Totenstarre beurteilen zu können, ist sie nicht nur in einem, sondern in kleinen und großen Gelenken (Kiefer-, Finger-, Ellenbogen-, Kniegelenk) zu prüfen. Das Zsako-Muskelphänomen kann durch Anschlagen mit dem Perkussionshammer im Bereich der Mm. interossei über dem Handrücken geprüft werden. Es kommt zur Fingeradduktion. An der vorderen Oberschenkelmuskulatur bewirkt das Anschlagen im unteren Drittel ein Hochziehen der Kniescheibe und an der Muskulatur zwischen den Schulterblättern verursacht es eine Annäherung der Schulterblätter. Die idiomuskuläre Wulstbildung wird bevorzugt durch kräftiges Anschlagen des M. biceps brachii geprüft. Bei stärkerer Ausprägung des subkutanen Fettgewebes ist der Wulst kaum sichtbar, man kann ihn aber tasten. 
Messung der sog. Körperkerntemperatur (tiefe Rektaltemperatur). Falls dies korrekt geschieht, handelt es sich um die beste Grundlage der Todeszeitbestimmung. Gefordert werden muß allerdings die Verwendung eines Glas- oder elektronischen Thermometers mit einem besonders langen Meßansatz, da es mindestens 8 cm tief in das Rektum eingeführt werden muß. Ein Fieberthermometer ist grundsätzlich nicht geeignet. Zwingend notwendig ist die gleichzeitige Messung der Umgebungstemperatur am Leichenfundort. Für beide Messungen ist die Uhrzeit zu dokumentieren. Geeichte Thermometer sind zu verwenden. Die Messung der Rektaltemperatur hat nicht nur einen hohen Wert für die Bestimmung der Todeszeit, sondern hat auch große Bedeutung für die Erkennung von fieberhaften Erkrankungen […] Fäulnisveränderungen erlauben eine Einschätzung der Todeszeit, allerdings mit wesentlich größerer Variationsbreite als zuvor. […] Sehr früh kann es zu Eiablage durch Insekten kommen, später folgen Maden, Verpuppung, leere Puppenhülsen  ‒ auch kann es ‒ außerhalb und innerhalb von Gebäuden ‒ zu vielfältigen Defekten/Veränderungen durch andere Tiere kommen: Ameisen mit Ätzspuren, Nager, Hunde, Katzen, Füchse, Vögel […]“ (Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin 2002).
Weitere Ansätze zur Todeszeitbestimmung werden auf der Ebene biochemischer Analysen gesehen, wie beispielsweise der Tyndallometrie des Augenkammerwassers. K+ und das Gesamtprotein sollen hiernach postmortal ansteigen, Cl– und Na+ sinken. Es wird für diese Methode eine Zeitspanne von 98 Stunden (Lagerung der Probe bei 2 °C) bzw. 50 Stunden bei einer Genauigkeit von +/–24,8 Stunden (bzw. 12,4 Stunden) und bei 21-°C-Lagerung der Probe +/–13,0 (bzw. 12,2) Stunden angegeben. K+ und Gesamtprotein sollten dieser Studie zufolge deutlich weniger von der Temperatur beeinflußbar sein als Harnstoff, Na+ und Cl– (vgl. [Hagel et al. 1999]). Derartige biochemische Analysen oder die Untersuchung radioaktiver Isotope (vgl. [Neis et al. 1999]) oder die Radio-Carbon-Methode (vgl. [Taylor et al. 1989]) sind im Kontext von naturgemäß angestrebten Hochpräzisionsmethoden derzeit sehr ungenau bzw. für derart kurz zurückliegende Zeitfenster nicht anwendbar. 
 
Die Analyse der Literatur ergibt Folgendes: Alle für Todeszeitschätzungen genutzten Prozesse werden durch den Tod bewirkt. Sie besitzen gemäß den allgemeinen naturwissenschaftlichen Gesetzen, die auch hier gelten müssen, eine starke Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und Milieu und diversen weiteren inter- und intraindividuellen Faktoren. Bei Betrachtung der Literaturlage dürften alle bisherigen klassischen Methoden zur Todeszeitschätzung zusammengenommen imstande sein, am ersten bis zweiten Tag nach Todeseintritt eine grobe Eingrenzung der Todeszeit vorzunehmen. 
 
