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损伤时间推断(dating of wound)指用形态学或其他检测技术推测损伤形成的时间。其中包括两方面内容:生前伤与死后伤的鉴别,及伤后存活时间的推断。损伤时间的推断是法医病理学检验中的重要内容之一。在暴力性伤害死亡的案件中,对尸体上的损伤,首先要确定是生前伤抑或是死后伤。如为生前伤,进一步尚应确定损伤至死亡经过的时间,即伤后存活时间(survival period after wounding )。
生前伤(ante-morteminjuries)是活体受暴力作用所造成的损伤。当暴力作用于生活机体时,损伤局部及全身皆可出现一定的防卫反应,称生活反应(vital reaction)。生活反应是确定生前损伤及推断损伤后存活时间的基础。法医病理学的任务之一就是寻找这些生活反应,以推断从暴力作用到死亡所经过的时间。死后受暴力作用所造成的损伤称为死后伤(postmortem injuries)。
一、生前伤的诊断
机体受暴力作用后,在损伤局部及全身均可出现一系列的生活反应。这些生活反应通过肉眼、光镜或其它实验室检查方法可窥见,这是诊断生前伤的基础。
(一)生前伤的肉眼所见
1、出血
生活机体由于心脏的舒缩而使血液在一定压力下循环流动,一旦组织受暴力作用而造成损伤,则相应部位血管可发生破裂,血液在压力推动下从血管内流出,散布于邻近组织或组织内细胞的间隙中。出血是各种组织损伤的重要生活反应。
(1)生前损伤出血:生前损伤出血,流出的血液既可聚集于损伤局部组织内,亦可沿组织间隙流注到远端组织疏松部位。生前损伤流出的血液可沿体内自然管道向远端流注。如沿气管,可被吸入肺内;沿食管可被吞入胃内;肾脏损伤,血液可沿输尿管进入膀胱。生前损伤出血为活动性出血,出血量一般较多。
(2)死后损伤出血:死后损伤出血,出血量一般不多,常局限于损伤局部,很少向周围组织流注,亦无血凝块形成。
2、组织收缩
活体的软组织,如皮肤、肌肉、肌腱、血管、神经及结缔组织等皆有一定的紧张度,此系机体的生物学特征。当暴力作用于生活机体致局部组织形成创时,创缘的结缔组织、肌肉、血管等均可发生收缩,使创口哆开。创口组织收缩的程度及创口哆开的形状,与局部组织的组织结构有关。
3、肿胀
肿胀是机体对损伤的一种局部反应。由局部炎症性充血和血管通透性增高,使液体成份渗出所致。肿胀出现的时间与损伤的类型和程度有关。
4、痂皮形成
当外界暴力作用于机体造成损伤局部的表皮剥脱或创伤时,渗出的体液中的蛋白或流出的血液可逐渐凝固而形成痂皮。痂皮的颜色与损伤的类型及程度有关。
5、创口感染
机体受暴力作用使具有抗菌能力的表皮破损时,各种细菌可随致伤物进入破损组织内,使受损组织发生变性坏死,从而在损伤局部出现感染或化脓性炎症。常表现为中性粒细胞大量渗出,并伴有不同程度的组织坏死和脓液形成。
6、异物移动
于人体内发现吸入或吞咽异物是确定生前伤的指征之一。因为只有活体才具有吞咽及呼吸功能。口、咽或喉部的固体或液体状异物可通过呼吸运动被吸入气管、支气管及肺内。生前进入口腔的异物,除可被吸入呼吸道内以外,亦可通过吞咽活动而进入胃内,甚至在胃蠕动作用下而进入肠内。死后由于吞咽反射及胃肠蠕动消失,进入口腔的异物不会进入胃肠内。浸泡在深水中的尸体,因水压大,可使部分水进入胃内,但一般不进入肠管内。
