死后視網(wǎng)膜血管圖像時序性變化的實驗研究

李曉娜，鄭吉龍，霍德民，王玖琳，岳文青

（1. 中國醫(yī)科大學(xué)公共基礎(chǔ)學(xué)院化學(xué)教研室，沈陽 110122；2. 中國刑事警察學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，沈陽 110035；3. 南昌市公安局刑事偵查大隊，南昌330000）

死亡時間 （postmortem interval，PMI） 推斷是法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要研究難點之一。傳統(tǒng)用于PMI推斷的研究對象包括尸僵、尸斑［1-4］和核酸、蛋白質(zhì)及離子等［5-7］，因受外界環(huán)境因素干擾較大，適用范圍很有限。由于眼組織位于眼眶內(nèi)，與外界環(huán)境相隔絕，愈發(fā)受到法醫(yī)學(xué)者青睞［7-9］。有學(xué)者［5，10］研究了死后房水和玻璃體液中的氨基酸與離子濃度等的變化規(guī)律，因檢測的方法不同，實驗結(jié)果差異較大。也有研究［7-9，11，16］分析死后角膜厚度與清晰度變化規(guī)律，但當(dāng)眼瞼未閉合完全時角膜會直接暴露，而視網(wǎng)膜組織處于眼球內(nèi)部最深層。目前，相關(guān)研究［12-13］主要探討死后視網(wǎng)膜組織核酸降解規(guī)律，該方法操作繁瑣，所需儀器和試劑昂貴，且會破壞眼球結(jié)構(gòu)，影響尸體遺容，難于在基層推廣應(yīng)用。

本研究通過眼底照相機無創(chuàng)監(jiān)測個體死后9 h內(nèi)視網(wǎng)膜圖像變化過程，探討個體死后視網(wǎng)膜血管圖像時序性變化規(guī)律，并評估其用于法醫(yī)學(xué)中PMI推斷的潛在價值。

1 材料與方法

1.1 實驗分組

健康成年新西蘭大白兔40只，體質(zhì)量2.0～2.5 kg，雌雄不限，選中的實驗用兔均無眼部疾病 （實驗動物均由沈陽醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供）。20～23℃室溫條件下飼養(yǎng)3 d，采用空氣栓塞法處死。將處死后的家兔置于相同溫度 （20 ℃±3 ℃）、濕度（30%） 的避光室內(nèi)條件下，隨機分為睜眼組和閉眼組，每組20只。其中一組家兔通過止血鉗將眼瞼固定并拉開，使得眼表充分暴露于空氣中，即睜眼組。另一組除實驗需要采集眼底圖像外，其余過程眼瞼持續(xù)處于完全閉合狀態(tài)，即閉眼組。所有家兔死后尸體均用防蠅罩蓋住，以避免受到嗜尸性蠅蟲侵襲。

1.2 視網(wǎng)膜血管圖像采集

采用DEC 100型手持式眼底照相機 （40°，LED模式，200萬像素，分辨率1 920×1 080，臺灣MiiS赫羅斯） 于兔死后不同時間（0 h、1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h、9 h） 獲取視網(wǎng)膜血管圖像。每只兔眼于每個時間點各采集5張照片，圖像保存為jpg格式。

1.3 圖像變化規(guī)律分析

描述記錄隨死亡時間推移兔視網(wǎng)膜血管圖像變化過程，包括視網(wǎng)膜血管形態(tài)結(jié)構(gòu)、分布范圍及顏色變化。

2 結(jié)果

2.1 死后兔視網(wǎng)膜血管圖像

死后2 h內(nèi)兔視網(wǎng)膜血管衰退改變不明顯，至死后3～8 h內(nèi)，視網(wǎng)膜血管分布范圍從視盤遠端外圍向視盤附近逐漸縮進，期間伴隨血管寬度減小及顏色變淺。至死后9 h，兔視網(wǎng)膜血管完全降解消失在視野中。見圖1、2。

2.2 死后兔視網(wǎng)膜血管圖像變化規(guī)律分析

睜眼組和閉眼組兔死后9 h內(nèi)視網(wǎng)膜圖像變化趨勢相近，且同一只兔2只眼睛的視網(wǎng)膜圖像變化趨勢亦十分接近。皆表現(xiàn)為隨著PMI推移，視網(wǎng)膜血管形態(tài)呈從視盤遠端向視盤區(qū)逐漸縮進的趨勢，這個過程中，伴隨著視網(wǎng)膜血管寬度減小和顏色變淺。見表1。

圖1 死后9 h內(nèi)閉眼組兔視網(wǎng)膜血管圖像Fig.1 Retinal vessel images of rabbits in the closed-eye group within 9 hours postmortem

