家兔失血性休克死后肝脏CT影像学变化与死亡时间的关系

郑吉龙，倪首涛，章彪，霍德民，赵开放，刘夏，杨森

（中国刑事警察学院法医系法医病理教研室，沈阳 110035）

死亡时间 （postmortem interval，PMI） 在法医学上是指死后经历时间，即发现、检查尸体时距死亡发生的时间间隔［1-2］，是法医学研究的重要领域之一。 在传统的实践工作中，法医工作者经常结合早晚期尸体现象、客观环境因素和工作经验，对PMI进行综合推断。也有学者利用免疫组织化学和体液的生化检测等技术手段，以期更加准确的推断PMI［3］。但是，上述方法中影响PMI推断的因素众多，使其准确性受到一定的限制。随着现代影像学诊断技术的发展、成熟，计算机断层扫描 （computed tomography，CT） 、磁共振、X线等数字化检查手段在法医学领域逐渐得以推广运用，尤其是在尸检方面，具有无创、快速、客观、数据易保存的特点，国外学者称其为“虚拟尸检”或无创伤解剖［4］。本研究运用CT影像学技术分析家兔肝脏组织随PMI推移所产生的影像学变化，并探讨利用死后肝脏面积/腰椎面积和肝脏组织平均CT值的变化与死后经过时间的关系，进行PMI的推断。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物：健康成年家兔25只 （由中国医科大学动物实验中心提供） ，雌雄不限，体质量2.0～2.5 kg。

1.1.2 主要仪器设备：NeuViz双层螺旋CT机 （中国东软公司生产，2×10 mm高速陶瓷稀土探测器，快速获得360度双层影像） ；Max Viewer （Version：1.0.0131，CT影像专用处理器） 。

1.2 方法

1.2.1 动物分组：家兔处死后随机分为尸检对照组和CT扫描实验组，实验组扫描完成后即为尸检对照组。实验组分别在死后即刻、3 h、9 h、15 h、21 h、27 h、33 h、39 h、45 h、51 h、57 h、63 h、69 h、75 h、81 h、87 h、93 h、99 h、105 h、111 h、117 h、123 h、129 h进行肝脏区域CT扫描检查。扫描完后立即随机选取1只进行解剖观察。其余家兔全部至下一时间点进行螺旋CT全身扫描，直到实验结束。

1.2.2 动物死亡模型的建立与死后保存方法：动物麻醉后，分离左颈外动脉，剪断其动脉致死亡，构建失血性动物死亡模型［5］。处死后手术线缝合颈外伤口，以家兔标准解剖学体位进行固定，充分暴露胸腹部，以便行肝脏CT扫描［6］。处死后的家兔于室温（25～27℃） 、相对湿度75%的密闭实验室中保存，避免嗜尸性昆虫的侵扰。

1.2.3 肝脏 CT扫描方法：在不同死后经过时间，应用螺旋CT机 （薄层平扫层厚0.75 mm、层距2 mm，管电压120 kV、电流250 mA、时间1.0 s［7-8］） 连续对仰卧位家兔肝脏部位进行薄层平扫。扫描之后将获取的影像储存于硬盘中。

1.2.4 图像选取方法：用东软CT影像Max Viewer阅读软件对拷贝扫描所得的CT影像进行观察与测量。选取位于第一腰椎（L1）平面的肝脏CT影像，以避开肝内胆管、骨骼等结构的干扰。

1.2.5 图像分析及统计学处理方法：分别测量此平面中肝脏组织近腹侧和近背侧一定面积 （5 mm2） 内的CT值，求得2处的均值。同时测量肝脏组织面积和L1（包括髓腔） 的面积，并计算肝脏面积/L1面积。然后用EXCEL软件对测量出来的肝脏组织平均CT值、肝脏面积/腰椎面积参数进行分析处理。

1.2.6 尸体解剖检验方法：在CT检查后，随机选取1只家兔并按照传统方法进行尸检 （死后0 h除外） ，剖开腹腔后观察肝脏大体改变，并记录［9］。

2 结果

2.1 家兔死亡后不同时间肝脏CT影像所见

家兔死亡后短时间内，肝组织质地较均匀，肝脏内无明显低密度影。至死后39 h内，肝脏前缘与腹壁贴合仍然较为紧密，肝脏后缘与后腹壁之间逐渐填充少量气体，肝脏中胆管充气扩张不明显；之后随着PMI的延长，死后45 h时可发现肝脏与腹壁分离，肝脏实质区域不断缩小，四周充满气体；死后69～123 h，肝脏各叶已分辨不清，肝脏实质密度增加且密度不均匀，肝脏组织呈散在的点斑片状。死后129 h的CT影像表现为肝脏基本消失，肝脏所在区域由于气体充盈，仅有少量结缔组织影存在，见图1。

