虚拟解剖在法医学中的应用

谢 杨，胡晓飞，李 阳

（1.北京铁路公安局 石家庄公安处，河北 石家庄050000；2.石家庄市公安局 刑警支队，河北 石家庄050000）

瑞士伯恩大学研究所的Thali博士团队在20世纪末最先提出虚拟解剖技术的观点，进行研究并形成了理论系统。“虚拟解剖”是法医在尸体检验过程中借助影像学检查的手段，创造了一种全新的工作思路，即在不损伤尸体完整性的前提下，完成法医病理尸检的部分工作。采用数字成像技术（计算机断层扫描技术和核磁共振成像技术）获取尸体的数字数据，进而建立完整的立体图像；根据图像中骨骼、脏器、软组织等的不同影像学表现分析判断，为后期检验鉴定提供更加直观的证据。目前虚拟解剖技术包括3D 摄影、光学三维表面扫描、计算机断层扫描（CT）和核磁共振成像（MRI）等。

一、虚拟解剖技术在法医病理学实践中的应用现状

这种独具特色的新型解剖技术自诞生以来，就受到法医学界高度的关注与重视，在法医学多个领域进行了探索性研究。此项技术目前已成为法医病理学的研究热点，并通过研究取得了一定的科研成果。郑剑等运用CT、MSCT 平扫、三维重建技术，结合法医病理学尸体解剖检验，通过对10例机械性致死案例的对比研究，在国内利用影像学技术进行尸体检验领域开了先河。

我们也在致力于虚拟解剖技术的研究与应用，近两年来，使用CT（安科牌ANATOM16X 射线计算机体层摄影系统）对44例死亡案（事）件进行虚拟解剖检验，并与大体解剖检验的结果进行比较。案（事）件涉及交通事故、爆炸伤致死、自身疾病死亡、暴力损伤致死等多种类型。其中，冠心病及其他疾病异常状态9例，可见冠脉、基底动脉及胸腹主动脉的钙化狭窄，有些改变虽不是死因，但可作为个体死亡的潜在危险因素；锐器致大失血死亡6例，可通过CT 观察创道及积血情况；溺死5 例，对认知脏器的整体形态、与毗邻器官的联系，脏器的瘀血水肿状态，均有着积极的作用；骨折11例，对于发现隐匿部位的骨折和骨折内固定物有着绝对的优势；爆炸案件4例，检出体内爆炸抛射物3例，直接明确死亡原因及机制。

通过对上述案例的分析，我们发现虚拟解剖技术在隐匿性骨折、脏器损伤、爆炸抛出物及爆炸致内脏损伤的检验及个体识别等方面均发挥了较大的作用。虚拟解剖相较大体解剖对损伤发现率较高，具有一定的指向性作用，可以使大体解剖更加具有针对性。针对现有研究数据，我们对涉及颅脑损伤和骨折案件进行了详细的数据统计比对（见表1、表2）。

表1 11例骨折案例两种手段检验结果比对表

（一）骨折的检验

虚拟解剖技术在骨折案例检验中具有独特的优势，3D成像技术能够在不破坏损伤原始位置的情况下显示骨折的具体情况并进行重建和分析，避免了检验过程中因碎骨片的移位而影响分析，为推断致伤过程和致伤机制提供了直接依据，这是传统的大体解剖无法比拟的。

交通事故中卧位碾压与站立位撞击所致腿部骨折，骨折形态是有明显区别的。应用虚拟解剖技术检验骨折形态，以此来判断发生交通事故时人员的体位状态，从而确定被鉴定对象受伤时的自主行动能力；而常规解剖有可能破坏骨折原始状态，且不一定能够清晰地反映骨折形态，影响致伤过程、致伤机制的分析。颅骨骨折为法医尸体检验中的常见损伤，虚拟解剖技术不需要锯开颅骨，可以避免开颅检验时造成二次损伤，骨折线相混淆，影响致伤物判断及击打顺序的分析。机械性窒息案件中，我们在取出舌骨及甲状软骨时可能造成舌骨大角、甲状软骨上角的人为骨折，虚拟解剖技术可以很好地解决此项问题。我们在多个案例中应用此项技术对骨折进行了检验。

