The relationship between forensic science and judicial error: a study covering error sources, bias, and remedies

Summary : Forensic science - both as a source of and as a remedy for error potentially leading to judicial error - has been studied empirically in this research. A comprehensive literature review, experimental tests on the influence of observational biases in fingermark comparison, and semistructured interviews with heads of forensic science laboratories/units in Switzerland and abroad were the tools used. For the literature review, some of the areas studied are: the quality of forensic science work in general, the complex interaction between science and law, and specific propositions as to error sources not directly related to the interaction between law and science. A list of potential error sources all the way from the crime scene to the writing of the report has been established as well. For the empirical tests, the ACE-V (Analysis, Comparison, Evaluation, and Verification) process of fingermark comparison was selected as an area of special interest for the study of observational biases, due to its heavy reliance on visual observation and recent cases of misidentifications. Results of the tests performed with forensic science students tend to show that decision-making stages are the most vulnerable to stimuli inducing observational biases. For the semi-structured interviews, eleven senior forensic scientists answered questions on several subjects, for example on potential and existing error sources in their work, of the limitations of what can be done with forensic science, and of the possibilities and tools to minimise errors. Training and education to augment the quality of forensic science have been discussed together with possible solutions to minimise the risk of errors in forensic science. In addition, the time that samples of physical evidence are kept has been determined as well. Results tend to show considerable agreement on most subjects among the international participants. Their opinions on possible explanations for the occurrence of such problems and the relative weight of such errors in the three stages of crime scene, laboratory, and report writing, disagree, however, with opinions widely represented in existing literature. Through the present research it was therefore possible to obtain a better view of the interaction of forensic science and judicial error to propose practical recommendations to minimise their occurrence. Résumé : Les sciences forensiques - considérés aussi bien comme source de que comme remède à l'erreur judiciaire - ont été étudiées empiriquement dans cette recherche. Une revue complète de littérature, des tests expérimentaux sur l'influence du biais de l'observation dans l'individualisation de traces digitales et des entretiens semi-directifs avec des responsables de laboratoires et unités de sciences forensiques en Suisse et à l'étranger étaient les outils utilisés. Pour la revue de littérature, quelques éléments étudies comprennent: la qualité du travail en sciences forensiques en général, l'interaction complexe entre la science et le droit, et des propositions spécifiques quant aux sources d'erreur pas directement liées à l'interaction entre droit et science. Une liste des sources potentielles d'erreur tout le long du processus de la scène de crime à la rédaction du rapport a également été établie. Pour les tests empiriques, le processus d'ACE-V (analyse, comparaison, évaluation et vérification) de l'individualisation de traces digitales a été choisi comme un sujet d'intérêt spécial pour l'étude des effets d'observation, due à son fort recours à l'observation visuelle et dû à des cas récents d'identification erronée. Les résultats des tests avec des étudiants tendent à prouver que les étapes de prise de décision sont les plus vulnérables aux stimuli induisant des biais d'observation. Pour les entretiens semi-structurés, onze forensiciens ont répondu à des questions sur des sujets variés, par exemple sur des sources potentielles et existantes d'erreur dans leur travail, des limitations de ce qui peut être fait en sciences forensiques, et des possibilités et des outils pour réduire au minimum ses erreurs. La formation et l'éducation pour augmenter la qualité des sciences forensiques ont été discutées ainsi que les solutions possibles pour réduire au minimum le risque d'erreurs en sciences forensiques. Le temps que des échantillons sont gardés a été également déterminé. En général, les résultats tendent à montrer un grand accord sur la plupart des sujets abordés pour les divers participants internationaux. Leur avis sur des explications possibles pour l'occurrence de tels problèmes et sur le poids relatif de telles erreurs dans les trois étapes scène de crime;', laboratoire et rédaction de rapports est cependant en désaccord avec les avis largement représentés dans la littérature existante. Par cette recherche il était donc possible d'obtenir une meilleure vue de l'interaction des sciences forensiques et de l'erreur judiciaire afin de proposer des recommandations pratiques pour réduire au minimum leur occurrence. Zusammenfassung : Forensische Wissenschaften - als Ursache und als Hilfsmittel gegen Fehler, die möglicherweise zu Justizirrtümern führen könnten - sind hier empirisch erforscht worden. Die eingestzten Methoden waren eine Literaturübersicht, experimentelle Tests über den Einfluss von Beobachtungseffekten (observer bias) in der Individualisierung von Fingerabdrücken und halbstandardisierte Interviews mit Verantwortlichen von kriminalistischen Labors/Diensten in der Schweiz und im Ausland. Der Literaturüberblick umfasst unter anderem: die Qualität der kriminalistischen Arbeit im Allgemeinen, die komplizierte Interaktion zwischen Wissenschaft und Recht und spezifische Fehlerquellen, welche nicht direkt auf der Interaktion von Recht und Wissenschaft beruhen. Eine Liste möglicher Fehlerquellen vom Tatort zum Rapportschreiben ist zudem erstellt worden. Für die empirischen Tests wurde der ACE-V (Analyse, Vergleich, Auswertung und Überprüfung) Prozess in der Fingerabdruck-Individualisierung als speziell interessantes Fachgebiet für die Studie von Beobachtungseffekten gewählt. Gründe sind die Wichtigkeit von visuellen Beobachtungen und kürzliche Fälle von Fehlidentifizierungen. Resultate der Tests, die mit Studenten durchgeführt wurden, neigen dazu Entscheidungsphasen als die anfälligsten für Stimuli aufzuzeigen, die Beobachtungseffekte anregen könnten. Für die halbstandardisierten Interviews beantworteten elf Forensiker Fragen über Themen wie zum Beispiel mögliche und vorhandene Fehlerquellen in ihrer Arbeit, Grenzen der forensischen Wissenschaften und Möglichkeiten und Mittel um Fehler zu verringern. Wie Training und Ausbildung die Qualität der forensischen Wissenschaften verbessern können ist zusammen mit möglichen Lösungen zur Fehlervermeidung im selben Bereich diskutiert worden. Wie lange Beweismitten aufbewahrt werden wurde auch festgehalten. Resultate neigen dazu, für die meisten Themen eine grosse Übereinstimmung zwischen den verschiedenen internationalen Teilnehmern zu zeigen. Ihre Meinungen über mögliche Erklärungen für das Auftreten solcher Probleme und des relativen Gewichts solcher Fehler in den drei Phasen Tatort, Labor und Rapportschreiben gehen jedoch mit den Meinungen, welche in der Literatur vertreten werden auseinander. Durch diese Forschungsarbeit war es folglich möglich, ein besseres Verständnis der Interaktion von forensischen Wissenschaften und Justizirrtümer zu erhalten, um somit praktische Empfehlungen vorzuschlagen, welche diese verringern. Resumen : Esta investigación ha analizado de manera empírica el rol de las ciencias forenses como fuente y como remedio de potenciales errores judiciales. La metodología empleada consistió en una revisión integral de la literatura, en una serie de experimentos sobre la influencia de los sesgos de observación en la individualización de huellas dactilares y en una serie de entrevistas semiestructuradas con jefes de laboratorios o unidades de ciencias forenses en Suiza y en el extranjero. En la revisión de la literatura, algunas de las áreas estudiadas fueron: la calidad del trabajo en ciencias forenses en general, la interacción compleja entre la ciencia y el derecho, así como otras fuentes de error no relacionadas directamente con la interacción entre derecho y ciencia. También se ha establecido una lista exhaustiva de las fuentes potenciales de error desde la llegada a la escena del crimen a la redacción del informe. En el marco de los tests empíricos, al analizar los sesgos de observación dedicamos especial interés al proceso de ACE-V (análisis, comparación, evaluación y verificación) para la individualización de huellas dactilares puesto que este reposa sobre la observación visual y ha originado varios casos recientes de identificaciones erróneas. Los resultados de las experimentaciones realizadas con estudiantes sugieren que las etapas en las que deben tornarse decisiones son las más vulnerables a lös factores que pueden generar sesgos de observación. En el contexto de las entrevistas semi-estructuradas, once científicos forenses de diversos países contestaron preguntas sobre varios temas, incluyendo las fuentes potenciales y existehtes de error en su trabajo, las limitaciones propias a las ciencias forenses, las posibilidades de reducir al mínimo los errores y las herramientas que podrían ser utilizadas para ello. Se han sugerido diversas soluciones para alcanzar este objetivo, incluyendo el entrenamiento y la educación para aumentar la calidad de las ciencias forenses. Además, se ha establecido el periodo de conservación de las muestras judiciales. Los resultados apuntan a un elevado grado de consenso entre los entrevistados en la mayoría de los temas. Sin embargo, sus opiniones sobre las posibles causas de estos errores y su importancia relativa en las tres etapas de la investigación -la escena del crimen, el laboratorio y la redacción de informe- discrepan con las que predominan ampliamente en la literatura actual. De este modo, esta investigación nos ha permitido obtener una mejor imagen de la interacción entre ciencias forenses y errores judiciales, y comenzar a formular una serie de recomendaciones prácticas para reducirlos al minimo.

Reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction reference genes in the spared nerve injury model of neuropathic pain : validation and literature search

La douleur neuropathique est définie comme une douleur causée par une lésion du système nerveux somato-sensoriel. Elle se caractérise par des douleurs exagérées, spontanées, ou déclenchées par des stimuli normalement non douloureux (allodynie) ou douloureux (hyperalgésie). Bien qu'elle concerne 7% de la population, ses mécanismes biologiques ne sont pas encore élucidés. L'étude des variations d'expressions géniques dans les tissus-clés des voies sensorielles (notamment le ganglion spinal et la corne dorsale de la moelle épinière) à différents moments après une lésion nerveuse périphérique permettrait de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques. Elles se détectent de manière sensible par reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction (RT- qPCR). Pour garantir des résultats fiables, des guidelines ont récemment recommandé la validation des gènes de référence utilisés pour la normalisation des données ("Minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments", Bustin et al 2009). Après recherche dans la littérature des gènes de référence fréquemment utilisés dans notre modèle de douleur neuropathique périphérique SNI (spared nerve injury) et dans le tissu nerveux en général, nous avons établi une liste de potentiels bons candidats: Actin beta (Actb), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), ribosomal proteins 18S (18S), L13a (RPL13a) et L29 (RPL29), hypoxanthine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) et hydroxymethyl-bilane synthase (HMBS). Nous avons évalué la stabilité d'expression de ces gènes dans le ganglion spinal et dans la corne dorsale à différents moments après la lésion nerveuse (SNI) en calculant des coefficients de variation et utilisant l'algorithme geNorm qui compare les niveaux d'expression entre les différents candidats et détermine la paire de gènes restante la plus stable. Il a aussi été possible de classer les gènes selon leur stabilité et d'identifier le nombre de gènes nécessaires pour une normalisation la plus précise. Les gènes les plus cités comme référence dans le modèle SNI ont été GAPDH, HMBS, Actb, HPRT1 et 18S. Seuls HPRT1 and 18S ont été précédemment validés dans des arrays de RT-qPCR. Dans notre étude, tous les gènes testés dans le ganglion spinal et dans la corne dorsale satisfont au critère de stabilité exprimé par une M-value inférieure à 1. Par contre avec un coefficient de variation (CV) supérieur à 50% dans le ganglion spinal, 18S ne peut être retenu. La paire de gènes la plus stable dans le ganglion spinal est HPRT1 et Actb et dans la corne dorsale il s'agit de RPL29 et RPL13a. L'utilisation de 2 gènes de référence stables suffit pour une normalisation fiable. Nous avons donc classé et validé Actb, RPL29, RPL13a, HMBS, GAPDH, HPRT1 et 18S comme gènes de référence utilisables dans la corne dorsale pour le modèle SNI chez le rat. Dans le ganglion spinal 18S n'a pas rempli nos critères. Nous avons aussi déterminé que la combinaison de deux gènes de référence stables suffit pour une normalisation précise. Les variations d'expression génique de potentiels gènes d'intérêts dans des conditions expérimentales identiques (SNI, tissu et timepoints post SNI) vont pouvoir se mesurer sur la base d'une normalisation fiable. Non seulement il sera possible d'identifier des régulations potentiellement importantes dans la genèse de la douleur neuropathique mais aussi d'observer les différents phénotypes évoluant au cours du temps après lésion nerveuse.

In-vitro cell exposure studies for the assessment of nanoparticle toxicity in the lung: a dialog between aerosol science and biology

