溺死的虚拟解剖形态特征

简俊祺，邹冬华，李正东，张建华，秦志强，刘宁国

1.绍兴文理学院司法鉴定中心，浙江 绍兴 312000；2.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

随着医学影像技术的发展，CT、MRI、发射型计算机断层成像等新成像技术相继出现，并越来越多地应用于法医学鉴定实践[1-2]。传统尸体解剖具有破坏性、不可复原性，相对而言，虚拟解剖可重复性好，可获取较为全面的尸体内部器官组织信息，特别是尸体解剖结构相对复杂部位的探查[3]。虚拟解剖可作为传统解剖前的预检，在获取尸体关键信息后，有助于在传统解剖过程中做到有的放矢。在不适宜尸体解剖的情况下，虚拟解剖也可作为一种替代的尸检手段。

与其他死亡原因相比，溺死最明显的不同之处在于溺液侵入机体并产生一系列生理病理学改变。溺液主要侵入呼吸系统、消化系统以及心血管系统。溺死者在溺水过程中，呼吸困难期和终末呼吸期吸入大量的溺液及水中异物，使得口鼻腔、气管和支气管腔内充满泡沫样液体，大量吸入肺部后不易呼出，进而形成水性肺气肿[4]。溺液进入肺泡后通过肺泡壁毛细血管到达左心，进入血液循环，引起心腔内血液成分改变[4]。此外，溺液或异物被吸入肺的同时，也可吞咽入胃，甚至十二指肠[4]。理论上，利用CT 通过虚拟解剖技术，上述病理学变化可在死后影像上有所体现。2005 年，虚拟解剖技术首次应用于溺死诊断，AGHAYEV 等[5]报道了一起汽船事故，对尸体进行CT和MRI 扫描，影像结果中除汽船形成的机械性损伤外，还发现液体积聚于鼻窦、胃以及十二指肠，肺膨胀，肺部马赛克征等，结合肺内硅藻的检出，给予溺死诊断。随后，国外学者就溺液在机体内积聚的影像学表现进行深入研究。2012 年，KAWASUMI 等[6]对溺死者与非溺死者的上颌窦及蝶窦积液情况进行对比分析。2015 年，PLAETSEN 等[7]研究结果显示，71%溺死者出现胃膨胀，胃内容物体积在溺死组与缢死组之间存在明显差异，溺死者十二指肠及空肠膨胀率分别为34%、32%。2010年，万雷等[8]利用多层螺旋CT判定1例污水泵池内溺死，这对于国内溺死虚拟解剖研究具有重要意义。但目前国内对溺死虚拟解剖技术的研究仅限于个案报道，因此，本研究拟通过对比分析溺死与非溺死尸体的CT 影像学表现、虚拟测量指标，进而探究虚拟解剖技术在溺死尸体上获取关键证据信息的能力，探讨虚拟解剖技术在溺死诊断中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

溺死组收集2015—2019年司法鉴定科学研究院受理的、经尸体解剖明确为淡水溺死的案件7例（表1），其中男性4例，女性3例；年龄18～54岁，平均年龄37岁。对照组为2015—2019年司法鉴定科学研究院成人猝死案件，共15例，其中男性10例，女性5例；年龄31～83岁，平均年龄59 岁。纳入本研究案件已排除高度腐败，排除失血性休克、心脏及大血管损伤，排除生前经医院抢救。所有案例的影像学数据用于科学研究已征得家属同意，本研究获司法鉴定科学研究院科学与伦理委员会审核批准。

表1 溺死组案件基本情况Tab.1 The cases information in drowning group

1.2 主要设备及参数

DefinitionAS 40 层螺旋CT（德国SIEMENS 公司），管电压120 kV，管电流240 mA，螺距0.9∶1，采集层厚2 mm（准直器宽度40×0.6 mm），采集视野（field of view，FOV）500 mm；重建范围为扫描范围，层厚0.6 mm，层距0.4 mm，重建视野500 mm。

1.3 CT 影像数据采集

将尸体用装尸袋包裹，取仰卧位置于CT 检查床上。按照《法医学虚拟解剖操作规程》（SF/Z JD0101003—2015）的要求进行CT 扫描。所有CT 扫描数据以DICOM 格式储存。扫描头顶部到检查床允许躯干进入的最远点（视身高而定，通常在股骨中段或胫腓骨上段处）。

1.4 影像学阅片

由2 位医学影像学专家和1 位具有法医病理学资质的司法鉴定人（具备医学影像阅片能力）共同阅片。重点关注溺死组与对照组中呼吸系统、消化系统以及心血管系统的影像学表现，如鼻窦（上颌窦、蝶窦、筛窦和额窦）内是否积液（异物）、呼吸道内是否积液及积液占管腔比例、肺组织密度及体积变化等。

