骨骼損傷與墜落高度相關(guān)性研究進(jìn)展

高 飛 李南陽(yáng) 吳 羽 王穎華 王 鑫

（廣州市公安局越秀區(qū)分局，廣東 廣州 515000）

高墜是常見的非正常死亡現(xiàn)場(chǎng)，意外墜落在城市中的傷害死亡方式中排名前列，廣東省第三位［1］，上海市第二位［2］，高墜自殺高居自殺現(xiàn)場(chǎng)的首位［3］。高墜死亡方式的推定是國(guó)內(nèi)外法醫(yī)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)和法醫(yī)病理學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，還原墜落起點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的初始狀態(tài)有助于死亡方式的推定，但是墜落起點(diǎn)往往具有不確定性。隨著簡(jiǎn)明損傷定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（abbreviated injury scale，AIS）的更新和法醫(yī)病理學(xué)領(lǐng)域關(guān)于高墜研究的進(jìn)展，根據(jù)人體損傷程度與損傷特點(diǎn)推測(cè)墜落高度已成為法醫(yī)學(xué)高墜研究的有效策略。

骨骼損傷是墜落損傷的常見損傷類型。人體的骨借助關(guān)節(jié)形成骨骼，構(gòu)成堅(jiān)硬的骨支架，賦予人體基本形態(tài)，以支撐體重及保護(hù)內(nèi)臟。骨骼按照部位可分為顱骨、軀干骨和四肢骨三部分，前二者統(tǒng)稱中軸骨，四肢骨又稱附肢骨，分別由肢帶骨（肩胛骨、鎖骨、髖骨）和自由肢骨組成。

人從高處墜落，與地面碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能量造成人體損傷，根據(jù)能量守恒定律：mgh=mv2，沖擊能量的大小與墜落高度密切相關(guān)。機(jī)械力學(xué)中，人體損傷是人體發(fā)生變形的結(jié)果，而堅(jiān)硬骨支架維持人體的基本形態(tài)，它通過(guò)自身變形即損傷，吸收沖擊能量。骨骼損傷表現(xiàn)為骨折，主要有線性、粉碎性、開放性三種形態(tài)，也是骨骼損傷程度的常用表述方式。骨骼損傷形態(tài)不同，沖擊能量的大小也不同。目前國(guó)內(nèi)法醫(yī)學(xué)高墜研究，骨骼損傷是人體損傷程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)，本文回顧近幾年相關(guān)文獻(xiàn)，探討高墜形成的骨骼損傷程度及損傷特點(diǎn)推測(cè)墜落高度的可能性。

1 骨骼損傷程度

《人體損傷程度鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）是國(guó)內(nèi)通用的人體損傷程度分級(jí)定量方法，將骨骼損傷形態(tài)由重至輕分為開放性骨折（重傷二級(jí)）、粉碎性或凹陷性骨折（輕傷一級(jí)）和線性骨折（輕傷二級(jí)）三種基本骨折形態(tài)，其中開放性骨折是一種特殊骨折形態(tài)，是骨折斷端刺破皮膚軟組織而暴露在空氣中的損傷類型。AIS 是基于交通事故中大量的人體損傷數(shù)據(jù)建立的國(guó)際通用的人體損傷程度分級(jí)定量方法，其骨骼損傷分級(jí)與《標(biāo)準(zhǔn)》大致相仿，骨骼損傷的分類更復(fù)雜多樣，目前AIS 評(píng)分系統(tǒng)對(duì)損傷程度分級(jí)定量廣泛應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)高墜研究。

