死后尸体CT影像学特征变化研究进展
2019-03-25董贺文孙溢钱辉简俊祺邵煜李正东邹冬华刘宁国万雷汪茂文陈忆九张建华
董贺文,孙溢,钱辉,简俊祺,邵煜,李正东,邹冬华,刘宁国,万雷,汪茂文,陈忆九,张建华
(1.司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室 司法部司法鉴定重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台,上海 200063;2.福州市公安局刑侦支队,福建 福州 350011;3.安徽全诚司法鉴定中心,安徽 合肥 230041)
近年来,随着以计算机断层扫描(computed to⁃mography,CT)或多层螺旋计算机断层扫描(mul⁃tislice spiral computed tomography,MSCT)技术为主的虚拟解剖技术的发展,其在法医学实践中发挥着越来越重要的作用,在某些情况下,甚至可以替代传统的尸体解剖,发挥非侵入性和无创(或微创)技术的优势。死后变化于人体死亡后立即出现,在法医学实践中具有重要的意义。由于死后尸体会出现不同程度的自溶和腐败等,人体原有的影像学结构特征也会发生改变,导致其在CT影像上存在差异而难以准确鉴别损伤与疾病。因此,正确认识尸体的CT影像学特征改变,能够更好地发挥虚拟解剖技术在法医学实践中的作用。
1 概 述
死后变化是人体死后因受物理、化学和生物学等各种内外因素的作用下在尸体上发生的各种变化[1],主要包括重力依赖性改变、尸僵、尸冷及分解作用改变,其中,分解作用改变包括自溶、腐败和白骨化。分解的进程受多种因素的影响(如温度或湿度[2]、重量、体积[3]、外伤[4-5]、衣着[6]以及不同的死亡原因[3,7]),且并不是一成不变的。SUTHERLAND等[8]通过研究发现,自然条件下体型较小的尸体分解进程较快;而KLEIN等[9]认为尸体冰冻时体型较小的尸体分解进程反而较慢。对于一些保存型尸体,由于尸体软组织保存较好,可以遗留一些损伤的征象,如枪弹创[10-11]。
CT技术主要通过单一轴面的X射线旋转照射人体以及电脑的三维技术重建断层面影像,经由窗值、窗位处理,可以得到所关心组织的灰阶影像,如果将影像用电脑软件堆栈,即可形成立体影像。随着CT技术的发展及虚拟解剖的提出,MSCT技术实现了图像由二维向三维的转化,被广泛应用于法医学领域[12]。国内外诸多研究将其应用于法医学损伤鉴定[13-14]、机械性窒息[15]、溺死[16]、高低温死亡[17]、疾病诊断[18]以及法医有限元损伤的研究[19-20]等方面。尸体CT检查可以客观、准确、无创地记录尸体的内部信息,还可以重复检查[12,21]。此外,尸体CT检查在骨折、异物、气体等的鉴别中具有很高的敏感性,甚至较尸体解剖更加准确[22-24]。在国际上的一些法医机构,尸体CT扫描已经成为尸体解剖前的常规辅助检查手段,在某些案件中甚至替代了传统的尸体解剖[21,25-26]。
2 死后尸体CT图像变化的特征
尸体的CT图像特征不同于生前CT图像[27],CHARLIER等[28]通过对30例尸体的CT图像进行研究,发现放射科医生在阅片时存在假阳性(如死后正常渗出误以为出血,腐败气体误以为气体栓塞、消化壁积气等)和假阴性(如未检出小的挫伤、血管内血栓、急性梗死灶以及异物等)。因此,应该正确认识正常的死后变化CT影像学特征,以免误以为是疾病或损伤。
2.1 重力依赖性改变
