基于虛擬尸檢技術(shù)推斷死亡時間的實驗研究.pdf

1、死亡時間(postmorteminterval，PMI)推斷是法醫(yī)病理學科研和實踐中主要問題之一，也是法醫(yī)病理學研究的重點和難點。PMI推斷是由諸多子系統(tǒng)有機結(jié)合的復雜、綜合系統(tǒng)，各子系統(tǒng)既相互獨立又相互聯(lián)系，這給法醫(yī)學實踐中推斷PMI帶來極大困難。大多數(shù)情況下，綜合利用尸斑、尸僵、體溫等指標，基本可以得到有關(guān)早期PMI推斷的可靠結(jié)果。但對于晚期PMI推斷的研究，受尸體腐敗的影響，常規(guī)的檢測方法難以對尸體進行檢測，無法建立相應(yīng)的PMI推

2、斷方法。從上世紀70年代，法醫(yī)學研究者已運用許多化學方法，對多種生物檢材進行檢測(如全血和血清、腦脊液、玻璃體液、骨骼肌、肝臟等)，以改進有關(guān)PMI推斷的精度和廣度。對于處于晚期死亡時間內(nèi)的尸體，特別是已發(fā)生腐敗的尸體，如何建立一套客觀的、重復性好、可定量分析的推斷PMI的研究方法，一直是法醫(yī)學研究亟待解決的難題。但到目前為止，對晚期PMI的推斷國內(nèi)外尚無公認的簡易實用、準確可靠的推測方法。 在自然條件下，尸體雖然受各種理化、生

3、物因素的影響，各臟器組織結(jié)構(gòu)在死亡后迅速自溶、腐敗。但在大體上還可以在相當長的時間內(nèi)保存。因此，利用處于晚期PMI段內(nèi)尸體上殘留的組織樣本，是進行推斷PMI研究的突破口。利用先進的手段對殘存臟器樣本，進行形態(tài)學及尸體化學觀察，將是拓展PMI推斷研究的有效方法。隨著影像學技術(shù)手段的迅猛發(fā)展和成熟，計算機斷層掃描(computedtomography，CT)、磁共振波譜檢測(magnagicresonancespectroscopy，MRS

4、)等非介入性數(shù)字化檢查手段，已可以對臟器進行形態(tài)及化學成分的定量分析。影像學檢查手段技術(shù)具有快速、無創(chuàng)、客觀、數(shù)據(jù)易保存的特點，目前已在法醫(yī)病理尸檢中運用。由于它有別于傳統(tǒng)經(jīng)典尸檢方法，被稱之為“虛擬尸檢”(virtopsy，virtualautopsy)。 通過本課題的研究發(fā)現(xiàn)，在法醫(yī)病理學實踐中虛擬尸檢有其廣闊的運用前景。它可以在不破壞尸體完整性的前提下，獲取各種情況下尸體形態(tài)及尸體化學等相關(guān)的數(shù)字化信息。通過虛擬尸檢，可以

5、建立有關(guān)PMI推斷研究的客觀準確、簡便實用、重復性好的的定量研究方法。并能有效的拓展PMI推斷研究的精度和廣度。 本研究分為兩個部分：在前期有關(guān)早期PMI推斷研究的基礎(chǔ)上，利用虛擬尸檢技術(shù)(MRS，CT)，對尸體腐敗過程中的形態(tài)學變化和尸體化學變化進行檢測。通過建立相關(guān)死亡動物模型，建立相關(guān)檢測方法，分別進行高分辨率MRS及螺旋CT檢測。 第一部分研究：利用31P-MRS、1H-MRS，對空氣栓塞致死大鼠模型的腦組織死亡

6、代謝成分的變化進行檢測，分析其中磷譜及氫譜中代謝成分的變化；探討利用死亡后腦組織各種代謝成分的變化，進行PMI(特別是晚期PMI)推斷的可行性。通過研究發(fā)現(xiàn)在磁共振波譜檢測中，磷譜的變化主要在動物死亡24h以內(nèi)，反映腦組織中能量代謝的變化；氫譜的檢測可以持續(xù)到組織消失之前(本研究中只在死亡后0～240h內(nèi)進行了研究)，反映腦組織腐敗過程中的代謝變化。本研究對死亡后腦組織氫譜檢測所顯示代謝物質(zhì)的變化進行分析，并通過曲線優(yōu)度擬合建立有關(guān)PM

7、I推斷的回歸方程。本研究認為利用1H-MRS檢測的虛擬尸檢，對于推斷晚期PMI具有重要意義。氫譜中顯示的乳酸、丁酸等多種代謝產(chǎn)物均可進行晚期PMI推斷研究。 第二部分研究：在尸體化學研究的基礎(chǔ)上，本研究利用普及率相當高的螺旋CT，對大型動物新西蘭白兔死亡后的變化進行虛擬尸檢檢測。通過基于螺旋CT檢測的虛擬尸檢，探討利用死亡后尸體組織臟器形態(tài)學變化進行推斷PMI的研究方法。通過對空氣栓塞致死新西蘭白兔死亡后到白骨化全程進行監(jiān)測的研

8、究發(fā)現(xiàn)，在動物死亡后有多個臟器變化的數(shù)據(jù)可以用來推斷PMI，特別是晚期PMI。建立相應(yīng)的回歸方程可能準確進行PMI推斷。 通過高分辨率MRS及螺旋CT的檢測，本研究認為利用基于MRS檢測、螺旋CT檢測的虛擬尸檢技術(shù)，進行PMI推斷是可行的。本研究中取得的研究成果，可以為在大型動物及人尸體上進行相關(guān)研究，提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)；并為今后的虛擬尸檢研究指示研究方向，為構(gòu)建有關(guān)PMI推斷綜合系統(tǒng)進行了有益的探索。 本研究的創(chuàng)新

