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Radiocarbon dating of skeletal remains

Other Titles
 방사성 탄소동위원소 분석을 이용한 백골화 골격의 연대추정 
 College of Medicine (의과대학) 
 Department of Medicine 
Issue Date
Identifying remains is an important role of forensic medicine. Information such as age, sex, and height is used to verify the identity of the deceased and can be obtained through current technology. However, dating, i.e. estimating the birth year and death year, has not yet been practically applied. A dating method using radiocarbon analysis was recently introduced and studies to apply it to human tissues have been reported. The purpose of the current study is to confirm the applicability of radiocarbon dating for the identification of skeletal remains and to develop formulas to estimate the birth and death year. Twenty autopsy cases from the National Forensic Service in Korea, from January to December 2015, with known birth year and death year were selected for inclusion in this study. And four autopsy cases of previous study were also included for the statistical analysis. For each case, three samples were taken: dentin of the first molar in mandible, spongy bone of the femur head, and the compact bone of the femur midshaft. For each sample, radiocarbon analysis was carried out and the corresponding estimated birth year and death year were calculated using the bomb peak curve. The differences between the estimated birth year and the actual birth year, and the estimated death year and the actual death year were determined and analyzed on the influence of age and sex variables. A formula for estimating the birth year and death year was developed and the applicability of the formula was determined. The results showed that the difference between tooth year and birth year was 4.8 years on average, and the difference between death year and femur head year was 11.3 years on average. In male, the difference between death year and femur head year increased with age, however, it did not show any difference according to age in female and sex. The estimation formula of death year obtained from femur radiocarbon analysis had low explanatory power (R2=0.842), and so it was not enough to apply in practice. The estimation formula of birth year obtained from tooth radiocarbon analysis had a relatively high explanatory power (R2=0.996), however, the error varied according to the section of the bomb peak curve applicable. This study has insufficient number of analyzed samples to obtain an accurate estimation formula. However, it is meaningful because it is the largest single study of its kind, to date, and uses specific and identical skeleton (first molar in mandible and femur head/femur midshaft) to increase the accuracy of analysis. 법의학 분야에서 변사자의 신원확인은 중요한 업무 중 하나이다. 현재의 기술 수준으로 변사자의 신원확인을 위해 나이, 성별 및 키를 추정할 수 있다. 변사자에 대한 연대추정, 즉, 변사자의 출생연도 및 사망연도 추정은 아직까지는 실무에 적용하기에 제약이 있다. 최근 방사성 탄소동위원소 분석을 이용한 연대추정방법이 소개되면서 이를 인체에 적용해 보고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구는 방사성 탄소동위원소 분석을 이용한 백골화 인체골격의 연대추정법의 유용성을 검토하고, 실무에 적용 가능한 출생연도 및 사망연도 추정식을 계발하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구는 2015년 1월부터 12월까지 국립과학수사연구원에서 시행된 부검례 중 출생연도와 사망연도를 정확히 알 수 있는 20 증례를 대상으로 하였다. 그리고 기존 연구에서 보고된 4증례를 통계분석을 위해 포함시켰다. 각각의 증례에 대해 아래턱 첫번째 큰어금니, 대퇴골 머리부위 및 대퇴골 몸통부위를 채취하였고, 아래턱 첫번째 큰어금니 중 상아질, 대퇴골 머리부위 중 해면뼈 그리고 대퇴골 몸통부위 중 치밀뼈를 분리하였다. 각각에 대해 방사성 탄소동위원소 분석을 시행한 후 Bomb peak 곡선을 이용하여 추정연도를 구하였으며, 실제 출생연도 및 사망연도와 방사성 탄소동위원소 분석을 통해 추정된 연도 사이의 사이를 이용해 출생연도 및 사망연도 추정식을 만들어 그 유용성을 평가하였다. 연구결과 치아연도와 출생연도의 차이는 평균 4.8년이고, 사망연도와 대퇴골머리연도의 차이는 11.3년이었다. 남성인 경우 사망연도와 대퇴골머리연도 사이의 차이가 나이가 증가함에 따라 커지는 경향을 보였으나, 여성인 경우 나이의 증가의 영향 및 성별에 따른 차이에 대해서 본 연구에서는 확인할 수 없었다. 대퇴골에 대한 방사성 탄소 동위원소 분석을 통해 얻어진 사망연도 추정식은 낮은 설명력(R2=0.842)을 보여 실무에 적용하기에는 부족하였다. 치아 분석을 통해 얻어진 출생연도 추정식은 상대적으로 높은 설명력(R2=0.996)을 보였으나, Bomb peak 곡선의 구간에 따라 차이의 정도가 다름을 확인하였다. 결론적으로 시료수 부족으로 인해 정확한 출생연도 및 사망연도 추정식을 개발하는 데에는 한계가 있었지만, 현재까지 시행된 연구 중 가장 많은 시료를 분석한 연구로서 오차를 줄이기 위해 특정 부위만을 분석에 활용하였다는 점에서 의미있는 연구라고 할 수 있겠다.
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