重力依赖性改变在尸体上主要表现为尸斑和内部组织、器官血液坠积,其机制主要是重力作用引起血液坠积,使管腔内的血液出现分层现象(上层为血浆,下层为红细胞),这种现象在死后2 h内出现[29]。重力依赖性改变在CT图像上表现为射线衰减的差异,即管腔内下层红细胞密度高,上层血浆密度低,管腔和管壁相比,与血浆相邻的血管壁密度较高[30],与LEVY等[31]报道类似。上述现象在较大管腔的动、静脉以及心腔中比较明显。有时,在口径较小的动脉(如脑动脉)中亦可以发现类似的改变。尸体处于仰卧位时,颅内后矢状窦、横窦及直窦内射线衰减增加,在个别案例中,可以看到血液分层现象或液平面[29]。若尸体CT图像在大血管、心腔及硬脑膜窦中发现高衰减信号时,应注意与血栓进行鉴别:血栓往往具有典型的形态特征(如圆形或椭圆形轮廓),伴随血管扩张;血栓的分布与重力作用无关,常发生在肺动脉或脑动脉中心部位;血栓时存在管腔堵塞的间接征象(如动脉扩张、肺间隙改变及右心腔扩张等)[9,29]。此外,生前血栓与死后血凝块的CT鉴别亦比较困难,KLEIN等[9]认为可以根据两者的分布特征来区分:死后血凝块表现出重力性分布,而生前血栓的分布不依赖重力,多分布于动脉的中心部位。
内部器官的血液坠积,比较典型的是肺实质[29]。由于肺组织固有的衰减信号差异,使其CT图像呈现从上至下垂直梯度的衰减信号,其CT表现与一些疾病(如心力衰竭、心肌梗死及溺死等)所致的肺淤血、肺水肿类似,SHIOTANI等[29]认为应从其分布范围及严重程度来区分。KLEIN等[9]通过研究发现,肺的血液坠积易与创伤或复苏造成的肺炎、肺挫伤等混淆,应仔细鉴别。此外,有学者[32-33]发现,在肝、脾、肾中也有类似于肺内血液坠积的CT影像表现特征,以肝组织较为明显,但是均不及肺组织典型。
咽腔、气管及左右支气管腔中的液体有时也是死后正常变化[9],CT图像上通常表现为腔内液体量少且具有较光滑的液面,在溺死或腐败的晚期阶段,可见大量的液体,此时要注意与吸入的食物进行鉴别,后者在CT图像上多表现为液面不规则以及具有密度差异等改变。在小肠中,亦会出现重力依赖性改变,MANN等[34]发现位于骨盆中的空、回肠在CT图像上会出现斑片状的颜色改变。
尸斑是依赖重力作用而在尸表呈现的一种正常改变,通过其颜色、分布及是否固定可以确定尸体是否移动,具有重要的法医学意义。实践中易与皮下出血混淆,一般而言,除了一些分解比较严重的尸体[29]外,有经验的法医学者都可以准确鉴别。尸斑在CT上的特异表现较少,大致表现为低下部位的真皮和皮下脂肪衰减信号增加,真皮层较厚(与非低下部位相比)[28,31]。
2.2 尸僵和尸冷
由于尸僵和尸冷受多种因素的影响,在实际情况中常常结合其他尸体变化和现场调查情况进行综合推断,在死后CT图像上没有特异性的改变。LEVY等[31]在研究中发现,由于尸僵的存在,在进行尸体CT检查时,可能会存在尸体不能通过扫描仪或扫描不完整的情况,为了解决这个问题,他们改变了CT扫描参数(如增大通过面积、提高扫描范围等)。
2.3 自溶和腐败
人体死后,尸体会发生不同程度的分解、产气,THALI等[35]曾报道过尸体器官、组织分解时气体的分布特征。尸体的分解作用可发生于人体死后的任何阶段。LEVY等[31]将尸体分解作用改变分为早期、中期、晚期3个阶段:早期主要表现为脑组织自溶、肠扩张、肠壁积气、血管内积气;中期主要表现为脑组织沉降、腔内液体、腔内气体及内部器官积气;晚期主要表现为脑组织液化、弥漫性皮下积气、弥漫性器官内积气、器官塌陷、昆虫及动物噬咬、白骨化、尸蜡和木乃伊等。
脑组织自溶出现较早,即使尸体冷冻保存,24~48h后也会出现自溶现象,表现为灰、白质分界模糊,脑沟变浅;2~3d时,随着自溶的加剧,灰、白质分界消失,脑室和脑沟消失,脑组织变软、位于颅骨低下部位,气体位于上部,腐败气体可位于血管和颅腔内,有时腐败气体也可出现在脑组织沉降之前的血管内;最终,随着脑组织的完全液化,在CT图像上大脑显示为水的密度,在颅腔内出现液平面[31]。
在肠系膜静脉和肝门静脉中,常可观察到血管内气体的存在,尤其在一些患有感染性疾病、经过复苏抢救或遭受创伤的尸体中[36-37]。关于血管内气体的起源,目前尚不清楚,有学者[38]认为是由于肠内气体通过肠壁扩散,也有人[37]认为肝门静脉中的气体是由于创伤性气体栓塞形成的。
