典型损伤场景中的肺挫伤

赵金忠 张孟周

1.哈尔滨大工司法鉴定中心，黑龙江 哈尔滨 150000；2.中国政法大学证据科学教育部重点实验室，北京 100192

肺挫伤（pulmonary contusion）是指钝性暴力导致的肺被膜完整而肺实质出现水肿及出血的肺损伤。据此与肺撕裂伤、肺内支气管损伤等加以区分。然而，从法医病理学角度来说，肺穿透性损伤也都存在着不同程度的肺挫伤所见。胸部是机械性损伤（mechanical injury）的常见受累部位，在所有机械性损伤导致的创伤中胸部损伤占比约为10%～15%［1］。胸部的任何外力打击都可能破坏肺表面及其深部的血管，进而导致肺挫伤的发生。涉及胸部损伤的患者中肺挫伤的总体发生率差异较大，为18.6%～79.8%［2］。尽管临床医学方面对于肺挫伤的临床诊断、治疗及预后等研究已相当丰富，但对于法医病理学者而言，肺挫伤的成伤机制、损伤分布特点等仍缺乏系统性研究。基于此，本文按照交通事故、爆炸、高坠等典型的损伤场景中肺挫伤的发生情况进行论述，回顾各场景中肺挫伤发生的可能成伤机制及大体损伤特点，以期为后期相关研究提供一定的参考。

一、交通事故

交通事故（traffic accident）是胸部损伤及肺挫伤发生的最主要原因，各类交通运输工具和参与交通运输过程中的物体都可能导致人体的损伤及肺挫伤的发生。在法医病理学日常检案工作中，最常见的交通事故就是道路交通事故。道路交通事故损伤中常见的致伤工具以汽车为主，受伤人群包括乘员（驾驶员、副驾驶人员及后排座位人员）及行人。

（一）乘员

乘员是道路交通事故中最主要的受害者，易导致乘员肺挫伤发生的车型以小汽车及中型车为主。在交通事故碰撞的过程中，相较于侧面碰撞，安全带、气囊等保护措施能更有效地预防来自正面碰撞带来的人体损害。因此，车辆的侧面碰撞更易造成乘员的肺挫伤发生（占比近一半）［3］。而侧面碰撞中的近侧碰撞具有更高、更严重的肺挫伤发生率。纯横向的侧面碰撞由于具有更高的惯性载荷，比略倾斜的碰撞更易导致肺挫伤，略倾斜的碰撞可能更易导致心脏损伤。广泛性肺挫伤一般是具有较大作用面的物体（外力）作用于胸部所致，比如驾驶员与方向盘的碰撞、后排座位人员与前排座位的碰撞等。而孤立性肺挫伤一般是车辆的变形部位挤压胸部或胸部与车内较突出的固定部件发生碰撞造成的［4］。肺挫伤除可能发生在外力直接作用的部位外，还倾向发生于肺的内侧、后侧和下侧［5］。研究表明，在爆炸、局部胸部撞击等场景中，肺更易在近脊柱侧及肺底部产生挫伤改变，这可能与肺在胸腔内的移动及与骨骼撞击有关，但其具体机制仍不清楚。有学者推测其机制可能与对冲性脑挫伤类似，这种对冲性损伤可能发生在同侧肺的不同部位或跨越纵隔至另一侧肺。

值得注意的是，近侧碰撞中同侧肺挫伤程度往往重于对侧肺的挫伤程度，而在远侧碰撞、正面碰撞及侧翻碰撞中，双肺的挫伤体积间无显著性差异［5］。这提示近侧碰撞中近侧车门变形等是导致肺挫伤的重要原因之一。其他碰撞类型的肺挫伤可能主要是惯性产生的剪切力造成，而无需物体直接碰撞胸部。但遗憾的是目前在交通事故损伤场景中尚无剪切力与肺挫伤关系间的量化性研究［5］。学者可以关注此点进行后续相关的研究，进一步明确交通事故场景中肺挫伤的成伤机制。

（二）行人

行人在交通事故中的损伤模式与乘员完全不同，其死亡率显著高于乘员（21.7% VS 12.3%）。尽管Waddel和Farley提出的经典“fatal triad”模式受到较多质疑，但对于行人来说，其总体损伤部位仍以头部、下肢及臀部为主。因此关于行人的胸部损伤及肺挫伤的研究并未受到足够的关注。在本文中，仅能依据少量胸部损伤的研究加以综述。有研究表明，在交通事故碰撞过程中，车速及车辆前端形状（车型）两个参数共同决定了行人胸部损伤发生的风险及其严重程度。其中，车速对成年行人损伤程度的影响最为显著，其他的参数可以通过降低车辆的碰撞速度来降低碰撞对行人造成的损伤的严重程度。在中型轿车和SUV的碰撞中，头部和下肢受伤的风险更大，在单厢车的碰撞中，胸部的损伤风险特别高，且车辆前端越平坦，行人胸部受直接撞击的风险就越高［6］。另外，有研究表明，儿童比成人更容易发生肺挫伤，可能是儿童的肋骨比成人吸收能量少及儿童站立位时胸部的位置更易接触车辆前端所致。当然，撞击后发生的摔跌及碾压也是行人肺挫伤发生的原因，对上述情景导致肺挫伤的形成原因多数认为与强烈的高压波有关，在此不再赘述。

二、爆炸

肺是爆炸（explosion）场景中最常见的受损器官。研究表明45%～80%爆炸死者存在肺挫伤的表现［7］。爆炸性肺挫伤的产生机制仍不十分明确，以下是公认的几个可能机制：

