兔死后肺CT影像隨時(shí)間變化的規(guī)律性研究

鄭吉龍，張家鑫，王玖琳，鞏京慧，倪首濤，章 彪

(中國(guó)刑事警察學(xué)院，沈陽(yáng) 110035）

兔死后肺CT影像隨時(shí)間變化的規(guī)律性研究

鄭吉龍，張家鑫，王玖琳，鞏京慧，倪首濤，章 彪

(中國(guó)刑事警察學(xué)院，沈陽(yáng) 110035）

目的 研究兔不同原因死后129 h內(nèi)肺CT影像隨時(shí)間變化的規(guī)律。方法 建立失血性休克、空氣栓塞和縊死3種死亡模型；在不同死后間隔時(shí)間進(jìn)行肺薄層螺旋CT掃描，結(jié)合專業(yè)的CT圖像分析軟件，觀察肺平均CT值、肺面積/胸椎面積變化，并用SPSS19.0作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 不同死亡模型中，肺平均CT值均隨死亡時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升高后降低趨勢(shì)。肺面積/胸椎面積總體呈下降趨勢(shì)，早期變化緩慢，隨之下降迅速，后期下降相對(duì)緩慢。分別建立失血性休克、空氣栓塞和縊死模型肺平均CT值和肺面積/胸椎面積與死后間隔時(shí)間的二項(xiàng)式回歸方程，具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論 基于CT影像技術(shù)建立兔死后肺面積/胸椎面積與死后間隔時(shí)間的非線性回歸方程，可用于推斷晚期死亡時(shí)間，可成為一種新的法醫(yī)學(xué)推斷死亡時(shí)間的方法。

死亡時(shí)間；CT；肺

法醫(yī)工作中，推斷死亡時(shí)間（postmortem interval, PMI）對(duì)確定作案時(shí)間、甄別嫌疑人、劃定偵查范圍乃至案件的最終偵破都起著關(guān)鍵作用[1?2]。死亡早期可根據(jù)尸溫、尸僵、尸斑、胃內(nèi)容物消化程度等進(jìn)行PMI推斷，而晚期死亡時(shí)間一般根據(jù)上述尸體現(xiàn)象，再結(jié)合尸體上昆蟲演變規(guī)律、白骨化程度等變化進(jìn)行推斷。上述方法常根據(jù)尸體現(xiàn)象，結(jié)合主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行死亡時(shí)間推斷，由于受到年齡、性別、體重、疾病、死亡原因、尸體所處環(huán)境等各種因素的影響，死亡時(shí)間推斷的準(zhǔn)確性不高[3]，因此其一直是國(guó)內(nèi)外法醫(yī)學(xué)界研究的重點(diǎn)。傳統(tǒng)法醫(yī)學(xué)尸檢主要通過尸體解剖這種有損的方式觀察機(jī)體內(nèi)部組織器官。近年來(lái)，虛擬解剖技術(shù)發(fā)展迅速，影像學(xué)技術(shù)如X線、CT、MRI、體素掃描和3D掃描成像技術(shù)開始被引進(jìn)法醫(yī)學(xué)，為法醫(yī)工作者提供了一種獲取尸體內(nèi)部組織器官信息的無(wú)損的解剖方法[4]。自1990年CT技術(shù)首次運(yùn)用到尸檢，就不斷有學(xué)者將CT技術(shù)運(yùn)用到法醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中，如損傷鑒定、機(jī)械性窒息、高低溫?fù)p傷、溺死等[5]。2004年Emin Aghayev等[6]對(duì)一例交通事故死者顱腦進(jìn)行CT檢驗(yàn)。CT檢驗(yàn)顯示顱骨廣泛粉碎性骨折、對(duì)沖性腦挫傷以及腦水腫，CT檢驗(yàn)結(jié)果與解剖結(jié)果一致，表明CT影像學(xué)檢驗(yàn)是一種很好的法醫(yī)病理學(xué)可視化工具。2014年李曉娜等[7]運(yùn)用CT影像學(xué)技術(shù)檢驗(yàn)不同死因兔大腦在不同PMI的CT影像變化，建立了具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的PMI與顱腦平均CT值的多項(xiàng)式方程，為法醫(yī)學(xué)提供了一種新的客觀、準(zhǔn)確的PMI推斷方法。