1.5 特征指标测量

（1）测量鼻窦积液量、积液平均CT 值。使用Mimics 19.0 软件（比利时Materialise 公司）构建鼻窦（上颌窦、蝶窦）内积液的3D 模型，由软件自动计算体积和平均CT 值。（2）测量左心房血液平均CT 值、胃内容物平均CT 值。使用Mimics 19.0 软件测量感兴趣区域（region of interest，ROI）平均CT 值。左心房血液测量时设定ROI 边框距离心肌外边界2～3 mm，胃内容物测量时设定ROI 边框尽量选取胃内容物区域。每隔一断层影像测量1 次CT 值，测量5 次，取平均值。

1.6 统计分析

采用SPSS 22.0 软件（美国IBM 公司）进行数据处理和分析，数据以均值±标准差（）的形式表示。采用最小显著性差异法（least significant difference，LSD）对溺死组与对照组各部位的测量指标（鼻窦积液量，鼻窦积液、左心房血液及胃内容物平均CT 值）进行多重比较分析，组间比较采用两独立样本t检验，检验水准α=0.05。

1.7 传统解剖

尸体行虚拟解剖后1 h 内，由2 位具有法医病理学资质的司法鉴定人对尸体进行传统解剖，特别观察呼吸道内积液情况、肺组织病理学改变、胃内容物等。除常规检查外，打开颅腔，经颅底切开颅——打开蝶窦，观察蝶窦内积液（异物）情况，并提取积液（异物）。

2 结果

2.1 鼻窦积液（异物）

溺死组虚拟解剖和传统解剖均见上颌窦、蝶窦积液，部分筛窦、额窦可见积液（图1）。传统解剖中提取蝶窦积液进行硅藻检验，光学显微镜下除案例1、4（生活用水中溺死）外均检见硅藻。其中1例CT 影像蝶窦内见高密度影，经传统解剖发现泥沙样物质（图2）。对照组中9例可见鼻窦积液，积聚于上颌窦和（或）蝶窦，筛窦、额窦均未见液体积聚（图1）。由表2可见，溺死组鼻窦内积液量高于对照组（P＜0.05）。溺死组鼻窦内积液平均CT 值为（15.91±17.20）HU，对照组为（37.33±18.50）HU，两者相比差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。

表2 不同死亡原因虚拟测量结果对比Tab.2 Comparison of virtual measurement results of different causes of death （）

表2 不同死亡原因虚拟测量结果对比Tab.2 Comparison of virtual measurement results of different causes of death （）

注：1）鼻窦积液量为上颌窦、蝶窦内积液总量；2）与对照组相比，P＜0.05；3）单个案件中，蝶窦、上颌窦积液CT 值视为鼻窦积液的2个样本，鼻窦内未见积液不计，故溺死组样本为14例，对照组样本为16例。

图1 鼻窦积液Fig.1 Fluid in the sinus

图2 溺死组鼻窦内异物Fig.2 Foreign body in the sinus of drowning group

2.2 呼吸道积液

溺死组所有案例虚拟解剖均见呼吸道内大量液体积聚，表现为斑片状低密度影（图3）。气管腔内液体积聚约占管腔50%，支气管腔内液体积聚约占管腔75%。溺死组经传统解剖均发现呼吸道内液体积聚，但液体量相对虚拟解剖发现减少。对照组中，虚拟解剖和传统解剖均发现呼吸道内有积液的有7例，占46.7%，主要集中在支气管腔以及更远端的呼吸道，量少。

图3 溺死组呼吸道积液（箭头）Fig.3 Fluid in the respiratory tract of cases in drowning group（arrow）

2.3 肺组织

溺死组虚拟解剖均见肺部呈弥漫性高密度影（毛玻璃样改变），分布较为均匀，肺间隔增厚。其中4例可见肺体积明显增大，局部前缘覆盖心脏，双肺前缘间距减小，双侧肺组织于胸骨前相接（图4）。传统解剖中见肺部膨隆，肺表面可见肋骨压痕、溺死斑，切开肺组织可见大量泡沫样的血色液体流出。对照组虚拟解剖见肺部呈毛玻璃样改变，分布不均匀，与肺组织的结构位置存在一定联系（图4），经传统解剖发现肺部低下部位淤血较明显。

图4 肺部CT 影像Fig.4 CT images of lung

2.4 血液稀释

溺死组左房心血平均CT 值为（52.57±9.24）HU，对照组左房心血平均CT 值为（71.27±7.50）HU，溺死组CT 值低于对照组（P＜0.05）。

2.5 胃内容物

溺死组胃内容物平均CT 值为（10.33±12.81）HU，对照组胃内容物平均CT 值为（41.12±18.68）HU，两组间的差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。

3 讨论

溺死可分为典型溺死和非典型溺死两大类，后者占溺死10%～15%，此类情况溺水过程极少或没有溺液吸入[9]。典型溺死的法医学鉴定的重要证据是溺液侵入机体并导致的一系列生理病理学改变。本研究通过分析虚拟解剖技术对关键证据信息的获取能力，探究虚拟解剖技术运用于溺死法医病理学诊断的应用价值。