Zwischen klassischer Todeszeitbestimmung und Leichenliegezeitbestimmung besteht eine gewisse Kluft. Wird differenziert zwischen Todeszeitbestimmung (die Prozesse, die unmittelbar durch den Tod an Körpergeweben eintreten) und Leichenliegezeitschätzung (Prozesse, die entstehen durch das Liegen eines toten Körpers an einem bestimmten Ort), endet die Nutzbarkeit einer Todeszeitbestimmung gemäß Arendt et al. 2003 nach 48 bis 72 Stunden. Einflußfaktoren, wie der Zustand und die körperliche Verfassung der Leiche, Liegeort, Umgebungstemperatur, Sonneneinstrahlung, Belüftung, Feuchtigkeit, Todesursache, Ausgangstemperatur des Körpers zum Todeszeitpunkt, Krankheiten, Keimbesiedelung, Tierfraß, Verlagerung der Leiche und vieles, vieles mehr dürften mitentscheidend sein für den Verlauf von postmortalen Veränderungen und die Leichenerscheinungen. Einflußfaktoren, die nicht bekannt sind oder sich verändert haben, dürften zu unzutreffenden Ergebnissen führen.
 
Grundsätzlich besteht ein Bedarf an neuen Methoden, wenn eine Todeszeitbestimmung genauer oder auch nach größeren Zeiträumen als beschrieben post mortem möglich werden soll.  
Derartige Methoden funktionieren jedoch nur, wenn u. a. der durch den Tod ausgelöste und zur Todeszeitermittlung genutzte Prozeß bei Diagnostik noch nicht abgeschlossen ist und differenzierbare Stadien und/oder Werte liefert. 
 
 
2.2  Spektrophotometrie und Farbmessung in der forensischen Forschung. 
 
Nach Meinung des Autors des gegenwärtigen Werks werden die Farbwissenschaft und spektrale Analysen von der Gerichtsmedizin vermutlich unterschätzt. Sie sollten jedoch von grundlegender Bedeutung sein. Die geringe Zahl der wenigen Studien mit Spektralphotometern oder Farbmeßgeräten könnte vielleicht von wenig Interesse oder Kenntnis um die Potentiale zeugen und führt in jedem Falle zu verschenkten Diagnostik-Möglichkeiten: Allerdings wurden Meßmethoden an Haaren (Bohnert et al. 1998), künstlich erzeugten Hämatomen (Lins und Hamper 1970, Klein et al. 1992 und 1996), forensisch relevanten Veränderungen oder Prellungen (Lins 1975, Trujillo et al. 1996, Bohnert et al. 2000), in Verbindung mit Hämoglobin (Siek et al. 1984), an Haut von Lebenden (Lins 1969) und Toten (Lins 1968), an Grünfäule (Lins und Kutschera 1974), an durch Hypostase farblich veränderter Haut bzw. postmortaler Haut sowie Pallor mortis (Vanezis 1991, Vanezis und Trujillo 1996, Schaefer 2000), an Leichenflecken (Schuller et al. 1987 und 1988, Kaatsch et al. 1993 und 1994), an Gewebematerial, wie Blut (Lins und Blazek 1982, Rommeiß et al. 2000), sowie im Kontext mit Drogenerkennung an Pulverproben unterschiedlicher Zusammensetzung (Bohnert und Werp 1999) durchgeführt. 
 

