尸体肛温与死亡时间推断

杨安顺，权国林，高云贵，汪君，隋鹏，黎光锋，龙定峰，林少磊，吴锡福，罗斌

（1.广州市公安局海珠区分局，广东 广州 510290；2.中山大学中山医学院法医学系，广东 广州 510080）

死后间隔时间又称死亡时间（postmortem interval，PMI），是指死亡发生距检验尸体的间隔时间。死亡时间推断是法医病理学的基本任务之一，在法医学实践中具有举足轻重的作用，主要体现在印证证人陈述及嫌疑人供述、划定侦查范围、争取破案时间、推断受伤距死亡的时间、分析案件性质以及现场重建等方面[1-2]。有关早期死亡时间推断的研究从未中断过，从根据尸温等早期尸体现象推断到采用生物化学方法，再到近年发展的分子生物学方法，发展十分迅速[1]。目前除了尸温等根据早期尸体现象的方法在现场普遍运用外，其他方法操作费时、繁琐或需依靠实验室检验而无法在现场实现，或处于实验阶段而未运用于实际办案[3]。直到现在，肛温由于其测量简便、快捷及无创等特点，仍被作为尸体核心温度的代表用于实际工作，故研究肛温推断死亡时间仍具有较好的前景及实际应用价值。本文将对利用尸体肛温推断死亡时间的研究进行总结并提出看法。

1 经典肛温研究

1.1 国外研究进展

尸温是反映尸冷的指标，正常生存状态时，机体在体温调节中枢的作用下产热和散热处于平衡，机体死亡后产热停止而散热继续，如环境温度低于机体温度，尸温逐渐下降则出现尸冷。研究尸温下降的规律并在实践中依据检测到的尸温推算尸温从死亡时刻下降至检测时刻所需的时间就能获得死亡时间。尸温分为体表温度和体核温度，由于体表温度受外界干扰太大，所以常采用体核温度来推断死亡时间。体核温度的研究主要有脑温、肝温及肛温（直肠温度）[4]。公安机关在现场常选择测量肛温来推断死亡时间[5]。

1868年，HARRY RAINY最早将尸温运用于死亡时间推断[6]。之后研究的重大进步是在1962年，MARSHALL等指出尸冷曲线的“S”形特征，并用双指数公式来描述尸冷的“S”形曲线[7]。20世纪80年代开始，德国的HENSSGE等[7-9]基于MARSHALL和HOARE的双指数数学模型，综合直肠温度、环境温度、体质量等参数，开发了标准冷却条件（赤裸尸体、体表干燥、身体展开平躺、空气无对流、置于热绝缘载体上）下尸体的死亡时间推断列线图法，其95%置信区间为±2.8h，列线图显示死亡时间误差随着死亡时间的延长而增大。通过列线图法可以直接读取死亡时间，省去了复杂的数学计算。对于非标准冷却条件，HENSSGE给出了矫正参数表[9]，通过对尸体着装、空气对流、覆盖物、尸体所处介质的情况进行评估来确定体质量矫正因子并获得一个矫正后的体质量值，根据矫正体质量值来确定死亡时间。列线图法被认为是目前最成功的方法并得到广泛运用，进一步的研究扩展了列线图的应用范围[10-12]。有学者用50个死亡时间明确的案例比较了列线图法和其他几种方法，结果表明，列线图法较其他方法与真实死亡时间的差异最小[13]。

诚然，列线图法也有不足，其±2.8h的95%置信区间仍有待优化。又如矫正因子参数表对尸体着装、空气对流等影响因素的量化分级也比较模糊，有重叠的地方，会使矫正因子的选择过于主观，均会增加结果的误差[14]。因此，有必要对影响因素进行科学的量化处理。KALISZAN[15]就在猪身上研究了气流对尸冷的影响，虽然室内产生了适度的风，但靠近猪身体的气流实际上是最小的，适度的气流对直肠冷却过程没有显著影响，这说明列线图法参数表中将气流的影响仅依靠粗略的主观感觉简单区分为流动和静止的空气是值得商榷的，这也说明应通过检测身体附近气流速度的客观数据来量化气流的影响而不是粗略地靠主观感觉。AL-ALOUSI等[16]的研究显示，躯干覆盖对冷却速率有显著和系统的影响，着装和覆盖物是必须要纳入的影响因素。有趣的是，在AL-ALOUSI等的研究中，70例尸体只观察到39例表现出胖者冷却慢、瘦者冷却快，其余31例均没有显示此特点，提示没有单一的身体参数可以用于量化预测所有情况的尸体冷却，应综合考虑胖瘦程度及身高体质量等进行量化分级。停尸物（载体）也对冷却速率有相当大的影响，不仅要关注载体的类型，也要关注其构成[17]。