2.2 家兔死亡后不同时间肝脏面积/腰椎面积、肝脏平均CT值参数（ 表1）

死后39 h内肝脏面积/腰椎面积比值变化不显著，39～87 h之间显著下降，87 h以后比值减小又趋于缓慢。肝脏平均CT值在死后逐渐升高，至27～39 h达到高峰，随后逐渐下降。

2.3 家兔死亡后肝脏组织的尸检所见

尸检的结果与基于螺旋CT获得的肝脏检查结果基本一致。在死后早期阶段 （0～27 h） ，肝脏大小基本无变化，肝内胆管正常，肝脏的颜色由红褐色逐渐转变为黑色；随后，肝内胆管扩张、肝脏实质发生自溶、液化，肝脏体积逐渐减小，最初速度较慢，以后加快。此时，肝脏中可见大小不等的腐败气泡，肝脏实质呈泥状。死亡80 h以后，肝脏因腐败致体积减小速度有所减慢，仅剩下少量结缔组织。

2.4 回归分析

死后129 h内，家兔肝脏组织面积/腰椎面积和平均CT值均随着PMI的延长而呈下降趋势，两者间存在着较强的负相关，对死后肝脏组织面积/腰椎面积和平均CT值与PMI的关系进行曲线拟合（ 见图2、3） ，建立回归方程。肝脏组织面积/腰椎面积：y=0.000 5x2-0.140 0x+14.477（ y/%，x/h，r = -0.918，P ＜ 0.001，R2=0.872 9） ，CT值：y=-0.002 1x2-0.085 9x+55.432（ y/HU，x/h，r = -0.868，P ＜ 0.001，R2=0.786） 。

图1 家兔失血性休克死后肝脏组织CT扫描影像Fig.1 Rabbits liver CT images changes after death caused by hemorrhagic shock

3 讨论

PMI推断一直是法医学研究的重点。传统上法医学家可根据尸体征象 （如尸温、尸僵、胃内容消化程度等） 对PMI进行快速的推断，但由于这仅仅是经验法则的运用，而且尸体征象的表现受外界环境因素影响较大，推断结果偏差往往较大。随着各种学科的交叉融合与发展进步，众多全新的生物化学方法与技术逐渐应用到PMI推断中，如利用组织DNA及蛋白质降解程度［10-11］、体液离子含量变化［12-13］、机体酶代谢水平［14］等等。上述众多方法将之前的PMI推测从经验性、模糊性的估计，逐渐提升到依据某特定指标随时间的变化规律而进行的客观性、量化性的判断，在一定程度上提高了PMI推断的准确性和技术性，但其操作技术的繁琐性和对尸体的破坏性，也限制了这些方法的发展与运用。

表1 家兔死亡后肝脏面积/腰椎面积及平均CT值的变化Tab.1 Postmortem change of the liver CT value and liver area/lumbar area ratio in rabbits

图2 家兔失血性休克死亡后肝脏面积/腰椎面积变化趋势图Fig.2 Regression analysis of the liver area/lumbar area ratio versus PMI

图3 家兔失血性休克死亡后129 h内肝脏平均CT值变化趋势图Fig.3 Regression analysis of the postmortem liver CT value versus PMI

虚拟解剖技术的发展与进步为法医学PMI推断提供了新的途径与方法。虚拟解剖主要借助于影像学的方法，CT便是目前影像学检查应用最为广泛且准确性较高的手段之一。CT检查可以按照各正常组织器官CT检查的影像学指标，选取任意层面、任意时间段的客观数据，过程简单迅速，结果稳定可靠，且不会对尸体造成任何毁坏［15］，具有广泛的应用前景。肖坚等［16］最早采用CT影像学技术，对死亡后 0～120 h内新西兰白兔脑组织进行动态扫描，选取两冠状断层不同区域CT值平均值和脑组织/颅腔面积比作为研究数据，经数据分析，分别建立了CT值平均值和脑组织/颅腔面积比与PMI的回归方程，以用于早期PMI推断，同时也证明了CT用于PMI推断的可行性。BAYAT等［17］运用CT对61例尸体颅脑进行扫描，并实时观测上颌窦、左右眼球玻璃体液及左右侧脑室CT值随死后经过时间的变化趋势，结果表明，目标区域CT值均随PMI的延长而增高，认为此方法对于PMI的推断具有重要价值。KOOPMANSCHAP等［18］通过使用CT对6名尸体捐献者死后36 h内脑脊液和玻璃体液的放射密度每隔1 h进行检测，应用多元回归模型将相关影响因素 （温度） 计算在内后，得出了适用于PMI推断的线性回归方程，并用此方法对100例医院病死者及12例案件尸体 （具体死亡时间已知） 进行检测，证实PMI推断结果与已知具体死亡时间接近 （置信水平95%） 。

