引用本文
商庆发, 郑吉龙, 章彪, 张巍, 霍德民, 贾儒林, 单迪. 家兔4种死因死后心脏CT影像时序性变化[J].刑事技术, 2021,46(3):252-256
SHANG Qingfa, ZHENG Jilong, ZHANG Biao, ZHANG Wei, HUO Demin, JIA Rulin, SHAN Di. Time-related Changes in Cardiac CT Images of Rabbits Died from Four Kinds of Execution[J]. Forensic Science and Technology,2021,46(3): 252-256  
doi: 10.16467/j.1008-3650.2021.0024
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《刑事技术》编辑部
家兔4种死因死后心脏CT影像时序性变化
商庆发1, 郑吉龙1,*, 章彪2, 张巍1, 霍德民3, 贾儒林1, 单迪1
1.中国刑事警察学院法医学系法医病理教研室,沈阳 110035
2.上海市公安局物证鉴定中心,上海 200083
3. 上海市公安局嘉定分局刑侦支队,上海 201822

第一作者简介：商庆发,男,河北衡水人,硕士研究生,研究方向为法医病理学。E-mail: 969851357@qq.com

基金资助: 公安部技术研究计划（2016JSYJC56）; 研究生创新能力提升项目（2019YCYB47）
摘要

目的 动态监测兔4种死因死后心脏CT影像随死亡时间（postmortem interval,PMI）的变化,探讨利用CT影像学推断死亡时间的可行性及合适参照物。方法 利用家兔制备空气栓塞、缢死、溺死、失血性休克4种死亡模型,家兔死后120h内每隔6h检测心脏的CT影像和平均CT值的变化情况,建立不同死因家兔心脏平均CT值与死后不同经过时间的回归方程。结果 家兔4种死因死后心脏组织的CT影像随PMI的延长呈规律性改变,与心脏大体形态变化结果基本一致;分别建立了4种死因心脏的平均CT值与PMI关系的二项式回归方程,均具有统计学意义（ P<0.05）。结论 实验中建立的利用死后心脏CT影像分析死后经过时间的方法以及相关回归方程为法医学死亡时间的推断提供了新的、客观的、可视化的量化方法及参考依据。

关键词: 法医病理学; 心脏CT影像; 死后经过时间; 空气栓塞; 缢死; 溺死; 失血性休克
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)03-0252-05
Time-related Changes in Cardiac CT Images of Rabbits Died from Four Kinds of Execution
SHANG Qingfa1, ZHENG Jilong1,*, ZHANG Biao2, ZHANG Wei1, HUO Demin3, JIA Rulin1, SHAN Di1
1. Department of Forensic Medicine, Criminal Investigation Police University of China, Shenyang 110035, China
2. Institute of Forensic Science of Shanghai Public Security Bureau, Shanghai 200083, China
3. Criminal Investigation Division of Shanghai Jiading Public Security Sub-Bureau, Shanghai 201822, China

* 通信第一作者简介：郑吉龙,男,辽宁沈阳人,博士,教授,研究方向为法医病理学、法医毒理学。E-mail: lxts412@163.com

Abstract

Objective To explore the feasibility and appropriate parameters for estimating postmortem interval (PMI) through time-related CT imaging into dynamically monitoring the cardiac changes of rabbits died from four kinds of execution.Methods The experimental rabbits were executed with four disposals of air embolism, strangulation, drowning and hemorrhagic shock. The dead rabbits were observed of their hearts with CT scanning every 6 hours within 120h from the death moment, having the obtained time-different CT images and mean CT values examined. With the cardiac average CT values of rabbits died from discrepant execution, four relevant regression equations were established against the elapsing time (i.e. PMI).Results The CT images of post-death cardiac tissue of rabbits died from one of four executions did change regularly with the PMI elongating, showing consistent with the autopsy verification. The binomial regressive equations were established between the post-death cardiac average CT value and PMI from four executions, demonstrating statistically significant ( P<0.05).Conclusion The postmortem cardiac CT imaging into PMI analysis, plus the relating regression equation, provides a new objective visual quantitative approach and reference for forensic medicine to infer the time of death.