1.1 損傷形態(tài)類型

國(guó)內(nèi)外法醫(yī)學(xué)高墜研究表明，高度是決定骨折形態(tài)的主要因素。2013 年P(guān)etaros A 等回顧了179 例高墜解剖案例，分析死亡個(gè)體的骨骼損傷與墜落高度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)10m 以下高度組，70%顱骨骨折形態(tài)為線性，10.5m以上的高度組，74%顱骨骨折形態(tài)為粉碎性，筆者認(rèn)為較高的高度墜落發(fā)生碰撞運(yùn)動(dòng)時(shí)，更多的沖擊能量造成粉碎性骨折，也可能是二次碰撞引起線性骨折升級(jí)為粉碎性骨折；2016 年Kusior ME 等評(píng)估不同高度（1 ～10 層）墜落者損傷類型與程度的研究結(jié)果顯示，大多骨骼損傷在1 樓的高度墜落就開始出現(xiàn)，從8 樓墜落的個(gè)體50%出現(xiàn)四肢長(zhǎng)骨開放性骨折，50%出現(xiàn)四肢骨粉碎性骨折的高度為6 樓，而顱骨多發(fā)骨折及顱骨骨折的50%發(fā)生率的高度分別9 樓和5 樓，這項(xiàng)研究表明損傷數(shù)量、損傷的分級(jí)與定量及每一種損傷類型對(duì)應(yīng)的高度閾值是損傷推測(cè)墜落高度的重要參數(shù)；法醫(yī)人類學(xué)家Rowbotham SK（2018）等分析低位高墜（≤3m）的死亡個(gè)體的骨骼損傷形態(tài)與高度的關(guān)系，表明從1.5 ～3.0m 的高度墜落，顱骨骨折形態(tài)為線性骨折，與Lefèvre T（2015）等的研究一致。國(guó)內(nèi)人體頭顱墜落與水平撞擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，顱骨粉碎性骨折比顱骨線性骨折需要更大的撞擊力或更高的高度墜落才能形成。

1.2 損傷程度的定量

AIS-ISS 評(píng)分系統(tǒng)是常用的損傷分級(jí)定量工具，主要應(yīng)用于人體全身?yè)p傷（如內(nèi)臟損傷、骨骼損傷、軟組織損傷等）的綜合評(píng)估，并沒(méi)有對(duì)骨骼損傷程度進(jìn)行單獨(dú)分析，且推測(cè)墜落高度的準(zhǔn)確性存在爭(zhēng)議。1998 年Lau G 等認(rèn)為骨盆骨折與脊柱骨折的AIS 1998 評(píng)分≥3 是墜落高度更高的陽(yáng)性表現(xiàn)，據(jù)此建立人體損傷程度與年齡推測(cè)墜落高度的數(shù)學(xué)模型（R2=0.466，誤差=5m），這是法醫(yī)學(xué)者首次嘗試建立定量的墜落損傷與墜落高度的數(shù)學(xué)模型；意大利學(xué)者Casali MB 等（2019）也基于AIS-ISS 評(píng)分系統(tǒng)的基礎(chǔ)嘗試建立墜落損傷與墜落高度的數(shù)學(xué)模型，但模型的擬合優(yōu)度并未超過(guò)Lau G 模型；國(guó)內(nèi)學(xué)者高飛等（2020）建立基于顱骨及四肢骨骨折損傷程度推測(cè)墜落高度的理想模型（R2=0.871，誤差小于5m），但用于實(shí)際案例的驗(yàn)證有限且缺少統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。人體多發(fā)損傷的分級(jí)定量通常使用最高AIS（Maximal AIS，MAIS）或損傷嚴(yán)重程度評(píng)分（Injury Severity Score，ISS），Teresiński G（2016）等采用兩種方法分別評(píng)估41 例高墜死亡個(gè)體的損傷程度，對(duì)損傷程度與墜落高度進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)根據(jù)AIS98-ISS 分級(jí)定量的損傷程度與墜落高度（2 ～30m）之間存在顯著相關(guān)性（r=0.50），但是與AIS98-MAIS 對(duì)單個(gè)身體部位的損傷的分級(jí)定量之間無(wú)顯著相關(guān)性；臨床醫(yī)學(xué)學(xué)者Alizo G（2018）等研究發(fā)現(xiàn)隨著高度的增加，損傷的ISS 分值也會(huì)增加，但是僅靠ISS 值推測(cè)高度的準(zhǔn)確性不高。

2 骨骼損傷特點(diǎn)

早期的國(guó)內(nèi)外法醫(yī)高墜研究文獻(xiàn)主要討論骨折部位的發(fā)生率、骨折數(shù)量及骨折定位的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)等損傷特點(diǎn)與墜落高度的關(guān)系。