本研究對(duì)132只兔建立失血性休克、空氣栓塞、縊死3種死亡模型的肺，在死后129 h內(nèi)，每隔6 h，進(jìn)行CT影像檢驗(yàn)和臟器檢驗(yàn)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。同時(shí)探索肺CT影像隨PMI的時(shí)間變化規(guī)律，試圖建立一種新的推斷PMI的方法。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康成年兔132只，體重1.9～2.6 Kg，雌雄不限，購(gòu)自沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。

1.2 主要儀器

NeuViz雙層螺旋CT機(jī)（中國(guó)東軟公司，沈陽(yáng)）。

1.3 實(shí)驗(yàn)分組及死亡模型的建立

132只兔隨機(jī)均分為3組，分別構(gòu)建失血性休克死亡模型、空氣栓塞死亡模型和縊死死亡模型[7]。處死后的家兔存儲(chǔ)在兔盒內(nèi)，室內(nèi)溫度控制在20±2℃。每種不同死因模型組在死后3～129 h內(nèi)，每隔6 h分為一組，共22個(gè)組，進(jìn)行肺組織CT影像檢驗(yàn)。

1.4 肺CT掃描成像

肺CT影像選取位于肺門區(qū)（第六胸椎平面，以避免肋骨、椎骨對(duì)CT值測(cè)定的干擾），連續(xù)3層（層厚0.7 mm、層距2 mm，管電壓120 KV、電流250 mA、時(shí)間1.0 s）CT影像作為研究對(duì)象，分別測(cè)量不同死因兔肺第六胸椎平面的肺面積和第六胸椎（包括髓腔）的面積。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Max Viewer影像分析軟件（Max Viewer, version1.0.0131）檢測(cè)CT影像，獲得所有CT 影像各參數(shù)值，然后用SPSS19.0軟件對(duì)肺面積/胸椎面積、肺平均CT值與死后間隔時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理。

1.6 動(dòng)物尸體解剖檢驗(yàn)

在不同死后間隔時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行CT掃描后，各組隨機(jī)地選取1只動(dòng)物進(jìn)行尸檢，重點(diǎn)檢驗(yàn)各時(shí)間點(diǎn)胸腔內(nèi)肺臟變化。

2 結(jié) 果

2.1 兔不同死因死后129 h內(nèi)各時(shí)間肺平均CT值變化

失血性休克死亡模型組死后129 h內(nèi)肺平均CT值先持續(xù)升高，3 h為?723.167 HU，在75 h左右達(dá)到峰值為?442.6 HU，隨后逐漸下降，129 h為?823.933 HU（圖1a）。空氣栓塞模型組死后129 h內(nèi)肺平均CT值先持續(xù)升高，3 h為?715,289 HU，在75 h左右達(dá)到峰值為?426.6 HU，隨后逐漸下降，129 h為?748.850 HU（圖1b）?？O死模型組死后129 h內(nèi)肺平均CT值先持續(xù)升高，3 h為?709.433 HU，在死后87 h達(dá)到峰值為?524.2 HU，隨后逐漸下降，129 h為?753.694 HU（圖1c）。

2.2 兔不同死因死后129 h內(nèi)肺面積/胸椎面積變化

失血性休克死亡模型組死后39 h內(nèi)肺面積/胸椎面積變化緩慢，3 h為20.763 %，39 h為17.133%；死后39～87 h之間，肺面積/胸椎面積迅速下降，87 h降為8.478 %；87 h以后肺面積/胸椎面積下降速度緩慢，但總體呈下降趨勢(shì)，到129 h為3.585 %（圖2a）?？諝馑ㄈＰ徒M死后45 h內(nèi)肺面積/胸椎面積變化緩慢，3 h為20.913 %，45 h為15.612 %；死后45～93 h之間，肺面積/胸椎面積基本無(wú)變化，93 h為9.160 %；93 h以后肺面積/胸椎面積下降速度緩慢，但總體呈下降趨勢(shì)，到129 h為4.215 %（圖2b）?？O死模型組死后33 h內(nèi)肺面積/胸椎面積變化緩慢，3 h為21.736 %，33 h為18.284 %；死后33～87 h之間，肺面積/胸椎面積迅速下降，87 h為6.360 %；87 h以后肺面積/胸椎面積下降速度緩慢，但總體呈下降趨勢(shì)，到129 h為4.635 %（圖2c）。3種死亡模型肺CT影像見圖3。

