【摘要】： 死亡時間(postmortem interval,PMI)推斷是法醫(yī)病理學(xué)科研和實(shí)踐中主要問題之一,也是法醫(yī)病理學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。PMI推斷是由諸多子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的復(fù)雜、綜合系統(tǒng),各子系統(tǒng)既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系,這給法醫(yī)學(xué)實(shí)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(biāo),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(jìn)行檢測,無法建立相應(yīng)的PMI推斷方法。從上世紀(jì)70年代,法醫(yī)學(xué)研究者已運(yùn)用許多化學(xué)方法,對多種生物檢材進(jìn)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(jìn)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(fù)性好、可定量分析的推斷PMI的研究方法,一直是法醫(yī)學(xué)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(rèn)的簡易實(shí)用、準(zhǔn)確可靠的推測方法。 在自然條件下,尸體雖然受各種理化、生物因素的影響,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(dāng)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(jìn)行推斷PMI研究的突破口。利用先進(jìn)的手段對殘存臟器樣本,進(jìn)行形態(tài)學(xué)及尸體化學(xué)觀察,將是拓展PMI推斷研究的有效方法。隨著影像學(xué)技術(shù)手段的迅猛發(fā)展和成熟,計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)、磁共振波譜檢測(magnagi cresonance spectroscopy,MRS)等非介入性數(shù)字化檢查手段,已可以對臟器進(jìn)行形態(tài)及化學(xué)成分的定量分析。影像學(xué)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(diǎn),目前已在法醫(yī)病理尸檢中運(yùn)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,virtual autopsy)。 通過本課題的研究發(fā)現(xiàn),在法醫(yī)病理學(xué)實(shí)踐中虛擬尸檢有其廣闊的運(yùn)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(xué)等相關(guān)的數(shù)字化信息。通過虛擬尸檢,可以建立有關(guān)PMI推斷研究的客觀準(zhǔn)確、簡便實(shí)用、重復(fù)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(xué)變化和尸體化學(xué)變化進(jìn)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(jìn)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代謝成分的變化進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行分析,并通過曲線優(yōu)度擬合建立有關(guān)PMI推斷的回歸方程。本研究認(rèn)為利用'H-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(jìn)行晚期PMI推斷研究。 第二部分研究:在尸體化學(xué)研究的基礎(chǔ)上,本研究利用普及率相當(dāng)高的螺旋CT,對大型動物新西蘭白兔死亡后的變化進(jìn)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(xué)變化進(jìn)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(jìn)行監(jiān)測的研究發(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(zhǔn)確進(jìn)行PMI推斷。 通過高分辨率MRS及螺旋CT的檢測,本研究認(rèn)為利用基于MRS檢測、螺旋CT檢測的虛擬尸檢技術(shù),進(jìn)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(jìn)行相關(guān)研究,提供實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了有益的探索。 本研究的創(chuàng)新之處:1)首次將基于影像學(xué)檢查的虛擬尸檢技術(shù),帶進(jìn)有關(guān)PMI推斷的研究領(lǐng)域。