2018 年4 月7 日，我市孙某某在某建筑工地宿舍被人打伤头部死亡。此案例我们首先进行了CT检验，发现颅内积气（见图1、图2）及颅骨骨折（见图2），为下一步解剖检验指明了重点检验部位，通过详细检验最终确定死亡原因为钝性外力致颅脑损伤死亡。

我们对近两年积累的骨折案例进行了分析汇总（见表1）。胸骨、肋骨骨折2 例，其中1 例常规大体解剖没有阳性发现，该案例为后肋骨折，位置较隐匿，不易发现。颅骨骨折案例11 例，5 例常规大体解剖未能及时发现骨折部位，其骨折集中在颅底、枕部及颞骨岩部，分析原因是损伤位置在常规解剖时不易观察而未被发现。由此可见，虚拟解剖对于位置较为隐匿的骨折检验较大体解剖有明显的优势。

图1 颅内积气

图2 颅骨骨折

（二）体内气体及血肿的检验

虚拟解剖应用3D成像技术，无创的显示出气体栓塞、皮下气肿的分布及体积，在不破坏检材的同时可多次检验，为此类案件的鉴定提供了稳定、客观的依据。例如在缢死人员的检验鉴定中，虚拟解剖技术可以发现其皮下气肿，对鉴定结论提供证据支持。传统的解剖可能影响气肿观察，使证据湮灭。国外Helliwig 就曾通过应用MSCT 精确地定位四个月大死婴右下肢静脉的空气栓塞，进而解决了一起医疗纠纷［1］。

2019年5月29日，某办公楼东侧发现一名刚出生的婴儿高坠死亡。我们应用CT 扫描技术对新生儿呼吸系统及消化系统进行观察，检验发现其胃内（见图3）及肠道内（见图4）均有气体存在，证明婴儿并非死胎，而是存活一定时间后死亡，为案件的定性起到关键性的作用。如若应用传统大体解剖技术，则需经过系统解剖，并进行胃肠浮扬实验后，才能确定胎儿是否为活胎。

图3 胃内气体

图4 肠道内气体

（三）脏器、脊髓、血管等组织的检验

MSCT和MRI技术对于脏器、脊髓、血管等的检验可以立体、直观地显示出组织水肿、出血、撕裂等损伤改变。如2018年8月31日，庞某某军训一天后于宿舍内猝死。CT扫描显示心界明显增大，呈靴形心表现（见图5），提示庞某某生前患有心源性疾患，随后又排除外伤、窒息、中毒及脑出血等常见死因，虽尚未进行组织病理学解剖检验，但可以推定死者患有心血管系统疾病，最终确定死因为心源性猝死。该案例中死者为青少年儿童，如若进行解剖确定死因，家属情感上不易接受，借助虚拟解剖完美地解决了这一问题。

图5 心影偏大

我们对近两年12 例颅脑损伤案件数据进行分析汇总，除去颅骨骨折，在其他损伤的检验方面两种方法无显著差异（见表2）。需要指出的是，对于蛛网膜下腔出血和薄层血肿的检验，大体解剖直视下更加直观，虚拟解剖有假阳性的可能，如个体死亡后血液在矢状窦等腔隙坠积，易被误认为是蛛网膜下腔出血，实际应用中需要特别注意。

表2 12例头部损伤案例两种方法检验结果比对表

虚拟解剖技术对血管病变的检测，具有直观、真实的特点，对后续的解剖工作具有指向性意义。CT扫描可清晰地显示出血管内的斑块，提示可能的死亡原因、重点解剖及病理切片部位。2018 年5 月13日，张某某在省二院门诊楼5楼被人殴打，经民警调解后回家，五十分钟后在家中晕倒，经120 急救，转院抢救无效死亡。通过CT 扫描观察到死者腹主动脉斑块形成（见图6），提示张某某血管情况欠佳；又观察到死者冠状动脉亦可能有斑块形成。通过解剖检验发现，其冠状动脉Ⅳ级硬化，冠状动脉可见血管内钙盐沉积。病理切片镜下观察示片状心肌纤维断裂，灶性心肌纤维化（见图7）。综合分析确定死因为冠心病急性发作，轻微外力、情绪激动等为诱发因素。此案例中虚拟解剖、大体解剖及病理学检验完美结合，虚拟解剖为后续工作提供了重点方向，大体解剖和病理学检验又在直观上给予了证据支持，做到了结果相互印证。