此外，对于列线图法，HUBIG等[14，18]做了一些研究，利用误差传播定律和蒙特卡罗模拟调查了环境温度、初始直肠温度、直肠温度、测量时间、体质量和矫正因子的误差对列线图法结果的影响，指出环境温度误差和初始直肠温度误差对列线图法有相当大的影响，初始直肠温度误差主导冷却过程的开始，而环境温度误差在随后的冷却过程中指数级地增加了死亡时间估计的标准偏差，体质量测量误差引起的标准偏差随死亡时间的延长呈线性增加，矫正因子的相对偏差近似等于死亡时间估计的相对偏差，直肠温度及测量时间的误差可以忽略不计。对于直肠温度的测量误差，HUBIG等[19]还在进一步研究中指出，多次直肠温度测量和多部位体层温度同步测量均不能显著改善死亡时间估计。HUBIG等[20-21]于2015年对84例已知死亡时间的尸体在严格控制条件下记录冷却曲线，发现有48例的结果都超出了列线图法的95%置信区间，对于高体质量和大体表面积的案例，列线图法有高估死亡时间的趋势，提示列线图法的95%置信区间（±2.8h）可能是有问题的，但限于样本量太少尚无法对其进行重新校准。

日本科学家IGARI等[22]比较了列线图法对婴儿的适用性，发现结果有较大偏差。IGARI通过提高矫正因子上限获得了较好的结果，原因可能是婴儿体表面积与体质量之比较高，更容易受到环境温度的影响，因此在强热绝缘条件下对婴儿的实际影响可能更大，低体质量需要更高的矫正因子。

综上研究可以看出，利用尸温推断死亡时间从某种意义上来说就是研究影响因素的过程，不仅应选取合适的影响因素，还应对其定量测量并定量应用[3]。传统方法有其成功的地方，随着对其深入认识和改进，适用性也有待扩展。

1.2 国内研究进展

国内对尸体直肠温度的研究绝大多数是对大量案例的总结。这种研究的优势是间接地囊括了所有影响因素，但得出的结果原则上只适用于资料来源地区。同时大量的案例还可以对已有的方法进行验证，检验其可靠性和地区适用性。

1984年，8个省市（区）公安厅（局）尸温研究小组对环境温度为0～30℃下的581例非正常死亡尸体的肛温资料进行死亡时间关系的研究[5]，将581个案例按死亡时间长短分1～8h、9～15h、16～24h 3个不同阶段分别进行研究，共推导出27个三元回归方程，经验证，1～8h阶段计算时间和实际时间误差在2h以内的达85%以上，9～15h阶段计算时间和实际时间误差在2h以内的达77%以上，16～24h阶段计算时间和实际时间误差在2h以内的达58%以上。杨琦等[23]对上述581个案例进行分析，得出影响尸温下降的主要因素为环境温度、停尸物及保暖情况。季少岩等[24]将上述27个三元回归方程应用于25个案例，计算时间和实际时间误差在2h以内的为88%。徐长苗等[25-26]对上述方程进行了修改，并简化为27个二元回归方程，只需要在现场检测一个肛温数据即可推算，操作更快捷，经45个案例进行验证，结果与上述三元回归方程的结果无明显差异。笔者认为，由于581个案例中有517例是机械性损伤合并大失血死亡，另64例为机械性窒息等，且男性有516例，用来验证的25个案例中机械性损伤有19例，从统计学角度来说，案例分布极不均衡。另外，此研究案例来源于8个地域跨度很大的省市，样本内部构成也不清楚，地区的差异不仅限于温度，还有湿度、体型（南北方人差异）等，因此这些方程在我国各地区的适用性还有待验证。此外，杨宇雷等[27]用157个案例也推导出了新的回归方程，经组内考核误差在1h以内的准确率为60.6%，误差在2h以内的准确率为87.9%，组外考核的案例数仅3例，其研究仍需继续扩大样本量。