9、之處：1)首次將基于影像學檢查的虛擬尸檢技術(shù)，帶進有關(guān)PMI推斷的研究領(lǐng)域。利用MRS、螺旋CT從尸體化學及組織臟器形態(tài)學變化進行研究，全面探討虛擬尸檢技術(shù)在PMI推斷研究中運用。目前國外學者已開展虛擬尸檢的檢測，但相關(guān)研究多限于個案的報道，沒有有關(guān)PMI推斷的系統(tǒng)研究。2)本研究首次將高分辨率MRS檢測引入法醫(yī)學研究中，對利用磁共振波譜檢測結(jié)果，進行PMI推斷進行了有益的探索。并對死亡后腦組織中代謝成分進行定量研究，為今后展開利用臨床

10、磁共振儀進行虛擬尸檢研究指示研究方向，并為其提供了相應(yīng)實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。3)本研究將螺旋CT掃描及相關(guān)重建技術(shù)引入法醫(yī)學研究中，構(gòu)建利用螺旋CT檢測結(jié)果，進行PMI推斷做了有益的探索。利用螺旋CT獲取的死后重要臟器的面積變化、CT值變化及重建圖像，構(gòu)建相應(yīng)回歸方程進行PMI推斷的研究，為今后展開利用螺旋CT在人尸體上進行虛擬尸檢研究，指示了研究方向，并提供了相應(yīng)實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 第一部分基于磁共振波譜檢測推斷死亡時間的實驗

11、研究 實驗一 適用于磁共振波譜檢測的死亡動物模型構(gòu)建 目的建立重要臟器無機械性損傷、致死因素單一且量化、無藥物影響的大鼠死亡模型。結(jié)論此動物模型，各臟器及組織中不含外源性藥物成分，不會對磁共振波譜檢測結(jié)果造成干擾。為進行基于磁共振波譜檢測的虛擬尸檢進行PMI推斷研究的開展，提供了理想的動物死亡模型。 實驗二 31P-MRS、1H-MRS檢測腦組織死后變化推斷死亡時間的實驗研究 目的利用31

12、P-MRS、1H-MRS檢測腦組織死后代謝成分變化，探討利用磁共振波譜檢測結(jié)果，進行PMI推斷的研究方法。結(jié)論利用磁共振波譜，可以準確監(jiān)測大鼠死亡后腦組織代謝成分的變化。死后大鼠腦組織磷譜的檢測主要用早期PMI推斷。死后大鼠腦組織氫譜檢測具有重要法醫(yī)學意義，利用腦組織中產(chǎn)生和消失代謝物質(zhì)，進行推斷PMI的研究，可極大的拓展有關(guān)PMI推斷研究的時間區(qū)段。在氫譜檢測中死亡后60h是死亡大鼠腦組織代謝過程中的重要時間點，它預(yù)示著腦組織進入快速

13、腐敗階段。死后大鼠腦組織代謝過程中產(chǎn)生的新生物質(zhì)，及消失的化學成分是進行PMI推斷(特別是晚期PMI)的有效指標。利用基于磁共振波譜檢測的虛擬尸檢技術(shù)，進行PMI推斷研究有其廣闊的運用前景和重要的法醫(yī)學意義。 第二部分 基于螺旋CT的虛擬尸檢推斷死亡時間的實驗研究 實驗一 基于螺旋CT檢測腦組織死后變化推斷死亡時間的實驗研究 目的利用基于螺旋CT的虛擬尸檢技術(shù)，動態(tài)觀察空氣栓塞致死新西蘭白兔顱腦的

14、數(shù)字化信息，建立通過腦組織CT值、腦組織/顱腔面積比變化推斷PMI的方法。方法通過耳緣靜脈注射空氣，建立新西蘭白兔死亡模型；于死亡后0～120h，運用CT進行頭顱平描；選取顱頂層面測定腦組織CT值、腦組織/顱腔面積比。結(jié)果死亡后兔腦組織CT值呈雙峰樣上升、腦組織/顱腔面積比呈不斷下降趨勢；建立與死亡時間的回歸方程：CT值=47.4780-0.1768T+0.0049T2(T/h，CTvalue/HU)、面積比=99.7368+0.309

15、8T-0.0118T2/100(T/h)。結(jié)論CT掃描檢查可準確顯示兔腦的死后變化；腦組織消失之前，綜合運用CT檢查指標可用于準確PMI推斷。 實驗二 基于螺旋CT檢測腹腔死后變化推斷死亡時間的實驗研究 目的利用基于螺旋CT的虛擬尸檢技術(shù)，采集空氣栓塞致死新西蘭白兔腹腔的數(shù)字化信息，建立通過新西蘭白兔死亡后腹腔/椎骨面積比的變化推斷PMI的新方法。結(jié)論利用基于CT檢查的虛擬尸檢獲取L4層面圖像可以準確反映新西蘭白

16、兔死亡后腹腔的變化。利用腹腔/椎骨面積比可用于腹壁破潰前PMI推斷的研究。 基于螺旋CT檢測肝臟死后變化推斷死亡時間的實驗研究 目的利用基于螺旋CT的虛擬尸檢技術(shù)，采集的空氣栓塞致死新西蘭白兔肝臟的數(shù)字化信息，建立肝臟CT值及肝臟面積進行PMI的新方法。結(jié)論基于螺旋CT的虛擬尸檢，可以全面采集肝臟死后變化的相關(guān)信息；肝臟的CT值、肝臟/椎骨面積比可以準確推斷PMI；這兩指標極大地拓展了晚期PMI推斷的研究時間區(qū)間。基于螺