利用MRS、螺旋CT從尸體化學(xué)及組織臟器形態(tài)學(xué)變化進(jìn)行研究,全面探討虛擬尸檢技術(shù)在PMI推斷研究中運(yùn)用。目前國外學(xué)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(xué)研究中,對利用磁共振波譜檢測結(jié)果,進(jìn)行PMI推斷進(jìn)行了有益的探索。并對死亡后腦組織中代謝成分進(jìn)行定量研究,為今后展開利用臨床磁共振儀進(jìn)行虛擬尸檢研究指示研究方向,并為其提供了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(xué)研究中,構(gòu)建利用螺旋CT檢測結(jié)果,進(jìn)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(jìn)行PMI推斷的研究,為今后展開利用螺旋CT在人尸體上進(jìn)行虛擬尸檢研究,指示了研究方向,并提供了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 本研究受教育部博士點(diǎn)基金(基于磁共振波譜的死亡時間推斷研究,編號:20040487049,2004年)資助。已在專業(yè)期刊上發(fā)表相關(guān)文章5篇,已接受待發(fā)表論文3篇。 第一部分基于磁共振波譜檢測推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)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(jī)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。方法通過在10秒鐘內(nèi)向大鼠尾靜脈注入2ml空氣,造成大鼠空氣栓塞死亡模型。結(jié)果本模型建立的重要影響因素為注入空氣的體積和速率。其操作方法簡單、建模成功率100%,可確切造成各體重組大鼠的迅速死亡,且無重要臟器的機(jī)械性損傷。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(jìn)行基于磁共振波譜檢測的虛擬尸檢進(jìn)行PMI推斷研究的開展,提供了理想的動物死亡模型。 實(shí)驗(yàn)二 31P MRS、1H-MRS檢測腦組織死后變化推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)研究 目的利用31P-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(jìn)行PMI推斷的研究方法。方法通過空氣栓塞處死成年大鼠;于動物死亡后0-240h內(nèi),摘取不同死亡時間組大鼠的全部腦組織,迅速置于液氮速凍;腦組織充分粉碎碾均后,每只動物稱取1g腦組織粉末,制備高氯酸提取物;所得凍干粉溶于D20,分別用DSS和H3P04作為內(nèi)標(biāo)和外標(biāo),進(jìn)行1H和31P磁共振波譜(MRS)檢測和定量分析。結(jié)果腦組織高氯酸提取物的磁共振波譜分辨率良好,31P-MRS在死亡后的變化主要集中在死亡后24h以內(nèi);利用Pi、磷酸單脂的結(jié)果,可以進(jìn)行死亡后24h內(nèi)的PMI推斷;其它物質(zhì)如ATP、PCr、ADP等代謝物質(zhì)變化迅速,只適合在0-12h內(nèi)進(jìn)行PMI推斷的研究。1H-MRS檢測結(jié)果顯示,動物死亡后腦組織中多種代謝成分呈規(guī)律性變化。包括N-乙酰天冬氨酸(Naa)、肌酸(Cr)、乳酸(Lac)等的消失;丁酸(But)、異丁酸(iBut)、游離三甲基銨(fTMA)等的產(chǎn)生。Naa、Cr等物質(zhì),在動物死亡后初期即快速下降。Lac、Asp等代謝物質(zhì)先上升再下降。But、iBut、fTMA、Ace等新生物質(zhì),出現(xiàn)后含量持續(xù)上升。大鼠死亡后60h是腦組織中多種新生代謝物質(zhì)出現(xiàn),及腦組織中原有化學(xué)物質(zhì)接近消失的重要時間點(diǎn)。在動物死亡后,腦組織代謝過程中出現(xiàn)的But、iBut、fTMA、Ace等新生物質(zhì),及腦組織中Naa、Cho、Cr、Lac等消失的原有化學(xué)物質(zhì),對于推斷PMI,特別是晚期PMI有重要意義;它們與死亡時間之間存在密切關(guān)系。結(jié)論利用磁共振波譜,可以準(zhǔn)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(xué)意義,利用腦組織中產(chǎn)生和消失代謝物質(zhì),進(jìn)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(diǎn),它預(yù)示著腦組織進(jìn)入快速腐敗階段。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(xué)成分是進(jìn)行PMI推斷(特別是晚期PMI)的有效指標(biāo)。利用基于磁共振波譜檢測的虛擬尸檢技術(shù),進(jìn)行PMI推斷研究有其廣闊的運(yùn)用前景和重要的法醫(yī)學(xué)意義。 第二部分 基于螺旋CT的虛擬尸檢推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)一 基于螺旋CT檢測腦組織死后變化推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)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(yùn)用CT進(jìn)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,CT value/HU)、面積比=99.7368+0.3098T-0.01 18T2/100(T/h)。