2.1 損傷部位

國(guó)內(nèi)外法醫(yī)學(xué)者多以解剖學(xué)為基礎(chǔ)劃分骨骼損傷的部位，研究不同骨折部位的發(fā)生率與墜落高度的相關(guān)關(guān)系。Thierauf A（2010）等回顧291 例高墜死亡案例的顱骨損傷情況，首次提出顱骨骨折發(fā)生率呈雙相分布的概念，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)顱骨骨折發(fā)生率隨高度增加而增加至15m，15m 以上高度發(fā)生率呈下降趨勢(shì)，但是并沒(méi)分析現(xiàn)象出現(xiàn)的原因；Petaros A（2013）等回顧了179 例高墜案例（自殺與意外相當(dāng)）并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行Logistic 回歸分析，結(jié)果表明胸部骨折、四肢骨骨折和骨盆骨折的發(fā)生率隨高度增加而增加，而顱骨骨折的發(fā)生率與高度同樣表現(xiàn)為雙相分布，同時(shí)筆者注意到墜落者接觸地面的體位與損傷部位的關(guān)系，認(rèn)為高墜自殺者多以肢體先接觸地面；Park S（2015）等采用計(jì)算機(jī)仿真工具（MADYMO 7.5）對(duì)高墜所致的顱骨損傷進(jìn)行了生物力學(xué)分析，并解釋這種雙相分布的現(xiàn)象是因?yàn)閴嬄鋾r(shí)人的身體發(fā)生向前旋轉(zhuǎn)所致；而國(guó)內(nèi)學(xué)者楊偉棟等回顧103 例高墜案件（以自殺為主），對(duì)四肢骨折與墜落高度的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)各個(gè)高度組的四肢骨骨折的發(fā)生率均較高，筆者認(rèn)為這與四肢先接觸地面有關(guān)，與Petaros A 等的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不同，這可能與國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究案例中死亡方式自殺與意外的占比不同有關(guān)；Abder-Rahman H（2018）等在墜落高度與骨折類型相關(guān)性研究中，細(xì)分骨骼損傷區(qū)域，研究結(jié)果表明椎骨、胸骨、鎖骨、骨盆及髖部的骨折發(fā)生率與墜落高度呈正比，但是面部骨折發(fā)生率在9m 以上的墜落高度明顯增加，在9m 以下的高度卻很少被發(fā)現(xiàn)，這個(gè)現(xiàn)象與自殺者基于避險(xiǎn)本能的心理狀態(tài)有關(guān)。人體從高處墜落接觸地面的體位決定骨折部位，大多文獻(xiàn)的觀點(diǎn)認(rèn)為接觸地面的體位是由墜落者的心理狀態(tài)和高度是否給予足夠的反應(yīng)時(shí)間決定。

2.2 損傷的數(shù)量

國(guó)內(nèi)外法醫(yī)學(xué)者均發(fā)現(xiàn)骨折區(qū)域的數(shù)量與墜落高度存在正相關(guān)關(guān)系。Petaros A 等分析骨折區(qū)域與墜落高度的關(guān)系時(shí)，將人體分為頭部、頸部、肩胛骨、上肢、胸部、骨盆與腰椎及下肢七個(gè)區(qū)域，其中四肢骨折記錄單側(cè)或雙側(cè)，發(fā)現(xiàn)骨折區(qū)域的數(shù)量與高度具有正向的相關(guān)關(guān)系（r=0.34），這可能與較高的高度墜落產(chǎn)生的高沖擊能量需要更多骨折區(qū)域來(lái)吸收有關(guān)；國(guó)內(nèi)學(xué)者陸雪松（2016）等采用尸表檢驗(yàn)方法記錄骨折損傷數(shù)據(jù)，對(duì)246 例高墜案例的相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)人體全身骨骼（除頸椎以外）損傷的范圍與墜落高度呈正比，與Petaros A 等的尸體解剖情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果基本一致；Abder-Rahman H 等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)四肢骨的自由肢骨骨折的數(shù)量在3m 以上的墜落高度會(huì)明顯增加。墜落高度是決定骨折區(qū)域數(shù)量的主要因素，骨折區(qū)域的數(shù)量會(huì)隨墜落高度增加而增加。