（一）压力波

爆炸产生的超压传导至密度不同的界面时会倾向于向低密度一侧撕裂，物理学称之为散裂，这实际上就是通常理解的压力波作用［7］。在爆炸发生的过程中，产生的压力波直接作用或者爆炸场景中其他物体获得动能后间接作用于人体，都可导致胸腔内压骤然增加而引起肺挫伤的发生。另外，基于散裂原理，由于肺中存在大量的气体-组织界面，这使得爆炸产生的超压传导至气体-组织界面时会导致肺泡及肺间质广泛剥落于肺泡腔而造成肺损伤［8］。根据胸部所受压力波的大小，在肺表面及肺实质内可出现不同程度的肺挫伤，肉眼表现为点状、斑片状甚至大片状出血。由于胸腔肋骨的保护作用，超压传导过程中所导致的肺表面的出血更倾向于沿着肋间隙分布。另外，相较于空旷环境下的爆炸，封闭环境中的爆炸所导致的肺挫伤更为严重，同时封闭环境中由于肺受到来自不同方向的压力波作用而导致肺挫伤分布更加弥散［8］。

（二）内爆力

轻柔挤压肺组织时，肺组织与肺内气体一同被压缩，气体可经气道排出。当超压在极短时间（10-5-10-6s）内作用于肺时，肺实质结构被压缩的速度及程度远不及肺内气体，当被压缩的气体重新膨胀可造成肺泡及毛细血管损伤，称之为内暴力损伤［9］。爆炸性肺挫伤患者中存在弥漫且严重的肺泡过度扩张表现似乎证明了内暴力的存在。肺内气体压缩-膨胀过程中的负压状态也被认为是导致肺水肿的原因之一。另外，内爆力也可以很好地解释肺爆震伤后出现局部或全身空气栓塞的原因，即肺泡内气体在反复压缩膨胀过程中造成的气体进入血液循环所致。

（三）剪切力

当压力波或能量传递到不同肺组织时，密度差异所造成的惯性效应常使大血管、支气管等从肺实质上撕裂，从而导致支气管的动静脉瘘、胸膜瘘等，进而造成气胸、全身空气栓塞等严重后果，同时也会导致肺泡壁及肺实质内小血管发生破裂，引起不同程度肺挫伤的发生［10］。

以上称为原发性爆炸性肺挫伤。当然，爆炸现场中的高速碎片，爆炸引起的摔跌、物体砸压等也是肺及躯干损伤的重要原因，其肺挫伤的成伤机制与交通事故和摔跌相似，在此不再赘述。由于爆炸性肺挫伤的产生机制目前仍不十分清楚，法医病理学者及基础医学研究人员可开展相关动物实验，进一步确定爆炸性肺挫伤的成伤机制及发现其可能的其他成伤机制。

三、高坠

人体从高处以自由落体运动坠落，与地面及其他物体碰撞发生的损伤称为高坠伤（injurybyfallfromheight）。高坠伤的损伤程度取决于伤者（死者）坠落时的高度、体重、坠落过程中有无阻挡物以及接触地面或物体性状等。高坠死者损伤具有外轻内重的特点，即其体表损伤可能比较轻微，而内部的脏器损伤及骨折比较严重。高坠伤的损伤部位则主要与人体的着地部位有关。当一侧躯干或者胸部着地时，会导致胸部的损伤，如上所述，更可能会导致严重的肺挫伤，甚至肺破裂。

高坠发生时的高度及伤者（死者）接触地面的身体部位决定了作用于胸部的动能。一项包含352例高坠死亡案件的回顾性研究表明：头部损伤（颅骨骨折）在所有坠落高度均可发生，胸部损伤主要发生在3m以上，腹部损伤主要发生在9m以上［11］。尽管头部损伤是高坠案中最常见的致死性损伤，胸部损伤也可能是其致死的原因。研究表明对比小于3m和大于9m的高度跌落时，死者肺挫伤的总发生率从4.1%升至6.6%［11］。对于老年人群体，低位高坠（小于3英尺）是除交通事故外造成肺挫伤的最重要原因，占比19.1%［2］。而儿童群体的低位高坠（小于15英尺）肺挫伤发生率仅为0.5%，这可能是儿童的灵活性及肺组织的弹性优于老年人所致［12］。

四、其他

在奔跑过程中摔伤，人体向前或侧方扑倒摔跌时，也可能会导致肺挫伤的发生，但发生率相对来说比较低，即使发生其损伤程度也很轻微。摔跌所致肺挫伤情况类似于低位高坠导致的肺挫伤，在此不过多地说明。体育运动、动物踢伤以及非致命性弹丸等局部作用于胸部也可造成肺挫伤，其挫伤发生部位主要位于受力轴线上。心肺复苏导致的肺挫伤发生率（尸检：31.2%，临床CT：41%）仅次于胸肋骨骨折发生率，但绝大多数心肺复苏相关的肺挫伤程度较轻微，且心肺复苏引起的肺挫伤主要位于肺后侧，可能是仰卧时肺后半部的静水压较高所致。

五、总结

实际上，从生物力学、病理生理学、临床医学等不同角度研究肺挫伤的文献相当多，研究方法也十分丰富，如回顾性案例分析、计算机建模、仿真模拟、动物模型等。但大部分涉及肺挫伤大体形态的文献其初始目的是为汽车安全性服务的，比如目前常用的简略创伤分度法（abbreviated injury scale，AIS）、损伤严重度评分（injury severity score，ISS）、胸部创伤指数（thoracic trauma index，TTI）等创伤分级或评分系统初期均是针对评估汽车安全性而被开发的。可能受限于人体损伤实验的特殊性，针对不同场景中肺挫伤的大体、组织病理学特点及成伤机制等目前并未被系统性研究。若能深入研究其形态特点将有益于法医司法鉴定中涉及肺挫伤或胸部创伤死者的成伤机制及死亡原因分析。