图6 腹主动脉斑块

图7 冠脉狭窄病理镜下表现

（四）个体识别的检验

传统法医学可以通过检验DNA、指纹、牙科记录等方法进行身份识别，但在群体性灾难事件中，尸体毁损程度较重，传统方法大打折扣，此时可应用虚拟解剖技术，将不明身份尸体的X 线成像与可疑失踪者的生前X 线片进行对比，若有同样的特异性改变，即可进行同一认定或身份印证。现今很多内固定及人工关节技术广泛应用（如骨折修复的螺钉、钢板、种植牙固定物等外源性材料），这些技术均可在尸体上发现相关材料，帮助确定死者身份。当死者留有癌症、手术史等相关医学资料时，可依据虚拟解剖发现的脏器完整性及病理性改变进行身份的印证。伴随检验技术的发展，我们可以通过MSCT对尸体的表面及组织结构特征进行检验，与其生前医学记录进行比对，帮助进行身份识别［2-3］。

2018年10月30日，某派出所接群众报警称，发现一名男子躺卧在某饭店门口公路上，120 送至县医院进行救治，于2019 年3 月3 日在某医院内死亡。通过CT 扫描发现死者左股骨骨折钢板内固定（见图8），并在后期解剖中重点寻找（见图9），若无前期影像学指明方向，势必会造成遗漏。我们在钢板上发现了编号，从此处进行钢板唯一性标志的识别，对后期未知名尸体身份的查找提供了新的思路。

图8 骨折内固定物三维重建影像

图9 解剖见内固定物

（五）枪弹伤及爆炸伤的检验

虚拟解剖技术在枪弹类及爆炸类损伤检验中也可以进行应用。2002年，Thali等研究人员通过利用高速照相及螺旋CT 技术对人造颅骨模拟枪弹创损伤，建立模型并进行研究，研究结论与传统解剖所见完全相同，且检验过程中并未造成任何损伤［4］。2003 年，Thali 等人又在10 例头颅枪弹创的案例实践中应用了此项技术，获得良好的效果［5］。

2018年4月22日，某公司员工陈某驾驶叉车运输铁架过程中，行驶至某车间时，叉车车座下方发生爆炸，陈某被炸伤，经医院抢救无效死亡。CT 扫描检测，显示左大腿及会阴部有多个金属异物（见图10、11），进而明确致伤机制。在后期解剖过程中，对照相应部位精准提取出相应碎片备检（见图12）。虚拟解剖技术在此案例中起到指向性作用，精确提供了体内留存抛射物数目及位置，避免盲目解剖寻找。另有3 例爆炸案件应用虚拟解剖，观察到了明确的脏器损伤和抛射物碎片，直接明确致伤机制和死亡原因，避免后期解剖检验，更易于与家属沟通，取得了良好的社会效果。

图10 体内抛射物

图11 抛射物定位

图12 解剖提取抛射物

（六）腐败尸体的检验

通过系统解剖评估腐败尸体的颅脑损伤情况十分困难，尤其是脑实质的损伤，很大程度会丢失细节改变。在大脑腐败过程中，脑组织呈泥状改变（又称瑞士干酪脑），当腐败气体产生时，游离气体类似于颅内积气。需要先行排除颅脑损伤，方可排除颅内积气。而通过影像学的方法，则有助于发现这些阳性改变。

2016年4月23日，某市辖区某车站招待所内一男性旅客死亡，因无法核实身份，尸体一直冷冻保存无法处理。两年后找到家属，家属要求进行解剖检验明确死因，此时尸体已有腐败的征象。根据尸体检验所见，死者脑组织呈豆渣状，CT下观察到广泛性脑实质内出血（见图13），结合组织病理学检查结果，分析死者符合自发性脑出血造成死亡。如果没有虚拟解剖技术，由于脑实质腐败存在，则内出血情况很大可能无法观察到，进而增加确定死因的难度。

图13 脑实质内出血

二、虚拟解剖与传统解剖比较的优势

第一，传统法医病理学解剖是一种有损的检验过程，这种方式对于家属来说，情感上难以接受；虚拟解剖通过无创或者微创的检验，在一定条件下，可以很好地解决这一矛盾［6］。例如前述学生庞某某死亡案、爆炸案等，便是利用虚拟解剖技术，解决了这一矛盾。