(二)生前伤组织学改变
1、局部淋巴结被膜下淋巴窦红细胞聚集
生前组织损伤出血后,血液从血管内流入组织间隙,红细胞可随淋巴液经引流淋巴管而进入局部淋巴结的被膜下淋巴窦,在光镜下淋巴结被膜下淋巴窦内可看见红细胞。
2、血栓形成
暴力致组织局部血管损伤后,受损血管内皮下胶原纤维裸露,血小板粘附于内膜裸露的胶原纤维,从而启动内源性和外源性凝血途径,产生纤维蛋白。纤维蛋白和内皮下的纤维连接蛋白共同作用使粘集的血小板堆牢固地粘附于受损内膜表面,不再离散,从而形成附壁血栓。
血栓形成为生活机体局部血管内膜对暴力损伤的反应,故损伤局部发现血栓形成可证明为生前伤。血栓尤其是红色血栓应注意与死后血凝块相区别。
3、栓塞
栓塞是不溶于血液的异常物质出现于循环血液中,并随血液流动,进而阻塞血管管腔的现象。阻塞血管的物质称为栓子。法医病理学实践中常见的栓子为血栓、脂肪、空气(气泡栓)、羊水及挫碎组织等。栓塞亦为一种生活反应。
(1)空气栓塞:空气或其它气体在短时间内大量进入血循环,可形成空气栓塞。当头颈部开放性损伤,或胸壁和肺创伤损伤静脉时,空气可在吸气时进入静脉至右心,在右心内随着心脏的搏动,进入的空气和心脏内血液搅拌形成大量泡沫。由于泡沫状的液体有可压缩性,在心脏收缩时不易被排出而阻塞肺动脉口,引起猝死。在高压环境下,氧、二氧化碳和氮大量溶入血液,如减压过快,气体迅速逸出,在血管内形成气泡,亦可引起气体栓塞。这种情况常见于沉箱作业的工人。
(2) 脂肪栓塞:当含黄骨髓的长骨发生骨折或脂肪组织遭受广泛严重挫伤时,脂肪细胞可因受损破裂,释放出的脂滴侵入破裂的血管而进入血循环造成脂肪栓塞。脂肪肝患者,当上腹部受暴力猛烈挤压或撞击时,肝细胞亦可受损破裂,其所含脂肪亦可进入血循环,从而发生脂肪栓塞。
(3)羊水栓塞:产妇在分娩过程中如羊膜破裂,尤其又有胎头阻塞阴道口时,子宫收缩可将羊水压入破裂的子宫壁静脉窦内,羊水成分可由子宫静脉进入肺循环,在肺动脉小分支或毛细血管内引起羊水栓塞。羊水栓塞患者发病急骤,临床上可出现紫绀、呼吸困难和休克表现,大多数很快死亡。死亡原因难于用羊水成分栓塞肺血管引起肺循环机械性梗阻来解释,羊水成分引起的过敏性休克、DIC、羊水内所含的血管活性物质进入血液引起血管反应可能为致死原因。
(4)血栓栓塞:血栓在机化前由于纤维蛋白的溶解和自身收缩,可变松软、脱落形成血栓栓塞。血栓栓塞可分为肺动脉栓塞和体循环动脉栓塞两种。肺动脉栓塞,90%以上的栓子来自下肢深部静脉,特别是腘静脉、股静脉和髂静脉。肺栓塞的后果取决于栓子的体积大小和数量,一般栓子体积大者,引起肺动脉主干或大分支的栓塞。临床表现为气促、紫绀、休克,急性呼吸循环衰竭死亡;栓子体积小者可无临床症状,但若栓子数量多,可引起肺动脉分支广泛栓塞而出现前述临床症状。体循环的动脉栓塞,栓子绝大多数来自左心的血栓,如亚急性细菌性心内膜炎时心瓣膜赘生物、二尖瓣狭窄时左心房附壁血栓、心肌梗死的附壁血栓等。动脉粥样硬化溃疡和主动脉瘤内膜表面的血栓亦可引起体循环动脉栓塞,动脉栓塞部位以下肢、脑、肾、脾为常见。如栓塞动脉局部缺乏有效的侧支循环时,局部器官组织可发生梗死。在法医病理学实践中,偶见暴力致血管损伤后血栓形成,之后血栓脱落引起肺或脑栓塞的案例。