結(jié)論CT掃描檢查可準(zhǔn)確顯示兔腦的死后變化;腦組織消失之前,綜合運(yùn)用CT檢查指標(biāo)可用于準(zhǔn)確PMI推斷。 實(shí)驗(yàn)二 基于螺旋CT檢測腹腔死后變化推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)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的新方法方法建立新西蘭白兔空氣栓塞死亡模型;動物死亡后0～240小時間,運(yùn)用螺旋CT進(jìn)行全身掃描;選取第四腰椎(L4)層面圖像進(jìn)行分析。計(jì)算L4層面上腹腔/椎骨面積比。結(jié)果動物死亡到腹壁破潰前,CT檢查L4層面圖像中腹腔含氣量面積不斷增加。腹腔/椎骨面積比不斷增大,直至PMI=108h。在PMI=120h,腹壁破潰。此后,腹腔/椎骨面積比總體趨勢是減小但波動較大。起初由于腹腔中腐敗氣體溢出,腹腔/椎骨面積比減小;在PMI=144h時,腹腔/椎骨面積比又有所增加;此后腹腔/椎骨面積比不斷減小,直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。利用面積比推斷腹壁破潰之前PMI的回歸方程為:面積比(腹腔/椎骨)=19.758+0.1951T+0.0012T2(T/h, R2=0.993F=482.42,PMI=0-108h)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(zhǔn)確反映新西蘭白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。 關(guān)鍵詞:法醫(yī)病理;法醫(yī)放射;兔;腹腔;CT;死亡時間;虛擬尸檢 實(shí)驗(yàn)三 基于螺旋CT檢測肝臟死后變化推斷死亡時間的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行PMI的新方法。方法通過耳緣靜脈注射空氣,建立新西蘭白兔空氣栓塞死亡模型;動物死亡不同時間點(diǎn)(0,12,24,36,48,60,72,84,96,108,120,132,144,156,168,180,192,204,216,228,240h),運(yùn)用螺旋CT進(jìn)行全身掃描;利用第一腰椎(L1)層面CT圖像,對肝臟死亡后CT值、肝臟/椎骨面積比進(jìn)行計(jì)算,并與PMI進(jìn)行曲線擬合建立相關(guān)回歸方程。結(jié)果基于螺旋CT的虛擬尸檢發(fā)現(xiàn),肝臟最先發(fā)生CT值的變化,并隨著PMI延長CT值逐漸下降;在PMI=108h到達(dá)最低值。此后CT略有上升后再次下降。在PMI=180h,CT已無法進(jìn)行CT值的檢測。肝臟死后肝臟/椎骨面積比,在動物死亡后最初0-48h變化不大。在PMI=48h以后,面積比迅速下降。在PMI=132h,CT圖像上顯示肝臟的面積有輕微增加,而后又開始下降。在PMI=180h,肝臟消失。利用CT值、面積比與PMI建立優(yōu)化回歸方程分別為:肝臟CT值=100.773-1.6026T+0.0018T2(CT值/HU,T/h,F=41.18,R2=0.882),肝臟/椎骨面積比=18.9310-0.1 181T+0.0002T2(T/h,R2=0.894, F=50.68)。在研究過程中,在CT圖像上發(fā)現(xiàn)肝臟腐敗過程中出現(xiàn)的重要征象——肝內(nèi)膽管充氣征。它在PMI=48h的肝臟CT圖像上出現(xiàn),它出現(xiàn)后肝臟面積迅速減小。當(dāng)肝臟實(shí)質(zhì)中出現(xiàn)腐敗氣體后,此征象逐漸消失。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(zhǔn)確推斷PMI;這兩指標(biāo)極大地拓展了晚期PMI推斷的研究時間區(qū)間。基于螺旋CT的虛擬尸檢技術(shù),采集尸體信息進(jìn)行PMI推斷研究,具有傳統(tǒng)經(jīng)典尸檢無法比擬的優(yōu)勢。肝臟死后肝臟/椎骨面積比,能準(zhǔn)確反映臟動物死亡后肝臟體積的變化規(guī)律。肝臟CT圖像上出現(xiàn)的肝內(nèi)膽管充氣征,對預(yù)示肝臟進(jìn)入快速腐敗階段具有重要法醫(yī)學(xué)意義。
【圖文】：

PMI=24h，顱腦CT圖像Figulel， CTimageofbrain，PMI=24h圖2，PMI=36h，顱腦CT圖像FigureZ， CTimageofbrain，PMI=36hCr，吐回別獷欲。0f盯。辦種璐舞御價汾德鈴甘矛夢，夕磚，羚“一井*。。，qu急連純咬主亡\貨呼\蟹李令+_，夕b轟。了，。d弓立豆“，“‘眾墉dr色1主之，寧‘一.娜一咬套分之幼姆鉚腳i動暇神P盯廣b刃省哪未一一，沖專之爭啼羚麟垂鉀t盆寧瑰工幾。蟹

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【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：D919

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2527635