The introduction of engineered nanostructured materials into a rapidly increasing number of industrial and consumer products will result in enhanced exposure to engineered nanoparticles. Workplace exposure has been identified as the most likely source of uncontrolled inhalation of engineered aerosolized nanoparticles, but release of engineered nanoparticles may occur at any stage of the lifecycle of (consumer) products. The dynamic development of nanomaterials with possibly unknown toxicological effects poses a challenge for the assessment of nanoparticle induced toxicity and safety.In this consensus document from a workshop on in-vitro cell systems for nanoparticle toxicity testing11Workshop on 'In-Vitro Exposure Studies for Toxicity Testing of Engineered Nanoparticles' sponsored by the Association for Aerosol Research (GAeF), 5-6 September 2009, Karlsruhe, Germany. an overview is given of the main issues concerning exposure to airborne nanoparticles, lung physiology, biological mechanisms of (adverse) action, in-vitro cell exposure systems, realistic tissue doses, risk assessment and social aspects of nanotechnology. The workshop participants recognized the large potential of in-vitro cell exposure systems for reliable, high-throughput screening of nanoparticle toxicity. For the investigation of lung toxicity, a strong preference was expressed for air-liquid interface (ALI) cell exposure systems (rather than submerged cell exposure systems) as they more closely resemble in-vivo conditions in the lungs and they allow for unaltered and dosimetrically accurate delivery of aerosolized nanoparticles to the cells. An important aspect, which is frequently overlooked, is the comparison of typically used in-vitro dose levels with realistic in-vivo nanoparticle doses in the lung. If we consider average ambient urban exposure and occupational exposure at 5mg/m3 (maximum level allowed by Occupational Safety and Health Administration (OSHA)) as the boundaries of human exposure, the corresponding upper-limit range of nanoparticle flux delivered to the lung tissue is 3×10-5-5×10-3μg/h/cm2 of lung tissue and 2-300particles/h/(epithelial) cell. This range can be easily matched and even exceeded by almost all currently available cell exposure systems.The consensus statement includes a set of recommendations for conducting in-vitro cell exposure studies with pulmonary cell systems and identifies urgent needs for future development. As these issues are crucial for the introduction of safe nanomaterials into the marketplace and the living environment, they deserve more attention and more interaction between biologists and aerosol scientists. The members of the workshop believe that further advances in in-vitro cell exposure studies would be greatly facilitated by a more active role of the aerosol scientists. The technical know-how for developing and running ALI in-vitro exposure systems is available in the aerosol community and at the same time biologists/toxicologists are required for proper assessment of the biological impact of nanoparticles.

Pyoderma gangrenosum after minor trauma in a pregnant woman, mistaken for necrotizing fasciitis: report of a case and literature review.

Abstract Background: Pyoderma gangrenosum is an ulcerative, non-infectious skin disorder. However, it can be mistaken as necrotizing fasciitis, a life-threatening infective condition. We describe here a case of pyoderma gangrenosum after minor trauma treated as necrotizing fasciitis. METHODS: Case report and literature review. CASE REPORT: A 27-year-old pregnant nurse had a pretibial wound after a fall on a rough surface. When erythema developed and no response to empirical antibiotic therapy was observed, multiple debridements were performed. Paradoxically, her condition became worse. The diagnosis of pyoderma gangrenosum was suspected. Treatment with corticosteroids was started and this was successful. CONCLUSION: Pyoderma gangrenosum can mimic infectious necrotizing fasciitis. Differentiating these two conditions is important because mistreatment of pyoderma can lead to disfigurement.

Reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction reference genes in the spared nerve injury model of neuropathic pain: validation and literature search.

BACKGROUND: The reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-qPCR) is a widely used, highly sensitive laboratory technique to rapidly and easily detect, identify and quantify gene expression. Reliable RT-qPCR data necessitates accurate normalization with validated control genes (reference genes) whose expression is constant in all studied conditions. This stability has to be demonstrated.We performed a literature search for studies using quantitative or semi-quantitative PCR in the rat spared nerve injury (SNI) model of neuropathic pain to verify whether any reference genes had previously been validated. We then analyzed the stability over time of 7 commonly used reference genes in the nervous system - specifically in the spinal cord dorsal horn and the dorsal root ganglion (DRG). These were: Actin beta (Actb), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), ribosomal proteins 18S (18S), L13a (RPL13a) and L29 (RPL29), hypoxanthine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) and hydroxymethylbilane synthase (HMBS). We compared the candidate genes and established a stability ranking using the geNorm algorithm. Finally, we assessed the number of reference genes necessary for accurate normalization in this neuropathic pain model. RESULTS: We found GAPDH, HMBS, Actb, HPRT1 and 18S cited as reference genes in literature on studies using the SNI model. Only HPRT1 and 18S had been once previously demonstrated as stable in RT-qPCR arrays. All the genes tested in this study, using the geNorm algorithm, presented gene stability values (M-value) acceptable enough for them to qualify as potential reference genes in both DRG and spinal cord. Using the coefficient of variation, 18S failed the 50% cut-off with a value of 61% in the DRG. The two most stable genes in the dorsal horn were RPL29 and RPL13a; in the DRG they were HPRT1 and Actb. Using a 0.15 cut-off for pairwise variations we found that any pair of stable reference gene was sufficient for the normalization process. CONCLUSIONS: In the rat SNI model, we validated and ranked Actb, RPL29, RPL13a, HMBS, GAPDH, HPRT1 and 18S as good reference genes in the spinal cord. In the DRG, 18S did not fulfill stability criteria. The combination of any two stable reference genes was sufficient to provide an accurate normalization.

Finasteride-related Leydig cell tumour: report of a case and literature review.

Leydig cell tumours (LCTs) of the testis are rare. Their origin is still unknown. This case report describes a potential relationship between LCT and prolonged exposure to Finasteride.