超声法测量角膜厚度推断死亡时间

吕国丽，姜富学，许心舒，蒋拥军，李志刚，王 欣，石 河，余礼聪，许传超

（1.广州市刑事科学技术研究所，广东 广州 510030；2.广州市公安局南沙区分局，广东 广州 510140；3.广东医学院，广东 东莞 523808）

超声法测量角膜厚度推断死亡时间

吕国丽1，姜富学1，许心舒1，蒋拥军2，李志刚1，王 欣1，石 河1，余礼聪1，许传超3

（1.广州市刑事科学技术研究所，广东 广州 510030；2.广州市公安局南沙区分局，广东 广州 510140；3.广东医学院，广东 东莞 523808）

目的 用超声法测量角膜厚度，探索其死后变化规律。 方法 11只家兔随机分为两组，分别为角膜上皮完整组及去角膜上皮组。后者采用机械刮除法去除角膜上皮。利用超声测厚仪连续监测两组动物的死后多个时间点的角膜厚度，并对角膜厚度变化与死亡时间进行相关回归分析。 结果 超声法测量角膜上皮完整组死后兔角膜厚度的变化值与死亡时间呈非线性相关，且具有较强的相关性，相关系数为0.922，而去角膜上皮组的相关系数为0.822。 结论 超声法测量角膜厚度对推断早期死亡时间具有较可靠的应用前景。完整的角膜上皮对于超声测量角膜厚度具有关键作用。

法医病理学；超声检查；角膜；死亡时间；兔

死亡时间（postmortem interval，PMI）推断的研究是法医学研究中的难点问题。近年来大量研究表明，很多指标均可用于PMI推断，例如DNA降解分析、尸体组织化学变化等，但在实践中或是由于变异度大、难以把握，或是由于操作复杂、使用不方便，很难推广。目前在法医实践中应用的PMI推断方法主要还是根据尸体现象（如尸温、尸斑、尸僵及角膜混浊等）进行的较为粗略的方法[1]。因此，寻找准确、客观并且快捷、方便的PMI推断方法是法医界一直在努力的研究方向。本研究利用超声测量的方法，对实验动物死后的角膜厚度进行动态检测，并推导出PMI与角膜厚度变化的回归公式，同时观察角膜上皮的完整性对角膜厚度变化的影响，为寻找更完善的PMI推断方法进行实验准备。

1 材料与方法

1.1 实验对象

新西兰大白兔（广州市信华实验动物养殖场提供）11只，雌雄各半。体质量1.9～2.2kg，事先确认均无眼病变。随机分为两组，角膜上皮完整组7只，去角膜上皮组4只。采用手术刀片机械法刮除角膜上皮。

1.2 方法

实验于室内进行，环境温度由空调调控于26℃左右。利用空气栓塞法处死动物。

用SP-3000超声角膜测厚仪（日本TOMEY公司）测量两组动物处死即刻（0 h）及死后1、2、3、4、6、8、12、18、24h双眼角膜厚度（由于角膜厚度在死后早期变化变异度较小，随PMI的延长，测量精确度逐渐下降，故选取测量时间点在不同PMI间隔不同）。

测量区域选择：每个角膜的中央区域，连续测量3次，取平均值。每个测量时间点之间保持眼睑闭合。

1.3 统计分析

采用SPSS 16.0统计软件对所有数据进行相关回归分析。

2 结 果

各个时间点两组的角膜厚度测量平均值见表1。角膜上皮完整组角膜厚度（y）与PMI（x）的直线回归方程为y=10.907x＋370.52（R2=0.882），三次曲线回归方程为y=0.054x3-1.745x2＋23.522x＋357.46（R2=0.922）；去角膜上皮组角膜厚度（y）与PMI（x）的直线回归方程为y=22.702x＋411.707（R2=0.822），三次曲线回归方程为y=0.024x3-1.633x2＋47.969x＋353.176（R2=0.800）。