國(guó)外法醫(yī)學(xué)者基于骨骼呈對(duì)稱分布的解剖結(jié)構(gòu)特征，針對(duì)雙側(cè)或單側(cè)骨折的發(fā)生率在不同墜落高度的差異進(jìn)行了比較，但是統(tǒng)計(jì)結(jié)果并不一致。Petaros A 等注意到雙側(cè)的骨骼損傷隨高度增加而顯著增加，但是盆骨的雙側(cè)骨折并沒(méi)有這種關(guān)系，在各個(gè)高度組，單側(cè)骨盆骨折的發(fā)生率均大于雙側(cè)骨折；而Rowbotham SK等的研究結(jié)果顯示不一樣的結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)肋骨雙側(cè)或單側(cè)骨折均在1.5 ～3.0m 出現(xiàn)的概率較大，這可能與后者研究的個(gè)體年齡較大且墜落高度限定在3m 以下有關(guān)。

2.3 解剖學(xué)結(jié)構(gòu)

骨骼損傷定位在不同解剖結(jié)構(gòu)與墜落高度相關(guān)關(guān)系也會(huì)出現(xiàn)不一樣的結(jié)果。Rowbotham SK 等的研究發(fā)現(xiàn)中軸骨骨折好發(fā)于較高高度（1.5 ～ 3.0m）墜落，而四肢骨骨折好發(fā)于更低（≤1.5m）的高度，這可能與文獻(xiàn)中四肢骨骨折主要為髖關(guān)節(jié)的股骨轉(zhuǎn)子間骨折有關(guān)，老年個(gè)體于站立位跌倒時(shí)易發(fā)生該類骨折；Acosta-Olivo C 等研究表明≥30 歲的個(gè)體站立位跌倒時(shí)易發(fā)生踝關(guān)節(jié)骨折。關(guān)節(jié)部位骨折在AIS 評(píng)分也低于四肢長(zhǎng)骨骨折，這與關(guān)節(jié)活動(dòng)度大，當(dāng)?shù)臀桓叨葔嬄洌ā?.5m），人體側(cè)面與地面接觸易發(fā)關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)骨折有關(guān)。

Casali MB 等回顧分析307 例高墜案件中墜落損傷類型與墜落高度關(guān)系時(shí)，將顱骨損傷區(qū)域分為顱骨穹隆部、顱底、面顱骨（鼻骨、顴骨及上頜骨）和下頜骨進(jìn)行分類分析，Casali MB 的顱骨損傷區(qū)域四分法證實(shí)面顱骨及下頜骨骨折與高度正相關(guān)。

3 展望

在法醫(yī)學(xué)高墜研究中，骨骼損傷程度及特點(diǎn)與墜落高度具有一定相關(guān)性，其中隨高度增加而增加的骨骼損傷程度和數(shù)量可以解釋墜落高度產(chǎn)生的沖擊能量的大小，是骨骼損傷推測(cè)墜落高度的重要參數(shù)，而骨折部位的發(fā)生率及骨折定位的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)與墜落高度的相關(guān)關(guān)系尚未明確。現(xiàn)階段AIS-ISS 評(píng)分系統(tǒng)在墜落損傷程度推測(cè)墜落高度的研究結(jié)果不理想，國(guó)內(nèi)學(xué)者建立專門針對(duì)骨骼損傷的分級(jí)定量方法，但尚需大量實(shí)際案例驗(yàn)證，科學(xué)的損傷分級(jí)定量方法是骨骼損傷推測(cè)墜落高度的數(shù)學(xué)模型不能忽視的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，可以嘗試目前國(guó)際流行的其他損傷評(píng)分定量方法，如AISMAIS，也可以參照AIS，針對(duì)高墜所致的骨骼損傷，利用國(guó)內(nèi)高墜案（事）件中大量的尸體骨骼損傷數(shù)據(jù)，分析探索一種全新且行之有效的科學(xué)評(píng)分方法。