André Hoffmann erforschte systematisch die Entstehung der Zahnfarbe. Im Zuge seiner wissenschaftlichen Grundlagenforschung dürfte er die wesentlichen Einflußfaktoren isoliert und eindeutig quantifiziert haben. Dazu gehören beispielsweise das Licht bzw. Meßlicht und die Lichtarten verschiedener Farbtemperaturen, die Strahlengänge des Lichtes bzw. die Meßgeometrien (Orte von Lichtquellen und Sensoren in Relation zur Meßprobe), der Beobachtungswinkel (2°, 10°), die Größe der Meßfläche und Meßöffnung, die Glanzwirkung, Glanz, der Flüssigkeitsgehalt (mit wissenschaftlichem Beweis des Zusammenhanges zwischen Flüssigkeitsgehalt und Zahnfarbe), Wirkung von Trocknung und Flüssigkeitswiederaufnahme (Dehydrierung, Rehydrierung), der Anteil des Flüssigkeitsgehaltes an der Glanzwirkung, die Subjektivität von visueller Bestimmung, Kronenkrümmung, Systemart (Spektralphotometer, Dreibereichsfarbmeßgerät), Meßmodus (Kontakt oder Non-kontakt-Modus), Meßsystem-Objekt-Relation, Positionierung, Wiederholbarkeit bzw. Reproduzierbarkeit. Zudem wurden subjektiv-visuelle Bestimmungen und objektivierte Messungen in Subjektiv-objektiv-Vergleichen über Wertevergleiche erforscht. Alle diese Einflußfaktoren sind nicht nur an nassen, sondern auch an trocknenden, trockeneren (verschiedene bestimmte Trocknungs- bzw. Rehydrierungszustände) und trockenen Zähnen anhand u. a. der Helligkeit (L*), von Farbmeßwerten, wie beispielsweise a*, b*, C*, h, ΔE, des Metamerieindex, von Spektralwerten, von Zahnfarbproben von dentalen Farbringen und von Zahnfarbräumen analysiert.


Im Rahmen dieser Erkundung konnten Phänomene (beispielsweise Änderungen und Brüche im Verhalten sowie hochindividuelle Entwicklungen der Farbwerte, Paradoxes zwischen den Werten subjektiver Bestimmung mittels Zahnfarbproben und den Werten objektivierender Messungen) aufgedeckt und Einblick in die Farbdynamik durch De- und Rehydrierung gewährt werden. Die Entwicklung der einzelnen Farbmeßwerte ließ beispielsweise Rückschlüsse über den Flüssigkeitsfluß durch den Zahn und seine Gewebe insbesondere bei Trocknung und Flüssigkeitswiederaufnahme zu und gab Auskunft über das zeitliche Ausmaß dieser Prozesse
Auf Basis dieser Datenlage hatte der Pionier im Bereich der Optischen Technologien im Jahre 2000 mehrere Verfahren für die Forschung und Anwendung in der Praxis entwickelt, Innovationen vorgeschlagen und für machbar eingestuft, wie beispielsweise das trocknungsprotektive Monitoring zur Vermeidung von Devitalisierung bei zahnmedizinischer Behandlung, eine Rekonstruktion der Farbe von natürlich feuchten Zähnen an bereits angetrockneten, die Identifizierung von Lebenden und Toten über den „dentalen Fingerabdruck“ und für die Rechtsmedizin eine neue Methode zur Todeszeitbestimmung. Zudem beschrieb er eine zeitliche Trocknungsgrenze, bis zu der noch relativ natürliche, passende Farbwerte zu erhalten sind und nach der keine Farbbestimmung mehr erfolgen sollte, und er legte die Rehydrierungszeit nach Ende der Trocknung fest, die gewartet werden muß, um wieder eine natürliche Zahnfarbe zu erhalten. 


Seine Erkenntnisse sind u. a. auch, daß Zähne in der Lage sind, Informationen beispielsweise zum Zustand (Flüssigkeitsgehalt, Farbwerte) und zur Zeit innerhalb der Trocknungs- und Flüssigkeitswiederaufnahmechronologie zu speichern. Der Autor artikuliert einen „dentalen Datenspeicher“ und ein „dentales Gedächtnis“ (Zahngedächtnis) und ist der Meinung, daß wesentlicher Fortschritt auf diesem Gebiet u. a. über ein neuronales Netz für Farbmeßapparaturen erzielt werden könnte.