由于肠内增殖的细菌产生气体,大、小肠首先出现肠扩张;胸膜腔、腹膜腔可产生少量积液(腐败液体或者液化的脂肪,后者多集中于腹腔,来自网膜及腹膜后)。一般而言,10~20mL的胸腔液体被认为是正常的,很容易与其他造成积液的疾病区别[31]。随着腐败的进行,腐败气体进入循环系统和机体潜在的腔隙,此时要注意与一些含气疾病或损伤(如气体栓塞、气腹及消化壁积气等)的区分:腐败气体分布广泛且对称[28,31]。
虽然胰腺和肾上腺是最容易发生自溶的器官,但是在腐败气体产生之前,两者在CT图像上是正常的,此现象可能与非增强CT检测技术的局限性有关[31]。CHARLIER等[28]也发现早期肾上腺和胰腺表现出正常的CT影像,即使存在肾上腺或胰头出血,亦未能识别,从而出现假阴性。
当实质性器官开始腐败、液化时,其对应的CT值虽然也发生变化(实质器官周围的结缔组织呈现透亮的信号),但是器官的形态和轮廓正常,最终,随着结缔组织塌陷、器官不能识别,气体就会填充在胸、腹腔[31]。
昆虫和动物噬咬对尸体造成的破坏可以直观看出来,对于推断尸体死亡时的位置及是否被移动具有重要意义。LEVY等[31]通过研究发现,蛆常常被发现在头面部及一些损伤的部位,在CT图像上表现为线形、曲线形或不规则软组织影。此外,对于保存型尸体(如尸蜡),因其皮下组织和内部器官完整,在MSCT上具有特征性影像,表现为低衰减信号,由于其多与腐败同时存在,常出现局部缺损,要注意与生前损伤进行区别。
2.4 其他
正常的死后变化CT图像随着死亡时间的延长有着特定的模式化改变。EGGER等[39]通过研究发现,CT图像上气体的累积与放射强度的变化具有指数关系,而与死亡原因及死亡时间无相关性。KLEIN等[40]通过对5例尸体进行全身CT扫描(时间范围为死后0~36h,间隔1h),研究脑脊液、玻璃体及肝、肺容积与死后时间的变化特点,结果发现:脑脊液与玻璃体液随着死亡时间的增加,放射含量逐渐增加,肝容积反之,肺容积的变化则因人而异,无规律性表现。KLEIN等[40]认为脑脊液与死亡时间的相关性最好(平均r2为0.65,相比于玻璃体液平均r2为0.26)。KOOPMANSCHAP等[41]也认为脑脊液的放射强度可以用来评估死亡时间。这可能是由于死后生理性的细胞膜通透性增加,使脑脊液中细胞及蛋白成分增加,进而呈现CT图像上放射强度增强的效果[42]。此外,FISCHER等[38]研究了死后24 h内肝密度和肝内气体的变化情况,发现2例肝内气体的含量、分布与死亡时间无关,而另外3例则在4~7 h内表现出与死亡时间呈正相关,以肝左叶为著,5例肝密度的变化无明显差异。HYODOH等[43-44]通过研究死后肺部变化的情况,发现由于死后变化的影响,会引起充血性肺水肿,并随着死亡时间的延长而增加。目前,CT图像上随死亡时间改变的研究还处于初步阶段,对于准确判定尚存在一定的难度,因为死亡时间的研究需要全面考虑影响因素,包括性别、年龄、温度、湿度以及与其他相关疾病的鉴别(如引起肠扩张的炎症或血管病变,影响肺容积的吸烟、感染或心脏疾病等),除此之外还要考虑到实用性及经济效应,即尸体获取的完整性、长期占用CT室等因素。
KLEIN等[9]通过对儿童尸体CT图像的研究,发现根据CT图像上表现出的特征性改变,能够确定死者生前是否存在呼吸;但是有时由于腐败的干扰,会引起肺内产气,而出现假阳性的结果。为了防止类似的情况发生,有学者[45-46]认为应尽早将尸体冰冻保存,防止腐败产气。此外,儿童生前被喂养也是加速腐败产气的影响因素[9]。
3 总 结
相对于传统的尸体解剖技术,虚拟解剖具有高效、非侵入性等优势,而且对于某些损伤(如骨折)的观察甚至优于传统解剖手段,在法医病理学鉴定中发挥了越来越重要的作用。但是尸体CT扫描等影像学检查手段的应用也有其局限性,尚不能完全替代传统解剖技术,尤其是受死后变化的影响,给法医学诊断带来了一定困扰,容易出现误诊和误判。法医有必要在鉴定实践中不断探索和研究死后尸体变化的CT图像特点,收集大量不同死亡原因的案例,建立案例数据库,从中寻找死后CT影像学变化规律,尤其是受死后变化影响较大的器官(如脑、肺等),为尸体CT诊断提供参考标准,进一步拓展虚拟解剖技术在法医病理学领域中的应用。