Key words: forensic pathology; cardiac CT image; postmortem interval (PMI); air embolism; strangulation; drowning; hemorrhagic shock

推断死亡时间是法医鉴定工作中的重点和难点, 而传统的尸检方法多受客观因素的影响, 比如, 根据角膜混浊程度推断死亡时间易受主观判断的影响造成较大误差, 通过测量尸温推断死亡时间易受尸体所处环境温度及个体差异的影响, 为了提高推断死亡时间的准确性, 亟需探索其他的辅助指标。随着医学影像学的快速发展, 法医工作者发现其无损、快捷和分辨率高的特点在死亡时间推断方面有着巨大的潜
力[1]。例如, Okumura等[2]通过分析CT影像中肺、肝和直肠内的气体体积与死亡时间的关系, 对死亡时间进行推断。因此, 本实验以空气栓塞、缢死、溺死、失血性休克死后不同经过时间的家兔的心脏为研究对象, 探讨家兔4种死因死后心脏CT影像学的变化, 并与解剖学检验进行比对, 以期为法医学死亡时间的推断提供一种新的客观的方法。

1 材料和方法
1.1 实验分组和制备动物模型

健康6月龄家兔60只（购自辽宁长生生物技术有限公司）, 雌雄不限, 体重2.1~2.6 kg, 在适宜的环境下喂养家兔3 d后随机分成4组, 每组15只, 分别制备空气栓塞、缢死、溺死和失血性休克死亡模型[3, 4], 缢死模型兔保持缢吊姿势, 溺死模型兔始终置于盛放河水的水箱中, 而空气栓塞和失血性休克模型兔始终保持仰卧位固定于兔架上。实验在温度21~22 ℃、湿度40%~50%的密闭室内进行, 控制盛放溺死兔的河水水温为21~22 ℃, 并防止蝇虫对尸体的破坏。所有动物实验均按照中国刑事警察学院实验动物护理使用指南进行。

1.2 CT检验

由一位临床经验丰富的CT室医师协助进行CT成像。CT扫描前, 固定双层螺旋CT机（NeuViz, 东软集团股份有限公司）。检验参数：管电压120 kV、管电流200 mA、扫描时间2 s, 层厚2 mm, 层距2 mm, 防止因CT仪器条件不同而造成个体差异。使模型兔呈仰卧位固定, 选取第八胸椎平面的心脏组织切面作为扫描对象, 平均CT值作为测量指标, 于兔死后120 h内每隔6 h对其心脏进行扫描。

1.3 尸体解剖检验

对不同死因兔进行CT检查后, 于死后即刻、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h从每组兔中随机选取一只进行常规尸体解剖, 观察心脏形态、色泽的变化。

1.4 统计学分析

应用SPSS 19.0统计分析软件对4种死因兔心脏组织的平均CT值与PMI的关系进行统计分析。测量数据用$\bar{x}$± sd表示, P< 0.05代表差异具有统计学意义。

2 实验结果
2.1 兔4种死因死后不同时间心脏CT检查结果

对比兔4种死因死后心脏组织的CT影像, 发现其在不同死亡时间的变化有所差异（见表1和图1）。

2.2 兔4种死因死后不同时间心脏解剖学检查结果

于兔4种死因死后即刻、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h CT检查之后即刻进行解剖检验, 结果显示心脏形态变化规律（图2）与CT影像所示变化规律基本一致。

死后即刻, 空气栓塞组家兔的心脏体积稍增大, 心腔内充满血性泡沫, 缢死、溺死组家兔的心外膜可见散在针尖样出血斑, 失血性休克组家兔的心脏表面呈紫红色; 死后24 h, 空气栓塞组、缢死组、溺死组心脏由暗红色变为红褐色, 失血性休克组心脏由紫红色变为粉红色, 空气栓塞组颜色最深; 死后48 h, 空气栓塞组、缢死组、溺死组心脏变为朱红色, 失血性休克组心脏变为淡红色, 心脏组织质地变软; 死后72 h, 各死因兔心脏质地进一步变软; 死后96 h, 各死因兔心脏组织腐败液化明显, 肉眼观察液化程度由重到轻依次是缢死组、失血性休克组、空气栓塞组、溺死组; 死后120 h, 各死因兔心脏组织进一步腐败液化。

表1 兔4种死因死后120 h内心脏CT影像的变化 Table 1 Changes of cardiac CT images within 120 h from postmortem rabbits died from one of four executions

图1 兔4种死因死后120h内心脏CT影像
（a.空气栓塞; b.缢死; c.溺死; d.失血性休克）Fig.1 The cardiac CT images within 120h from postmortem rabbits died from one of four executions
(a. air embolism; b. strangulation; c. drowning; d. hemorrhagic shock)

图2 兔4种死因死后120 h内心脏解剖所见
（a.空气栓塞; b.缢死; c.溺死; d.失血性休克）Fig.2 The cardiac anatomy images within 120 h from postmortem rabbits died from one of four executions
(a. air embolism; b. strangulation; c. drowning; d. hemorrhagic shock)