圖 1 不同死亡模型死后129h內(nèi)肺CT值變化趨勢(shì)Fig.1 The trends of the lung average CT value within 129h of PMI from different death models

圖2 不同死亡模型死后129h內(nèi)肺面積/胸椎面積變化趨勢(shì)Fig.2 The trends of the lung area / thoracic area within 129h of PMI from different death models

圖3 不同死亡模型死后129h內(nèi)肺CT影像變化（a.為失血性休克死亡模型 b.為空氣栓塞死亡模型 c.為縊死死亡模型）Fig. 3 The lung CT images within 129h of PMI from three death models (a. the hemorrhagic shock b. the air embolism c. the strangulation.

2.3 動(dòng)物尸檢

兔不同死因肺的尸檢所見與基于螺旋CT獲得的肺影像學(xué)表現(xiàn)基本一致。在肺面積起始變化階段，肺大小變化緩慢，見肺葉各段質(zhì)地均勻，肺邊緣與胸壁緊貼，肺面積/胸椎面積變化不顯著。隨著PMI的延長(zhǎng)，腐敗加速，肺實(shí)質(zhì)自溶、液化，肺體積減小，開始時(shí)速度較慢，隨后逐漸加快。最后進(jìn)入穩(wěn)定階段，肺體積緩慢減小[8]，肺面積/胸椎面積下降緩慢，胸廓飽滿，胸腔充滿大量腐敗液體，肺葉、肺段已分別不清，腐敗嚴(yán)重。

2.4 肺平均CT值、肺面積/胸椎面積與死后間隔時(shí)間回歸方程

將獲得的肺平均CT值、肺面積/胸椎面積與死后間隔時(shí)間進(jìn)行曲線擬合，并建立二項(xiàng)式回歸方程（表1、2）。

表1 兔不同死亡模型129h內(nèi)肺平均CT值回歸方程Table 1 Regression analysis of the average CT value within 129h PMI of lung tissue from rabbit suffered into different death models

表2 兔不同死亡模型129 h內(nèi)肺面積/胸椎面積回歸方程Table 2 Regression analysis of the lung tissue area / thoracic area within 129h PMI of rabbit suffered from different death models

3 討 論

3.1 CT影像學(xué)方法檢驗(yàn)不同死因肺的變化

本次實(shí)驗(yàn)采用3種死亡模型，胸部均無(wú)開放性損傷。結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兔3種死因之間肺面積/胸椎面積和肺平均CT值變化趨勢(shì)基本一致，說明胸部無(wú)開放性損傷情況下，不同死因肺面積/胸椎面積和肺平均CT值呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律。運(yùn)用CT影像學(xué)方法對(duì)兔3種死因死后肺進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)解剖學(xué)驗(yàn)證，兔死后尸體中肺解剖變化與死后肺CT影像變化相一致。運(yùn)用CT影像學(xué)對(duì)尸體進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，較傳統(tǒng)的尸體解剖，能夠比較完整保持尸體的死亡狀態(tài)[9-10]，同時(shí)也能夠全面系統(tǒng)地觀察尸體內(nèi)在變化。

3.2 肺平均CT值變化分析

肺平均CT值則在死后先升高，在50～81 h間達(dá)到峰值，隨后逐漸減少。分析肺平均CT值升高的原因可能與肺中蛋白質(zhì)的變性和水分的丟失有關(guān)，隨后肺腐敗發(fā)生，因此肺平均CT值逐漸趨向于氣體CT值[11]。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析肺平均CT值和死后間隔時(shí)間存在一定的相關(guān)性，但是其相關(guān)系數(shù)較低，所以其推斷死亡時(shí)間的準(zhǔn)確性較低。