(5)其它栓塞:受暴力作用而挫碎的组织和外源性异物亦可进入血循环引起栓塞,在体内查见组织或异物栓子即可证明生前损伤。
4、炎症反应
炎症是具有血管系统的活体组织对各种损伤因素所发生的防御反应,机械性暴力亦为损伤因子之一。一旦机体受损伤因素作用,炎症反应即开始发生。炎症反应的发生和发展有一定规律性,一般损伤后导致组织细胞变性坏死,即有炎症介质的出现,之后逐渐出现血管扩张,血管通透性增加,血管内液体渗出,血管内白细胞渗出,同时出现细胞的增生。
炎症的基本病理变化包括局部组织的变质、渗出和增生。在炎症过程中这些病变按一定顺序发生。一般在炎症的早期以变质和渗出为主,后期则以增生为主。另外,变质属于损伤过程,而渗出和增生则属于抗损伤过程。
(1)变质:变质指炎症局部组织发生的变性和坏死。当机械性暴力作用于机体后,因暴力的直接作用导致损伤,以及炎症过程中发生的血液循环障碍和炎症反应产物的共同作用,使局部组织变性坏死。
(2)渗出:渗出是炎症局部组织血管内的液体、蛋白质和血细胞通过血管壁进入细胞间质、体腔、体表或粘膜表面的过程。这种以血管反应为中心的渗出性病变是炎症的重要标志,在局部具有重要的防御作用,亦是法医病理学中生前伤诊断的重要依据。
(3)增生:损伤局部在致炎因子、组织崩解产物或某些理化因子(如异物残留于组织内等)的刺激下,局部的巨噬细胞、内皮细胞和纤维母细胞增生。在某些情况下局部的上皮细胞或实质细胞也可增生,从而使损伤组织得以修复。
5.创伤愈合
当机体遭受外力作用,皮肤等组织出现离断或缺损后,机体对所形成的缺损将进行修补恢复,这一过程为创伤愈合。它包括了各种组织的再生、肉芽组织增生,瘢痕形成等复杂过程。修复后原组织的结构和功能可完全或部分恢复。局部组织缺损后,当炎症过程开始时愈合过程即开始,炎症渗出物对局部坏死的细胞、组织碎片进行处理,之后由损伤局部组织的健康细胞分裂增生填补组织缺损而完成愈合过程。创伤愈合受机体全身和损伤局部因素影响,亦与损伤严重程度有关。损伤程度轻者,愈合时间短;损伤重者,愈合时间长。
在损伤的组织在显微镜下查见创伤愈合的过程,说明生前一定时间该组织曾遭受暴力作用。
(三)生前损伤的特殊检测
暴力损伤后生存时间较长者,生前伤的诊断易于确定。但是,如生前损伤后存活时间短者,前述损伤形态学的改变不明显,生前伤的诊断则难于确定。法医学者长期以来致力于寻找损伤后短时间内出现的各种能作为生前伤证据的指标。
(四)全身生活反应
1、血液生物化学指标的检测
外伤后除损伤局部有前述生活反应外,亦有全身性生物化学改变,如外伤后激素水平的变化、血浆急性时相蛋白的变化等,检测这些生物化学改变可帮助确定生前机体曾遭受损伤。
2、损伤后全身组织的反应
机体遭受暴力作用后,除损伤局部组织细胞反应外,全身多器官组织亦会发生相应反应,即是机体对局部损伤的全身反应,甚至可以影响远离受伤部位的多个器官出现严重病理生理学变化,检测损伤后全身多器官组织对损伤的反应,对生前伤的诊断亦有重要价值。
(五)濒死伤的诊断
濒死伤指死亡前短时间内形成的损伤。由于损伤后生存时间极短,生活反应可极不明显,更难发现有诊断价值的形态学改变。检测损伤局部炎症介质有一定价值。
二、伤后存活时间的估计