2.3 兔4种死因死后不同时间心脏组织平均CT值变化趋势

对兔4种死因死后不同经过时间心脏组织的平均CT值进行统计分析, 其变化趋势见图3。由图可知, 兔4种死因死后120 h内随着PMI的延长, 心脏组织的平均CT值总体变化趋势是下降的, 但在死亡初期有一定的升高, 后逐渐降低。具体表现为空气栓塞组、缢死组、溺死组、失血性休克组心脏组织平均CT值分别在死后42、30、36、30 h上升到最大值, 之后逐渐下降。

图3 兔4种死因死后120h内心脏组织平均CT值变化趋势Fig.3 The going trend of mean CT value of cardiac tissue within 120h from postmortem rabbits died from one of four executions

2.4 兔4种死因死后心脏组织平均CT值推断PMI的回归分析

通过对兔4种死因死后不同经过时间的心脏组织平均CT值进行统计分析, 获得了兔死后120 h内心脏组织平均CT值推断PMI的回归方程（表2）。用SPSS软件进行数据分析发现, 回归方程决定系数均较高, 并且方差检验P值均小于0.05, 说明兔心脏组织平均CT值与PMI呈显著相关性。

表2 4种死因死后120 h内心脏组织平均CT值与PMI关系的回归方程 Table 2 Regression equation between the mean CT value of cardiac tissue and PMI within 120h from postmortem rabbits died from one of four executions
3 讨论

死亡时间推断是案件侦破的一项重要任务, 对案件的侦查方向具有指导性作用, 常规的尸检方法仍是推断死亡时间的主要方式, 而CT影像可作为一种补充技术为尸检提供更多便捷。本实验通过CT影像技术对4种死因兔的心脏变化进行动态监测, 建立了利用心脏组织平均CT值推断死亡时间的回归方程, 以期为死亡时间的推断提供一种新的、客观的方法。

研究发现, 4种死因兔心脏组织平均CT值在死后早期就发生改变, 但其到达峰值的时间有差异, 缢死组和失血性休克组最早, 溺死组比空气栓塞组早, 分析认为, 缢死组心脏血液密度最高, 最有利于腐败的发生, 而失血性休克组心脏血液大量流失, 因此这两组心脏整体密度会最先到达最大值, 平均CT值最先达峰值; 溺死组被稀释的心脏血液的密度比空气栓塞组呈泡沫状的心脏血液的密度高, 所以溺死组腐败比空气栓塞组快, 平均CT值到达峰值所需时间较少。

另外, 随着PMI的延长, CT影像显示胸腔空间和心脏都在逐渐变小, 分析认为, 这与胸腔和心脏组织在液化、分解过程中结构被破坏有关。

郑吉龙等[5]研究分析, 兔死后随着PMI的延长, 肺CT值先升高后降低的变化趋势与肺中蛋白质变性、水分丢失和腐败程度加剧有关。本研究中各死因兔心脏CT值随PMI的延长同样呈先升高后降低的变化趋势, 同时, 心脏CT影像中低密度区逐渐扩大, 心腔壁逐渐液化消失, 分析认为, 死亡早期心脏组织发生的蛋白质变性和细胞间水分丧失使心脏密度上升, 平均CT值升高, 但随着心脏液化、腐败产气增加, 低密度区越来越大, 心脏整体密度逐渐降低, 因此平均CT值随着PMI的延长呈现出先升高后降低的趋势, 影像结果与解剖学心脏组织变化规律基本一致, 验证了CT影像学应用于死亡时间推断的可行性。然而, 兔死亡120 h后由于腐败严重, 心脏组织结构丧失, 腐败气体影响影像质量, 测量准确度下降, 需要结合其他测量指标完成后期死亡时间的推断。Garff等[6]使用显微断层扫描技术（μ CT）检测个体死后10周内每2周骨骼体积和小梁结构的变化, 对个体较长死亡时间的推断具有重要意义。因此通过传统尸检方法结合CT影像技术测量不同的指标可以进一步完善法医推断死亡时间的方法。

兔4种死因死后的心脏血液呈现不同的状态, 随着PMI的延长, 其腐败速率有很大差异, 因此传统的尸检方法结合CT影像技术还可用以区分死因。但本实验存在一定的局限性, 目前的实验缺乏人体标本, 而动物实验只说明了研究方向的可行性。今后将利用影像学技术对人尸体脏器组织随死亡时间的变化进行研究, 扩大样本资料的收集范围, 以期早日完善利用影像学技术推断死亡时间的诊断标准。

4 结论

CT影像技术具备无创性、客观性、可重复性及快速性等特点, 结合解剖学可在很大程度上提高死亡时间推断的精准度。本实验通过研究家兔死后心脏CT影像随PMI的变化规律, 建立了利用家兔死后心脏CT影像分析死亡经过时间的方法以及相关回归方程, 为法医学死亡时间的推断提供了新的、客观的、可视化的量化方法及参考依据。

参考文献
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