本研究正是在上述研究的基础上，借助CT优势，选择位于肝门区、相当于L1层面的肝脏影像作为研究对象，以避免动物个体差异及腹腔其他脏器对影像学观察及测量的影响。应用Max Viewer影像学分析软件分别测量L1层面肝脏面积及L1层面的腰椎 （包括髓腔） 的面积，并计算肝脏面积/腰椎面积；在所选取的L1层面肝脏区域 （用相互垂直2条直线分成4等分） 肝脏近腹侧和近背测量一定面积（ 5 mm2）的CT值，并计算平均值。应用以上2项客观指标，研究其变化规律与PMI的关系。结果发现，家兔死亡后129 h内肝脏面积/腰椎面积随着PMI的延长呈现“相对不变-快速减小-缓慢减小”特征性变化趋势。此趋势可大致划分为以下3个阶段：家兔失血性休克死亡后39 h内肝脏各肝叶质地均匀，肝脏内无低密度影，肝脏前缘与腹壁紧贴，肝脏后缘与后腹壁之间有少量气体，肝脏中未见扩张充气的胆管，肝脏面积/腰椎面积无显著变化，即相对不变阶段；死后39 h～87 h之间，肝脏与胸腹分离，其四周充满气体，肝脏面积/腰椎面积显著下降，即快速下降阶段；87 h～129 h，肝脏各叶已分辨不清，肝脏组织呈散在的点斑片状，肝脏面积/腰椎面积缩小相对比较缓慢，即缓慢下降阶段。分析认为个体死后27 h内，肝组织自溶、腐败，但腐败气体还没有大量产生，肝脏面积并没有太大的变化，27 h以后肠道腐败细菌的大量繁殖，腹腔中腐败气体不断增加，肝脏在腐败细菌的作用下不断分解，肝脏面积/腰椎面积下降。肝脏中残存结缔组织不易分解，所以在死亡后87 h后，肝脏面积/腰椎面积下降又相对较慢。研究［19］表明肝脏面积/腰椎面积呈非线性变化，通过建立二项式回归方程发现肝脏面积/腰椎面积随PMI的变化趋势在快速下降阶段和缓慢下降阶段更加明显，相关性更高，提示肝脏面积/腰椎面积更适用于推断死后39～129 h的PMI。

本研究表明，家兔失血性休克死后129 h内肝脏组织平均CT值随着PMI的延长存在一定变化规律，总体呈现“先升高后降低”的变化趋势。此趋势可以概括为上升阶段和下降阶段2部分。通过统计学分析肝脏组织平均CT值相关系数r比较高，变化趋势体现在死亡后肝脏组织平均CT值一直升高，至死后27～39 h达到高峰，然后其平均CT值逐渐小。分析CT值上升阶段，可能是由于死亡后肝组织中蛋白质变性和水分丢失造成。而随着死后间隔时间延长，肝组织出现腐败区域、腐败气性区域增多，肝脏的CT值随之呈不断下降趋势。结合传统尸检结果，分析肝脏发生死后自溶、液化，肠道及肝脏胆道系统腐败细菌的大量繁殖，肝组织不断被腐败细菌吞噬，肝组织面积不断减小。利用肝脏CT值建立非线性回归方程发现，在曲线上升阶段，CT值随PMI变化趋势更加明显，相关性较高，提示平均CT值可以准确进行死后39 h内的PMI推断。

本研究还发现，CT值和肝脏面积/腰椎面积这2个参数对于死后经过时间推断准确性的适应阶段有所不同。前者在早期的PMI推断中更加准确，而后者对于中晚期的PMI推断则更加适用。由此可见，利用单一的1种指标推断PMI是存在缺陷的。因此，将两者相互结合、综合运用，可以弥补存在的缺陷，使PMI推断更具科学性、准确性和可操作性。

本研究在腐败进展较快的夏季 8月份（ 25～32 ℃） 进行，主要反映了高温对尸体腐败的影响。CT影像学技术在国内医疗界已经广泛应用，也奠定了其在法医学实践中便于推广的应用基础［20］。今后的研究将致力于全面发挥放射影像学技术的优势，积极开展针对不同死因、不同环境条件下、不同组织器官的研究，为后续开展尸体研究积累丰富的经验和建立适用的客观指标。。

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