1.3 小结

由上述可见，根据肛温推断死亡时间还有很多未知空间有待探索，精确度也有待提高，列线图法有待优化和扩展。值得注意的是，如何将影响因素进行科学合理的量化并应用是很重要的。此外，由于尸体冷却受到体内外诸多因素的影响，我国幅员辽阔，各地区的影响因素条件差异较大，难以形成一个统一且都适用的标准[4]。因此，研究数据来源的地区跨度不宜过大，立足本地，基于本地区数据探索本地区的尸冷规律特点及适合于本地区的应用方法会更加务实和精准。

2 温度平台效应

温度平台效应（temperature plateau effect，TPE）指死后初始阶段尸温下降缓慢的现象[28]。TPE的发现让人们认识到死后尸冷过程并非全程遵循牛顿冷却定律，而呈现开始缓慢、后快速下降，然后又变得缓慢，逐渐达到环境温度水平的“S”形特征。TPE的发生原因总体可归纳为[29-30]：（1）体核与体壳温度梯度的建立。人体死后环境温度低于体温，体壳温度率先开始下降，而体核温度没有立即下降，待体壳温度与体核温度之间形成一个温度梯度，体核温度才开始下降。（2）死后代谢。人作为一个整体，死亡后组织细胞仍然在一定时间内维持代谢活动，如死后糖酵解，不同组织持续时间不同，使得体温得以一定程度的维持。（3）死后初始温度的升高可能会对TPE有贡献。有关TPE的发生概率，AL-ALOUSI[31]在严格控制条件下对117例死亡案例的尸冷曲线进行研究，对脑、肝、直肠3个部位的温度进行持续监测，发现温度平台在直肠冷却曲线中的发生率为27%，躯干覆盖显著增加肝温平台的发生率，但对直肠温度平台的发生率无影响，认为温度平台是直肠这个测量部位所固有的，其发生率不受衣着及覆盖物影响。SMART等[30]对TPE的研究进行整理得出，TPE在尸体核心温度冷却曲线中的出现是随机不可预测的。TPE的持续时间也具有不确定性，其长短受个体差异、环境温度、衣着和覆盖物以及皮下脂肪厚度等诸多因素的影响，大多认为是死后最初约 3 h[28，30]，也有报道认为死后 5 h[32]、6 h[33]均属于下降缓慢期，HENSSGE的列线图则反映了与高环境温度相比，低环境温度的TPE持续时间短[34]。可见目前对于TPE尚缺乏统一认识，似乎与SMART的结论一致。这种不确定性制约着死亡时间估计，特别是死后初期的死亡时间估计。为了解决TPE的影响，SHAPIRO[35]发明了一个简单的推断死亡时间的“经验法则”（即死后尸温每小时下降1°左右，但需要在计算出的死亡时间上加3h的温度平台期）。显然这种笼统的处理对于死亡时间推断，尤其是死后初期的死亡时间推断是简单粗略的，直到MARSHALL和HOARE提出双指数数学模型来描述尸冷的“S”形曲线，该模型可以描述包括温度平台和后期尸冷缓慢阶段的整个尸冷曲线，以及在此基础上诞生的HENSSGE列线图法，已经算是研究史上的重大成功，但均无法很好地解决TPE的随机性和个案差异性。由此可以看出，对于TPE的认识还有待研究，通过对相似周围条件的数据进行分类研究似乎是解决这一问题的途径[30]。

KALISZAN等[36]近年对眼球温度进行了研究，先是对猪眼球的研究表明眼球温度冷却曲线未出现TPE，后又在人身上得到初步验证[37-38]。因此，眼球温度由于不存在TPE，有望在死后初期的死亡时间推断上成为利用肛温进行推断的有效补充。