表1 两组角膜厚度在各PMI的测量结果（±s，μm）

表1 两组角膜厚度在各PMI的测量结果（±s，μm）

PMI/h 角膜上皮完整组（n=14） 去角膜上皮组（n=8）0 350.0±22.6 352.5±22.3 1 382.8±22.7 400.1±17.9 2 405.2±18.9 445.6±33.8 3 418.0±17.9 489.0±24.0 4 422.7±15.9 517.6±48.7 6 442.0±12.7 581.8±65.5 8 461.0±24.8 625.6±93.6 12 480.8±25.8 767.5±141.3 18 531.9±33.9 805.1±106.8 24 660.6±67.6 898.7±68.7

3 讨 论

正常角膜分为上皮层、基质层和内皮细胞层三部分。其中，上皮层约占10%，基质层占90%，内皮细胞为单层细胞。角膜基质胶原纤维中富含亲水基团，因此角膜基质层对水有“吸引”的作用。正常角膜组织的透明性主要依靠内皮细胞的机械屏障以及特有的离子泵功能，使基质层维持在相对脱水状态。角膜内皮细胞主要从房水中摄取营养。机体死亡后，房水的生理循环终止，角膜内皮细胞逐渐死亡，离子泵功能丧失。角膜基质层水分逐渐增加、肿胀，透明度下降[2-3]。

在实际检案中，法医界很早就观察到尸体角膜的这种变化，并且提出可以据此来推断PMI。但是，先前的研究多采用摘取眼球测定角膜内皮细胞活性率[4-5]，或者制备角膜的病理切片，在显微镜或者电镜下对角膜厚度或角膜胶原纤维进行测量[6-8]等方法，不但会影响死者遗容，而且所用的测量角膜厚度的方法较繁琐，制作病理切片的过程对角膜厚度影响较大，直接导致实验结果的偏差。因此这些研究结果很难在法医实践中应用。

超声角膜测厚仪可准确、快速、无损伤地测量活体角膜厚度[9-10]，目前已被广泛地应用于眼科临床。本研究利用超声测厚仪对家兔角膜厚度的死后变化进行动态观察。结果显示，角膜厚度的变化与PMI高度相关。这说明，角膜厚度变化是个理想的PMI推断指标。但无论从二者的相关曲线看，还是从决定系数来看（直线回归方程与三次曲线回归方程R2分别为0.882和0.922），二者的相关性明显属于非线性关系，这与范哲等[11]得出的回归方程不同。而宋国林等[4-5]研究发现，从死亡即刻到24h内，角膜内皮细胞活性从最高到最终丧失经历了一个“”型的变化过程。由于死后角膜厚度增加主要是角膜内皮细胞的离子泵功能丧失所致，即角膜厚度与内皮细胞活性呈负相关，本实验观察到的角膜厚度呈“”型PMI变化曲线也印证了这个结果。范哲等[11]的研究结果可能与其观察的时间较短（未进行12～24 h的检测）有关，此外，没有采用原始数据而是采用平均值进行相关分析，有信息失真的可能性。

在PMI＞24 h的角膜厚度检测中，本研究发现各样本测量值的离散度加大，重复性变差。分析原因有，在晚期PMI阶段，动物角膜上皮层存在不规则脱落现象，影响了测量结果的准确性。造成角膜上皮层脱落的原因可能与超声仪的探头反复测量导致轻微损伤有关，也可能是由于角膜上皮细胞死亡后变得疏松，易于被摩擦而脱落。考虑到在法医鉴定实践中也经常会观察到尸体角膜上皮脱落的现象，特别是尸体暴露在野外且眼睑处于持续张开状态时，更容易发生角膜上皮脱落。由于角膜基质层位于上皮之下，其结构较上皮层也更为牢固，如果能够通过测量角膜基质层的厚度来推断PMI，则可扩大本方法在实际情况下的应用范围。