伤后存活时间的估计,同样是根据损伤局部和全身的生活反应进行估计。测定损伤局部的几种炎性介质的含量的改变,可用于估计伤后存活一小时以内者;检测损伤局部一些酶的活性改变,可用于估计存活1小时以上者,根据损伤局部病理组织学改变,可用于伤后存活8~10小时以上者。
(一)根据组织学改变估计
皮肤等组织遭受暴力作用出现缺损后,机体对该缺损进行修复的过程即为创伤愈合(wound healing)。在时间的顺序方面,各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成等,皆有一定的规律性。
1、伤后存活4小时以内者:损伤局部的炎症反应尚不明显,显微镜下的形态学变化除充血、水肿外,无其他具有诊断价值的指标。
2、伤后存活4~12小时者:可以明确观察到白细胞浸润,以中性粒细胞为主,亦可见少量单核细胞。中性粒细胞与单核细胞之比约为5:1。
3、伤后存活12~24小时者:白细胞形成聚集带使创伤区域明显可辨。紧邻创腔组织逐渐变性坏死,为损伤中央带;其外周围以炎细胞浸润带,为损伤外周带。外周带中巨噬细胞和单核细胞数量明显增多,中性粒细胞与单核细胞之比约为0.4:1。
4、伤后存活24~72小时者:在伤后48小时白细胞浸润达高峰。在72小时纤维细胞开始大量出现以修复缺损的组织,毛细血管出芽逐渐形成肉芽组织。24~48小时,表皮开始自创口边缘逐渐向中央移行。
5、伤后存活3~6天者:胶原纤维开始形成,在坏死物和异物周围可能出现巨细胞。皮肤表皮增生活跃,在动物皮肤创口两侧每天约生长200微米。损伤局部组织出血区内含铁血黄素等可被染色(有时48小时可见到含铁血黄素)。
6、伤后存活10~15天者:胶原纤维形成由活跃逐渐减慢,毛细血管数量逐渐减少,细胞数量减少,特别是中性白细胞。
(二)根据酶组织化学改变和生物化学方法估计
伤后8~10小时以后受伤组织出现明显白细胞浸润,这是鉴别生前伤和死后伤最可靠的组织学指标。在伤后8~10小时以内,人体损伤无明显的白细胞带形成。法医病理检案中,受害人伤后存活时间往往短于8~10小时,故此指标难以满足法医病理检验的需要。
(三)炎性介质的生化方法检测
如前所述,对于伤后存活1小时以上者的损伤,可根据酶活性及组织学改变估计损伤时间。对于伤后存活1小时以内者,损伤时间的推断仍较困难。
(四)几种常见损伤的伤后存活时间估计
由于损伤类型多种多样,不同种类的损伤,机体反应性有差异;另外,机体不同组织在损伤后的反应亦不同。现对一些不同类型的损伤伤后变化的规律简述于下。
1、擦伤
擦伤后未超过2小时者,见损伤区低于周围皮肤,局部有液体渗出,故较湿润;伤后3~6小时,真皮毛细血管扩张,损伤表面渗出的液体开始干燥。伤后12~24小时逐渐形成痂皮。24小时后,损伤边缘的上皮细胞体积增大,并形成明显的胞浆突起,上皮细胞在痂皮下从周边逐渐向中央生长。3天左右,痂皮从边缘开始剥离。如伤口不大,则5~7天可完全脱落。
2、挫伤
损伤时进入组织间隙的血液经1~3天全部氧合血红蛋白变为还原血红蛋白和正铁血红素;3~6天转变为含铁血黄素及胆红素或橙色血晶。6~9天胆红素逐渐被氧化成胆绿素,而逐渐被吸收。含铁血黄素可在局部组织内停留一段时间,或被吞噬细胞运至造血器官。由于伤后血红蛋白经历前述变化,使受伤皮肤及皮下组织出现相应的颜色,随时间的延长逐渐由暗紫(或紫褐)色变为绿色、黄色。颜色的深浅取决于出血部位的深浅和出血范围的大小。