3 初始体核温度

目前基于肛温的死亡时间推断方法是在假设初始温度为正常温度（通常为37.2℃）的前提下进行的。但实际上，初始温度会因体内外诸多因素的影响而升高或降低，进而导致死亡时间推断出现较大偏差。HUBIG等[18]指出，在基于模型的死亡时间估计中，初始直肠温度误差是推断不准确的主要原因之一，在死后初期的死亡时间估计误差中起主要作用，可见初始直肠温度在死亡时间估计中的重要性。能引起初始温度升高的原因可归纳为[21，30，39-42]：（1）体外热源，如日晒、尸体靠近或贴于热源，中暑死亡的也归为此类；（2）体温调节中枢病变，如颅脑损伤、脑桥出血、脑血管意外等；（3）内分泌系统紊乱，如甲亢、2型糖尿病、绝经期妇女激素改变等；（4）疾病状态，如感染、传染病、狂犬病、破伤风、恶性肿瘤等；（5）医疗行为，如药物、热疗、化疗等；（6）死因，如窒息、毒物、颅脑损伤死亡可以归为此类；（7）生理行为，如运动、劳累等；（8）心理因素，如焦虑。降低的原因可归纳为[37，39，43]：（1）内分泌系统紊乱，如垂体功能低下、甲状腺功能减退等；（2）消耗性疾病；（3）催眠镇静剂及毒品（海洛因）；（4）大出血。如此多的原因可能导致初始温度异常，为了使死亡时间推断更加准确，有必要对初始温度的改变进行判别与确定。如何辨别一个案例中是否有初始温度改变确有难度，因为尸体不一定在死亡短时间内就能被检测，也就观察不到温度的异常。某些原因（如体外热源、内分泌系统紊乱、疾病状态、医疗行为、生理行为及心理因素）可以通过案情调查获得一些信息，但在缺乏知情人等情况下死者身前状况经常是未知的。体温调节中枢病变则只能通过解剖或医疗检查来获知。失血、窒息、颅脑损伤等情况基本可以在现场获得较明确的信息。此外，各种原因导致初始温度改变的发生率及程度亦无明确认识，据报道，在744例暴力死亡案例中体温升高的占10.8%[40]，84例死亡案例中有18例出现体温升高，约占21%[41]。VOJTISEK等[42]通过统计认为死亡时体温升高的概率仍然不清楚，体温变化可能是不寻常和意想不到的。有学者[43]为了避免主观猜测而对初始温度模糊化处理。因此，对初始温度的认识还有待研究，有必要对各种能引起初始温度异常的原因进行分类研究。以上研究只是笼统地分析了初始温度升高的概率，或是限于案例数，不具备按原因进行分类统计的条件，仅DEMIERRE等[40]统计了自杀窒息中体温升高的发生率为5%。笔者认为，失血、机械性窒息、颅脑损伤在他杀案件中占了绝大部分，他杀案件对公安机关来说最需要确定死亡时间来辅助侦查。按照常理，大量失血可能在死亡时刻带走大量的热量，他杀中机械性窒息时四肢肌肉和胸廓的剧烈运动会增加产热，体温调节中枢的缺氧及损伤都有可能引起初始温度异常，对这一类原因与初始温度异常的关系进行深入研究对公安基层工作具有较高的实用价值。值得注意的是，一具尸体可能存在两种以上引起初始温度异常的原因。还有一些与初始温度有关的实用性研究，如HAEDRICH等[44]研究了电流对死后体温的影响，发现电流会引起肢体软组织的温度升高而不会使体核温度升高，因此基于温度的死亡时间推断方法可以用于电流原因致死的案例（如电击自杀、他杀或意外触电等）。

4 新的方法及思路

HENSSGE的列线图法是在MARSHALL和HOARE的双指数数学模型基础上建立的，这种模型称作实证数学模型，其优点是间接地囊括了影响尸冷过程的所有因素，缺点是只适用于与实验标准条件类似的环境条件[45]。有很多学者[17，44-45]用热流模型来研究尸温与死亡时间的关系。热流模型是基于热传递物理规律开发的计算机模拟模型，原则上可以适用于任何复杂的冷却条件。热流模型的不足在于难以解决人体复杂几何、初始温度场以及边界条件的热传方程。2005年MALL等[45]开发了人体三维热流有限元模型，该模型用有限元法解决了人体复杂几何、初始温度场以及边界条件的热传方程问题，使用MARSHALL和HOARE的实证数学模型来校准参数并对模型进行验证，获得成功。MALL等[46]通过实际案例具体介绍了有限元模型在非标准冷却条件和实际案例中的应用，描述了如何将标准有限元模型调整到案例的实际环境条件并估计死亡时间，该方法在所展示的案例中也显示出合理的结果。笔者认为，热流有限元法需要操作者具备较强的物理学基础和计算机能力，其本质是数字化模拟死后尸温变化的过程来推断死亡时间，前提是需要得到尸体本身及周围环境影响因素较明确的物理数据，并对死后经历有一定的了解。理论上，尸体死后经历越详细，模拟尸温变化就越接近真实，死亡时间也越接近真实时间，越能很好地印证嫌疑人供述。然而，若死后经历均已了解详细，也就弱化了死亡时间推断在侦查方面的作用。再者，热流有限元法也是在假设初始温度为正常肛温的前提下进行，依然会受初始温度的干扰。