3.3 肺面積/胸椎面積時(shí)間變化分析

在死后起始階段，肺泡毛細(xì)血管變性，胸腔內(nèi)腐敗氣體產(chǎn)生量較少[12]，這就導(dǎo)致死后肺面積/胸椎面積在33 h內(nèi)變化緩慢。隨后，由于肺泡壁破裂融合，肺面積縮小，同時(shí)胸腔內(nèi)腐敗細(xì)菌的作用，產(chǎn)生大量的腐敗氣體，從而導(dǎo)致肺面積/胸椎面積在33～87 h間變化迅速；87 h后，肺中氣管，血管以及殘存結(jié)締組織不易分解[13]，肺面積縮小相對(duì)緩慢。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析肺面積/胸椎面積與死后間隔時(shí)間之間存在非線性統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系，且肺面積/胸椎面積與PMI回歸分析得出相關(guān)系數(shù)在0.881～0.927之間，表明肺面積/胸椎面積可用于推斷死后間隔時(shí)間。但是死后早期肺面積/胸椎面積變化緩慢，所以它對(duì)推斷晚期死亡時(shí)間較敏感。

本研究在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)死后肺面積/胸椎面積和肺平均CT值進(jìn)行研究，相對(duì)來(lái)說比較局限，距離實(shí)際推廣還存在較大距離。因?yàn)樵诤愣囟认逻M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，未針對(duì)溫度與肺臟變化進(jìn)行探討，以后實(shí)驗(yàn)中可以增加不同溫度下肺CT影像變化的研究。通過影像學(xué)研究死后尸體內(nèi)臟器隨PMI變化趨勢(shì)為死亡時(shí)間推斷開拓了一種新的研究道路。今后的研究可致力于對(duì)尸體所有器官進(jìn)行影像學(xué)研究，不斷增加數(shù)據(jù)樣本量，使運(yùn)用CT影像學(xué)技術(shù)推斷死后間隔時(shí)間的方法早日應(yīng)用到法醫(yī)學(xué)實(shí)踐中。

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Regular Changes of Postmortem Rabbit's Lungs Observed by Computed Tomographic Images with Time

ZHENG Jilong, ZHANG Jiaxin, WANG Jiulin, GONG Jinghui, NI Shoutao, ZHANG Biao
(Forensic Pathology Section, Department of Forensic Medicine of China Criminal Police College, Shenyang 110035, China)

Objective To investigate the time regularity by the computed tomographic images from lungs of the rabbit died from different causes. Methods Three death models of hemorrhagic shock, air embolism and strangulation were respectively established for rabbit. The rabbit's lungs were observed with thin spiral CT scanning at different postmortem intervals (PMI) and analyzed by professional CT image analysis software so that the ratio of lung area / thoracic area and the average lung CT values were determined. Results For the three death models, the average lung CT values were all at the beginning increased then decreased with the PMI ascending. The ratio of lung area / thoracic area showed a similar trend within 129 h of PMI: its declining rate was low at the early stage, followed to a rapid change, and finally appeared slow again. For each of the three death models, multiple regression analysis was individually set up with PMI as the dependent variable and either the ratio of lung area / thoracic area or the average lung CT value as predictor, yielding several formulae of statistical significance (P＜0.05). R2was ranging from 0.437 to 0.551 for the average lung CT value and from 0.881 to 0.927 for the lung area / thoracic area. Conclusions The nonlinear regression equation of the lung tissue area / thoracic area can be applied to delimitate the PMI, especially the late PMI, making it a new potential tool for estimation of PMI in forensic medicine.

postmortem interval; CT; lung

DF795.1

A

1008-3650(2016)04-0270-04

2015-12-23

格式：鄭吉龍，張家鑫，王玖琳，等. 兔死后肺CT影像隨時(shí)間變化的規(guī)律性研究[J]. 刑事技術(shù)，2016,41(4):270-273.

10.16467/j.1008-3650.2016.04.03

鄭吉龍（1976—），男，遼寧沈陽(yáng)人，博士，教授，研究方向?yàn)榉ㄡt(yī)病理學(xué)、法醫(yī)毒理學(xué)。E-mail: zhengjilong@npuc.edu.cn