鼻窦积液在溺死中是一种较为常见的现象，有研究[10]对100例疑似溺死的水中尸体的蝶窦积液及肺内硅藻进行检测，发现6例最终证实为非溺死尸体中4例蝶窦积液及肺内均未检出硅藻，另外2例存在头、胸部开放性损伤。基于该研究结果，溺水者鼻窦内液体积聚可考虑为一种生活反应的表现，而非死后水中浸泡形成。虚拟解剖技术虽不能像传统解剖打开蝶窦提取积液进行硅藻检验，但在鼻窦内发现高密度影同样具有较高特异性，并可指导解剖人员打开鼻窦提取积液，或CT 引导下穿刺提取积液。本研究中1例溺死者的鼻窦内发现高密度影，传统解剖证实为泥沙，为溺死诊断提供了有力证据。本研究溺死尸体的死后影像学表现中，鼻窦内均见积液，其中上颌窦、蝶窦积液最为常见。KAWASUMI 等[6]指出，上颌窦、蝶窦积液与溺死之间存在关联，但特异性和阳性预测值较低，该阳性征象尚不能用于诊断溺死，但阴性结果可用于排除溺死。本研究溺死组虚拟解剖均检出鼻窦积液，对照组中部分案例鼻窦内同样发现液体积聚。通过虚拟测量鼻窦内积液量和CT 值，发现溺死组与对照组差异具有统计学意义。可见，通过鼻窦积液的死后影像学特征观察分析并结合积液量、CT 值等参数的测量，可以为溺死的法医病理学诊断提供更有意义的辅助数据。在特殊情况下，特别是未经尸体解剖时，虚拟解剖技术的应用可发挥更重要的作用。

呼吸道大量溺液的积存是溺死尸体的主要特征之一。然而，传统解剖过程中由于尸体体位等原因，可造成呼吸道内液体外溢，液体量减少。另外，由于传统解剖仅限于气管和主支气管，而下呼吸道较细，往往通过传统解剖难以观察其内的积液特征。对于积液性质来说，传统解剖较难区分溺液与水肿液，特别是解剖过程中血管被切断造成血液流入气道时，难度则更大。本研究发现，虚拟解剖显示呼吸道内大量液体积聚，气管腔内液体积聚约占管腔50%，支气管腔内液体积聚约占管腔75%。对照组中部分案例呼吸道内见少量液体，主要分布在支气管腔内及更远端呼吸道。不排除心脏性猝死导致急性肺淤血、水肿，水肿液从肺毛细血管网进入肺泡、支气管和气管末梢[11]。此类情况，液体积聚于呼吸道的位置更接近于末端，液体量较小。

在法医学鉴定实践中，水性肺气肿是一种生活反应，是诊断溺死的重要证据之一。传统解剖中可见肺部膨隆，肺表面可见肋骨压痕、溺死斑，切开肺组织可见大量泡沫样的血色液体流出。本研究中，溺死组肺部虚拟解剖见弥漫性毛玻璃样改变，肺间隔增厚。溺死者死后影像中肺部出现毛玻璃样改变，但在其他情况的CT 影像中也可出现，如心脏性猝死、肺部传染性疾病、各种非传染性肺间质疾病（如过敏性肺炎、Hamman-Rich 综合征）以及弥漫性肺出血等[12]。本研究发现，溺死组虚拟解剖见全肺毛玻璃样改变分布较为均匀，局部前缘覆盖心脏，双肺前缘间距减小，部分见双侧肺组织于胸骨前相接。因此，通过CT 影像发现肺组织毛玻璃样改变、评估肺部形态变化等，可在一定程度上体现溺死后肺部的特征性改变，使尸体检验结果更加精确、客观。

溺液进入肺泡后通过肺泡壁毛细血管到达左心，引起心腔内血液成分改变。本研究通过测量心腔内血液的CT 值，可评估血液密度变化，以作出是否生前溺死的判断。本研究结果发现，相对于对照组，溺死组心腔内血液CT 值较低，说明生前溺液进入了心腔，造成了血液稀释。

溺水过程中，伴随着剧烈呼吸，死者会不同程度地吞入溺液。本研究发现，胃内容物平均CT 值较对照组低，说明可以通过胃内容物CT 值判断胃是否吞入溺液。然而，受死者生前进食情况以及溺水过程吞入溺液量等因素影响，该结果需要结合其他数据综合分析。另外，死后抛尸入水的尸体，由于水压及水流的冲击力，不排除将部分溺液压入呼吸道、食管，甚至胃肠，故仅通过呼吸道积液等征象诊断溺死应谨慎。

对于水中尸体，仅仅通过尸表检查、案情调查诊断溺死是比较困难的。在法医学鉴定工作中，时常会有因家属不同意、宗教等因素导致无法进行尸体解剖明确死因。虚拟解剖技术可在一定程度上为明确或排除溺死诊断提供帮助、为诊断溺死提供更加有说服力的证据。本研究主要针对未出现明显腐败的尸体，当尸体高度腐败时，死后影像学表现与CT 值可能有所变化，有待进一步研究。