死后视网膜血管图像时序性变化的实验研究

李晓娜，郑吉龙，霍德民，王玖琳，岳文青

（1. 中国医科大学公共基础学院化学教研室，沈阳 110122；2. 中国刑事警察学院法医学系，沈阳 110035；3. 南昌市公安局刑事侦查大队，南昌330000）

死亡时间 （postmortem interval，PMI） 推断是法医学领域中的重要研究难点之一。传统用于PMI推断的研究对象包括尸僵、尸斑［1-4］和核酸、蛋白质及离子等［5-7］，因受外界环境因素干扰较大，适用范围很有限。由于眼组织位于眼眶内，与外界环境相隔绝，愈发受到法医学者青睐［7-9］。有学者［5，10］研究了死后房水和玻璃体液中的氨基酸与离子浓度等的变化规律，因检测的方法不同，实验结果差异较大。也有研究［7-9，11，16］分析死后角膜厚度与清晰度变化规律，但当眼睑未闭合完全时角膜会直接暴露，而视网膜组织处于眼球内部最深层。目前，相关研究［12-13］主要探讨死后视网膜组织核酸降解规律，该方法操作繁琐，所需仪器和试剂昂贵，且会破坏眼球结构，影响尸体遗容，难于在基层推广应用。

本研究通过眼底照相机无创监测个体死后9 h内视网膜图像变化过程，探讨个体死后视网膜血管图像时序性变化规律，并评估其用于法医学中PMI推断的潜在价值。

1 材料与方法

1.1 实验分组

健康成年新西兰大白兔40只，体质量2.0～2.5 kg，雌雄不限，选中的实验用兔均无眼部疾病 （实验动物均由沈阳医学院实验动物中心提供）。20～23℃室温条件下饲养3 d，采用空气栓塞法处死。将处死后的家兔置于相同温度 （20 ℃±3 ℃）、湿度（30%） 的避光室内条件下，随机分为睁眼组和闭眼组，每组20只。其中一组家兔通过止血钳将眼睑固定并拉开，使得眼表充分暴露于空气中，即睁眼组。另一组除实验需要采集眼底图像外，其余过程眼睑持续处于完全闭合状态，即闭眼组。所有家兔死后尸体均用防蝇罩盖住，以避免受到嗜尸性蝇虫侵袭。

1.2 视网膜血管图像采集

采用DEC 100型手持式眼底照相机 （40°，LED模式，200万像素，分辨率1 920×1 080，台湾MiiS赫罗斯） 于兔死后不同时间（0 h、1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h、9 h） 获取视网膜血管图像。每只兔眼于每个时间点各采集5张照片，图像保存为jpg格式。

1.3 图像变化规律分析

描述记录随死亡时间推移兔视网膜血管图像变化过程，包括视网膜血管形态结构、分布范围及颜色变化。

2 结果

2.1 死后兔视网膜血管图像

死后2 h内兔视网膜血管衰退改变不明显，至死后3～8 h内，视网膜血管分布范围从视盘远端外围向视盘附近逐渐缩进，期间伴随血管宽度减小及颜色变浅。至死后9 h，兔视网膜血管完全降解消失在视野中。见图1、2。

2.2 死后兔视网膜血管图像变化规律分析

睁眼组和闭眼组兔死后9 h内视网膜图像变化趋势相近，且同一只兔2只眼睛的视网膜图像变化趋势亦十分接近。皆表现为随着PMI推移，视网膜血管形态呈从视盘远端向视盘区逐渐缩进的趋势，这个过程中，伴随着视网膜血管宽度减小和颜色变浅。见表1。

图1 死后9 h内闭眼组兔视网膜血管图像Fig.1 Retinal vessel images of rabbits in the closed-eye group within 9 hours postmortem

图2 死后9 h内睁眼组兔视网膜血管图像Fig.2 Retinal vessel images of rabbits in the open-eye group within 9 hours postmortem

表1 空气栓塞死后9 h内兔视网膜血管形态变化Tab.1 Morphological changes of retinal vessels within 9 hours after death from air embolism in rabbits

3 讨论

本研究通过眼底照相机无创动态监测个体死后视网膜血管图像时序性变化。视网膜是人体中唯一不需要切开即可看见血管和神经的部位，借助眼底镜能清楚观察到眼底视网膜上的血管以及视神经［14］。本研究使用的眼底照相机为具有拍摄功能的眼底镜，它与现今使用普遍的数码机相机价格相近，无需经特殊培训即可进行操作。研究选择视网膜血管图像作为研究对象，能实现无创检查，同时，该方法以图片作为证据保存载体，可上传至互联网供交流分析。

研究发现，死后9 h内兔视网膜血管图像变化过程随PMI推移呈一定规律。死后2 h内兔视网膜血管衰退改变不明显，分析原因，因为视网膜位于眼球内部最深层，免受外界环境因素干扰，个体死后短时间内视网膜血管血液外渗和血红蛋白降解程度低，故通过肉眼观察变化不明显。兔死后3～8 h，视网膜血管分布范围从视盘远端向视盘区逐渐缩进。分析一方面，视盘区为视网膜中动脉和视网膜静脉主干出入眼球的部位，血管容量较远端大；另一方面，视盘附近小动脉壁结构层次完整，在内皮细胞间的细胞连接形成血-视网膜屏障，而远端小血管无该结构，且中膜的平滑肌细胞层数从视盘至周边部逐渐递减，同时视网膜静脉与动脉结构类似［15］，则视盘附近的血管对死后缺血缺氧的耐受能力较视盘远端外围的小血管强。因此，兔死后视网膜血管图像衰退过程表现为由视盘周边向视盘缩进的趋势。

本研究还发现，死后眼睑的闭合状态对于视网膜血管图像变化过程的影响并不明显，这可能是因为视网膜位于眼球内部最深层，即使眼表暴露于空气中，眼前节组织也会缓冲外界环境因素的影响。这提示个体死后视网膜血管对外界环境因素变化的耐受能力极强，若能建立通过个体死后视网膜血管图像时序性变化推断PMI的方法，其适用范围将更广。此外，研究结果显示，同一家兔的双侧眼底视网膜血管图像变化趋势十分接近，这暗示死后视网膜血管形态变化在个体内差异性并不明显。本研究结果亦反映出兔死后短时间内视网膜血管形态时序性变化非常迅速，这提示个体视网膜血管对死后缺血缺氧环境的耐受能力有限，达到其临界点后消退速度在短时间内迅速爆发。尤为重要的是，直至视网膜血管完全消失之前，眼前节组织并没有发生影响采集的眼底照片质量的改变，以往的研究［16-17］结果也显示，在类似条件下兔死后早期角膜图像变化并不显著。这意味着视网膜血管较角膜而言，更适用于个体死后早期短时间的PMI推断。

本研究初步发现了个体死后早期视网膜血管图像时序性变化呈一定规律性，但仍处于对血管图像的表观描述阶段，缺乏客观量化依据。今后的研究将深入探讨量化方法，并扩大实验样本，增加数据可靠性，以期为早期PMI推断提供一种新的无创可量化方法。