圖2 死后9 h內(nèi)睜眼組兔視網(wǎng)膜血管圖像Fig.2 Retinal vessel images of rabbits in the open-eye group within 9 hours postmortem

表1 空氣栓塞死后9 h內(nèi)兔視網(wǎng)膜血管形態(tài)變化Tab.1 Morphological changes of retinal vessels within 9 hours after death from air embolism in rabbits

3 討論

本研究通過眼底照相機無創(chuàng)動態(tài)監(jiān)測個體死后視網(wǎng)膜血管圖像時序性變化。視網(wǎng)膜是人體中唯一不需要切開即可看見血管和神經(jīng)的部位，借助眼底鏡能清楚觀察到眼底視網(wǎng)膜上的血管以及視神經(jīng)［14］。本研究使用的眼底照相機為具有拍攝功能的眼底鏡，它與現(xiàn)今使用普遍的數(shù)碼機相機價格相近，無需經(jīng)特殊培訓(xùn)即可進行操作。研究選擇視網(wǎng)膜血管圖像作為研究對象，能實現(xiàn)無創(chuàng)檢查，同時，該方法以圖片作為證據(jù)保存載體，可上傳至互聯(lián)網(wǎng)供交流分析。

研究發(fā)現(xiàn)，死后9 h內(nèi)兔視網(wǎng)膜血管圖像變化過程隨PMI推移呈一定規(guī)律。死后2 h內(nèi)兔視網(wǎng)膜血管衰退改變不明顯，分析原因，因為視網(wǎng)膜位于眼球內(nèi)部最深層，免受外界環(huán)境因素干擾，個體死后短時間內(nèi)視網(wǎng)膜血管血液外滲和血紅蛋白降解程度低，故通過肉眼觀察變化不明顯。兔死后3～8 h，視網(wǎng)膜血管分布范圍從視盤遠端向視盤區(qū)逐漸縮進。分析一方面，視盤區(qū)為視網(wǎng)膜中動脈和視網(wǎng)膜靜脈主干出入眼球的部位，血管容量較遠端大；另一方面，視盤附近小動脈壁結(jié)構(gòu)層次完整，在內(nèi)皮細胞間的細胞連接形成血-視網(wǎng)膜屏障，而遠端小血管無該結(jié)構(gòu)，且中膜的平滑肌細胞層數(shù)從視盤至周邊部逐漸遞減，同時視網(wǎng)膜靜脈與動脈結(jié)構(gòu)類似［15］，則視盤附近的血管對死后缺血缺氧的耐受能力較視盤遠端外圍的小血管強。因此，兔死后視網(wǎng)膜血管圖像衰退過程表現(xiàn)為由視盤周邊向視盤縮進的趨勢。

本研究還發(fā)現(xiàn)，死后眼瞼的閉合狀態(tài)對于視網(wǎng)膜血管圖像變化過程的影響并不明顯，這可能是因為視網(wǎng)膜位于眼球內(nèi)部最深層，即使眼表暴露于空氣中，眼前節(jié)組織也會緩沖外界環(huán)境因素的影響。這提示個體死后視網(wǎng)膜血管對外界環(huán)境因素變化的耐受能力極強，若能建立通過個體死后視網(wǎng)膜血管圖像時序性變化推斷PMI的方法，其適用范圍將更廣。此外，研究結(jié)果顯示，同一家兔的雙側(cè)眼底視網(wǎng)膜血管圖像變化趨勢十分接近，這暗示死后視網(wǎng)膜血管形態(tài)變化在個體內(nèi)差異性并不明顯。本研究結(jié)果亦反映出兔死后短時間內(nèi)視網(wǎng)膜血管形態(tài)時序性變化非常迅速，這提示個體視網(wǎng)膜血管對死后缺血缺氧環(huán)境的耐受能力有限，達到其臨界點后消退速度在短時間內(nèi)迅速爆發(fā)。尤為重要的是，直至視網(wǎng)膜血管完全消失之前，眼前節(jié)組織并沒有發(fā)生影響采集的眼底照片質(zhì)量的改變，以往的研究［16-17］結(jié)果也顯示，在類似條件下兔死后早期角膜圖像變化并不顯著。這意味著視網(wǎng)膜血管較角膜而言，更適用于個體死后早期短時間的PMI推斷。

本研究初步發(fā)現(xiàn)了個體死后早期視網(wǎng)膜血管圖像時序性變化呈一定規(guī)律性，但仍處于對血管圖像的表觀描述階段，缺乏客觀量化依據(jù)。今后的研究將深入探討量化方法，并擴大實驗樣本，增加數(shù)據(jù)可靠性，以期為早期PMI推斷提供一種新的無創(chuàng)可量化方法。