此外，MALL等[29]提出，在案发现场环境温度和直肠温度未知的情况下，仅测量直肠温度也可以推断死亡时间。此方法的理论基础是体核与外界环境通过体壳而隔开，当外界环境温度突然变化后，由于体核与体壳的温度梯度再次建立需要时间，因此直肠温度下降速率和环境温度突然变化之前相似并保持一段时间，此时间即为时间窗，在时间窗内测量直肠温度得到的曲线可与已知标准曲线进行拟合而反推出死亡时间。该方法需要在现场对直肠温度进行持续一段时间的监测才能实现。

MUGGENTHALER等[41]提出了建立数据库的方法，通过在严格控制的环境条件下记录身体冷却过程，将所得的可靠数据和案件详细信息汇总到数据库中。在实际案例中将案件信息与数据库中已知信息作比对并检索出相似数据，给法医提供一个死亡时间的对比参考，数据库的信息量越大，效果越好。

HONJYO等[47]将尸僵、尸斑、角膜混浊与直肠温度一起进行多元回归分析来估计死亡时间，尽管尸僵、尸斑、角膜混浊的变化评估较为主观且差异较大，其研究证明了非基于温度的死后变化在死亡时间估计中的可行性。

阎立强等[48]基于牛顿冷却定律建立数学模型，试图通过两次体温测量来消除不同身体特质对尸温的影响。然而，该模型仅考虑了环境温度对尸温的影响，未考虑到停尸载体的影响，且未考虑温度平台的存在，由于尸温下降并非全程遵循牛顿冷却定律，因此该方法的有效性有待商榷。

诸多的报道丰富了死亡时间推断的方法学研究，热流有限元法与传统方法各有优缺点，其他方法及思路则是在传统方法基础上的补充与创新，实践中可给法医工作者以更多的选择和参考，如不同地区的法医可以参考MUGGENTHALER等[41]的报道在工作中积累建立本地区的数据库，为以后本地区案件的死亡时间推断提供参考。近年，有学者[49]提出基于大数据智能推断死亡时间的概念，指出未来的研究或许可以从建立多因素参与的推断模型、多方法多指标联合运用、人工智能运算3个方面着手。

5 总 结

尸体肛温推断死亡时间的研究在国外较多，起步也早，国内的研究相对较少，这与经济、社会发展及尸检制度差异有关。尽管如此，国内外学者均取得了可喜的成果，HENSSGE基于双指数数学模型的列线图法是研究史上的重大成功，国内学者也通过大量的案例数据推导出各自的回归方程。目前，肛温推断死亡时间的研究仍待深入，诸如平台期、初始体核温度等还有很多问题有待解决，对传统方法的认识和改进也在不断深入，方法学的研究也层出不穷，热流模型的应用有望给法庭提供更科学的证据，眼球温度因其在死后初期死亡时间推断上的优势有望成为肛温的有效补充。

对公安基层法医的日常工作来说，需进行早期死亡时间推断的案件占绝大部分[2]。死亡时间推断的作用主要体现在侦查方面，公安机关为了分析案件现场、确定案件性质、划定侦查范围及争取破案时间，需要一种简便、快速、准确的方法。利用肛温来推断死亡时间，由于其测量的无创性不会引起家属不满，且操作简便、快速，设备轻便，在现场就可以完成，符合公安人员工作的实际要求。因此，肛温推断法依然是当下公安人员工作中的首选方法。鉴定实践中，我们常以肛温为基础，综合尸斑、尸僵、角膜混浊、胃肠内容物消化程度等多方面综合推断死亡时间。

由于尸体冷却受环境因素（纬度、气候）、体型差异（有的地区人普遍高大壮硕，有的地区人普遍娇小）等体内外诸多因素的影响，不同国家甚至同一国家不同地区的影响因素或条件都会有所区别。基于数据来源地区的研究成果间接地囊括了当地所有的影响因素，也许在当地的符合率较高，应用到他处则可能出现较大偏差，这存在一个适用性问题。我国南北纬度跨度大，东西海拔及气候差异大，各地的季节划分也有区别，为了提高死亡时间推断精度，各地法医工作者应立足本地，基于本地数据探索本地区尸冷规律特点及适合于本地区的应用方法，势必会有较好的前景及应用价值。