本实验同时用刀片刮除角膜上皮，只测量角膜基质层的厚度。结果显示，虽然去除上皮后的角膜（基质）厚度变化与PMI依旧呈一定的相关性，但其相关系数仅为0.800，明显低于角膜完整时的0.922。同时，从数据点的离散度来看，去上皮后的角膜厚度测量值依旧呈现出高离散度，没有明显的“”趋势曲线，特别是在12～24 h，角膜厚度的改变出现难以解释的趋势。这表明，失去上皮的角膜基质层的厚度变化更不规律。推测其原因在于：刮除上皮的过程对角膜内皮细胞活性产生了不良影响；去上皮后，角膜基质水分蒸发的速度也受到了影响。这些因素导致测量数据更大的不确定性。

由上述结果来看，角膜上皮的存在与否会严重影响到角膜基质厚度的变化规律。因此，在利用超声测量角膜厚度来推断PMI时，应注意角膜上皮的完整性，只有在上皮完整时其测量结果才会较为可靠。由于角膜上皮的脱落多发生于死后20～24 h之后，因此，利用超声测量角膜厚度进行PMI的推断以不超过24h为宜。

此外，本实验采取了环境温度、湿度相对恒定以及眼睑闭合的理想实验条件，这与法医实际办案条件有着较大的差距。今后还需在不同的条件下进行大样本的实验，才能总结出具有实际应用价值的实验方法和回归方程。

[1] 伍新尧.高级法医学[M].郑州：郑州大学出版社，2002： 32-34.

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[3] 葛坚.眼科学[M].北京：人民卫生出版社，2005：174-175.

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[5] 徐长苗，张海松，钱松富.温度对尸体角膜内皮细胞活性率的特征参数的影响[J].中国法医学杂志，1999，14（1）：33-34.

[6] 孟祥志，王春，付存菊.死后角膜厚度的实验病理学研究[J].武汉大学学报（医学版），2001，22（1）：35-36.

[7] 付存菊，孟祥志，王春.角膜增厚与死后时间的相关性研究[J].数理医药学杂志，2000，13（3）：230-231.

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2011-03-11）

（本文编辑：刘宁国）

Estimation of Postmortem Interval by Detecting Thickness of Cornea Using Ultrasonic Method

LÜ Guo-li1,JIANG Fu-xue1,XU Xin-shu1,JIANG Yong-jun2,LI Zhi-gang1,WANG Xin1,SHI He1,YU Li-cong1,XU Chuan-chao3
（1.Guangzhou Institute of Criminal Science and Technology,Guangzhou 510030,China;2.Nansha Branch of Guangzhou Public Security Bureau,Guangdong 510140,China;3.Guangdong Medical College,Dongguan 523808,China）

Objective To explore the postmortem changes of cornea thickness measured by ultrasonic pachymetry.Methods Eleven rabbits were randomly divided into two groups：one group with intact corneal epithelium and another group without intact corneal epithelium.In the later group,the corneal epithelium of the rabbit was scraped using mechanical elimination method.The corneal thickness was monitored continuously by ultrasonic pachymetry at several postmortem interval points in rabbits of the two groups.The changes of corneal thickness and postmortem interval were explored by relative regression analysis.Results The thickness of the cornea showed a strong non-linear correlation with the postmortem interval in the group with intact corneal epithelium.The group with intact corneal epithelium showed the correlation coefficient 0.922 and the group without intact corneal epithelium showed the correlation coefficient 0.822,respectively.Conclusion The corneal thickness measured by ultrasonic pachymetry shows a potential value for estimating early postmortem interval.The intact corneal epithelium is a crucial factor for the measurement of cornea thickness by ultrasonic pachymetry.

forensic pathology;ultrasonography;cornea;postmortem interval;rabbits

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2012.02.003

1004-5619（2012）02-0089-03

广东省科技计划项目（2011B080701097）

吕国丽（1972—），女，河南南阳人，副主任法医师，主要从事法医病理学研究；E-mail：guolil@sina.com

许传超，男，博士，主要从事法医物证学研究；E-mail：xcchao5855@sina.com