3、硬膜下血肿
颅脑外伤的案例常要求法医病理学者判断其发生的过程和时间。硬下血肿周围机化过程有一定的时间顺序。硬膜下出血后24小时内,红细胞形状完整,血肿周围有纤维蛋白网形成。约36小时后可见硬脑膜与血凝块之间有成纤维细胞出现。第4日,可见二者间有一由2~3层细胞形成的新生膜。此时红细胞的外形渐变模糊。第5~8日,新生膜越来越明显,至第8日时,膜的厚度达到12~14层成纤维细胞,肉眼已可见新生膜。红细胞开始液化。第5日后可见到有含铁血黄素的巨噬细胞。第11日,可见血块被许多从新生膜伸入的成纤维细胞条索分割成小岛。在血肿的蛛网膜侧,新生膜的形成比较缓慢,约一周才出现单层扁平细胞,2周才开始有成纤维细胞层出现,而此时血肿外侧的新生膜已达硬脑膜的1/3~1/2厚度。至第26日,外侧新生膜可与硬脑膜一样厚,而内侧新生膜则仅有其一半厚度。
4、骨折
骨和软骨的骨折相当常见。近年来为检查虐待儿童综合征,骨损伤的组织学检查显得十分重要。为了排除骨损伤是由原有的自然疾病所引起的可能性,必须作显微镜检查。
骨折的愈合与身体其它部位损伤的愈合基本相似。骨折时在骨膜撕裂和骨折处发生出血,有纤维蛋白网形成,形成的血肿通常位于骨折周围,而不在两断端之间。损伤4小时后,渗出物中逐渐出现中性粒细胞,12小时之后有单核细胞出现。伤后1~2天,用常规切片染色,可见骨折线周围组织坏死。伤后4天一般可见成骨性肉芽组织生成。骨外膜有核分裂象,并出现新生的毛细血管及单核细胞。至第7天,可见大量发育良好的成纤维细胞。此时,骨外膜常有成骨细胞的增生,特别是在位于远离骨折线200~500μm的外周区内。到第10天,形成一个细胞套,其中含有成骨细胞。一周内,在血管周围可见不规则和相互交织由骨外膜细胞、骨内膜细胞及骨髓网状细胞组成的小片新生骨生成。有大量类似成纤维细胞的梭形细胞。这些骨片生成表示暂时性修复,与在30天左右形成的一期骨痂联合相符。经2~4周后,进入机化期或改建期,新生骨片的骨小梁逐渐被吸收而由骨板所取代。骨板呈平行片状,其走向与骨的受力线相一致。这个向成熟板层骨硬化的阶段可长达一年。
5、血栓及栓塞
在法医学实践中,鉴定血栓形成的时间有重要意义。利用血栓机化可鉴定血栓形成的时间。
伤后1~3天,血管内皮与血栓间无反应。白细胞、纤维素与血小板无形态变化,红细胞紧挤于血管中心,周围则较疏松;伤后3~8天,成纤维细胞长入血栓内,毛细血管出芽,血栓的游离面为内皮细胞覆盖。血栓玻璃样变(主要在中心部)。血栓中的白细胞核浓缩,单核细胞肿胀,核增大、透亮。通过血栓收缩,除血栓头部外,血栓与血管壁之间出现裂隙,其中可见松散聚集的红细胞;伤后4~20天,血栓内嗜银纤维和胶原纤维增生,出现多数毛细血管,在玻璃样变的血栓中可见白细胞核碎片的阴影。在第8~17天后,单核细胞肿胀消退;伤后2~4月,在完全玻璃样变的血栓中,除结缔组织细胞成分外,尚见孤立的毛细血管、嗜银纤维、胶原纤维及弹力纤维,偶见成簇的胆固醇结晶裂隙。在血栓中央扩张的血管腔有新鲜血液流入;伤后6~12月,血栓中出现较大血管,完全再通。在这些血管腔内,有致密的、富于纤维的及缺少细胞的结缔组织,无血栓残留。

