Exploring the effect of specific packed cell volume upon bloodstain pattern analysis: blood drying and dry volume estimation

Abstract

Bloodstain Pattern Analysis (BPA) involves the interpretation of distinct blood patterns found at crime scenes after a bloodletting incident. Much time and research has been dedicated to the quantification and analysis of blood due to its occurrence at crime scenes, establishing ways in which to map the sequence of events and general movement within the crime scene. In this paper we explore the fundamental mechanism of drying blood and the effects of packed cell volume percentage (PCV%) upon BPA investigations. Since PCV% can fluctuate between 15–75%, and in turn directly affect blood viscosity, it is important to consider its impact when evaluating bloodstains. Specific packed cell volumes (PCV%) between 15 and 75% were investigated, relating to the highest and lowest levels found in potential victims or suspects. Observations illustrated the appearance of the “coffee-ring” effect as an important mechanism of drying blood, building a thicker outer ring of red blood cells as the drop evaporates and dries, the so-called the blood ring effect. There was also found to be a significant difference in the appearance of the final bloodstains when comparing PCV%. Owing to the lower PCV% being made up of mainly plasma, bloodstains became more transparent under microscopic observation. The opposite conclusions can be made for higher PCVs where bloodstains were much thicker around the periphery of the stain. Crime scene relatable drying studies were also considered; skeletonization (relating to drying time) and volume estimation were all investigated in relation to PCV%. Three volume estimation studies were performed: dry weight, scaled photographs and spectrophotometry. It was found that all were unsuitable for volume estimation, when considering PCV% and surface type. Since PCV% cannot be established in dried blood, these volume estimation methods should not be used as the errors would be too great. Skeletonization (drying time) was not altered by PCV%.

Résumé

Lorsqu'un évènement sanglant s'est produit, l'analyse des traces de sang implique l'interprétation des motifs de traces de sang distincts observés sur la scène de crime. Le sang étant fréquemment observé sur le lieu d'un crime, un effort important a été consacré à sa quantification et à son analyse afin de trouver des façons d'établir la séquence des évènements et des déplacements sur la scène de crime. Dans cet article, nous examinons le mécanisme fondamental du séchage du sang ainsi que les effets du taux d'hématocrite (PCV%) sur l'analyse des traces de sang. Puisque l'hématocrite peut varier entre 15 et 75%, et avoir un effet direct sur la viscosité du sang, il est important de considérer son impact lors de l'étude des traces de sang. Des taux d'hématocrite se situant entre 15 et 75% ont été étudiés, afférent au plus haut et au plus bas des niveaux observés chez des victimes et des suspects potentiels. Les observations ont montré que l'apparition d'un effet « cerne de café » est un mécanisme important lors du séchage du sang. Au fur et à mesure que la goutte s'évapore et sèche, il y a apparition d'un anneau périphérique plus épais de globules rouges qui produit l'effet « anneau de sang ». Il a aussi été constaté que le taux d'hématocrite engendre une différence significative dans l'apparence finale d'une trace de sang. Ainsi, lorsque le taux d'hématocrite est bas, la trace de sang est principalement constituée de plasma et lors de son observation au microscope, elle apparaît plus transparente. Des conclusions opposées peuvent être faites à des taux d'hématocrite élevés, où les traces de sang sont plus épaisses en périphérie. Des études portant sur le séchage sur les scènes de crime ont aussi été considérées; l'état squelettique « skeletonization » (en lien avec le temps de séchage) et l'estimation du volume ont été étudiés en fonction du taux d'hématocrite. Trois études sur l'estimation du volume ont été réalisées : le poids à l'état sec, les photographies à l'échelle et la spectrophotométrie. Il a été démontré que ces trois méthodes n'étaient pas adéquates pour estimer le volume lorsqu'on tient compte du taux d'hématocrite et du type de surface. Puisque le taux d'hématocrite ne peut être déterminé dans le sang séché, ces méthodes d'estimation du volume ne devraient pas être utilisées puisque les erreurs sont trop élevées. L'état squelettique (temps de séchage) n'a pas été altéré par le taux d'hématocrite.

Keywords:

• forensic science
• bloodstain pattern analysis
• packed cell volume (PCV)
• volume estimation
• skeletonization
• surface area

Mots-clés:

• Science judiciaire
• l'analyse des traces de sang
• taux d'hématocrite (PCV)
• l'estimation du volume
• l'état squelettique
• l'aire de surface

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Note

Notes

1. Following the publication of Lee's approach, an erratum was published in which the original error in the calculation of the drying constant was corrected from the (incorrect) published value of 4.167 to 3.25. In fact, the drying constant was shown in the erratum to derive from a plot of dry weight of blood against the original volume, which resulted in the mathematical relationship: original volume = weight × 4.167 mL/0.1 mg. In fact, 4.167 should be replaced with the more accurate 4.1364 which is found from plotting the same data as Lee but using the line of best fit produced via Microsoft TM Excel.