第二，传统大体解剖的尸检结果有很强的主观性。虚拟解剖技术采用影像技术对尸体进行扫描，得到数字信息并建立立体图像，而且这些数据可以远程传输进行专家会诊，更具有客观性及公正性。3D成像技术的发展及应用，更赋予了虚拟解剖与传统解剖相同的识别能力，并可以在法庭上提供更直观的视觉证据［7］。更容易被非医学专业人员理解和接受。

第三，传统的大体解剖在检验完成之后，绝大部分尸体会焚化处理，证据灭失。而虚拟解剖的影像学数据可以永久保存，可以不受限制地进行多次复检，利于证据数字化保存。特别是对未知名尸体案件，若干年后找到家属，如若家属提出异议，客观证据的流失导致无法进行准确检验，缺少说服力。如前述2016 年4 月23 日某火车站招待所一男性死亡。两年后找到家属，家属要求明确死因，尸体虽然冷冻保存，但已显示腐败征象，很难通过传统的大体解剖确定死因。

第四，传统的大体解剖存在传染疾病的风险，部分尸体是携带有病原体的，法医工作者直接暴露，存在极大的感染风险。虚拟解剖技术避免直接暴露的风险，规避了这一问题。

第五，传统的大体解剖有一定的破坏性和盲目性。传统解剖技术，对检验的结果及检验的重点在一定程度上处于事先属未知状态（通过对案事件的调查了解、体表损伤的检验，可以做到解剖前对死因的预估，但往往因为工作经验及尸体个体差异产生偏差影响）。类似于临床检验中的手术探查，没有解剖重点，而且解剖过程中还有可能造成二次损伤，与原有的损伤混淆，造成干扰或遗漏，增加鉴定难度。而通过虚拟解剖初步检验，最大程度的发现阳性指标，根据这些阳性指标提示，确定检验重点，在大体解剖时可以有针对性地重点探查，减少系统解剖的工作量。我们接触的许多案件中虚拟解剖技术均起到了指向性作用，指明重点部位，避免遗漏。如前文爆炸案件，死者爆炸损伤在医院已进行伤口缝合处理，正因我们及时进行了虚拟解剖检验，有效的提示我们损伤的方式，进而避免案件定性出现偏差。

第六，虚拟解剖具有的科学性和原位性，是传统大体解剖无法比拟的。其保持了原有的组织断裂、破碎，尸体脏器的空间位置关系，避免了解剖过程对尸体造成的二次损伤；提供了客观数据并可三维记录。为“复杂身体部位”（如面部、颈部、骨盆、关节）的检验提供更多的检验方法。在骨折案例中能够清晰地反映出骨折的原位状况，在创道损伤（如枪弹创、刺创）案例的检验鉴定中可以立体的分析致伤物的运行轨迹［8］。虚拟解剖技术可以在无损的情况下，通过对骨折原始形态、损伤情况分析致伤机制，有效保证了法医检验结果的客观真实性和准确性［9］。

三、虚拟解剖与传统解剖比较的劣势

一是虚拟解剖仪器设备价格高昂，操作人员需要经专门的培训，需要建立专门的检验场所进行放射性检查；而且对于影像学结果的解读也考验着工作者的知识和能力。这些对于基层单位难度极大，限制了虚拟解剖技术的推广。

二是虚拟解剖技术无法替代组织病理学及毒物检验功能。这两项检验均需依托于传统的大体解剖进行组织器官的部分提取。学者Aghayev曾提出可以通过CT 引导下的微创解剖技术解决这一问题，他将此种技术称作“虚拟组织学”（即利用影像学技术、在最小侵入的情况下解决细胞水平问题）。其优点体现在，通过CT 引导下的穿刺取样，可以将对尸体的损坏降到最低。虚拟组织学的推广应用则很大程度上依赖于显微CT、MRI的进一步发展［10］。

三是CT 和MRI 技术在法医学检验中，仍存在一定的局限性。死后CT 检查无法完全评估重要的生命反应，没有器官颜色的显影，部分损伤无法区分生前伤还是死后伤或是正常的死后尸体变化。例如，溺亡类的法医学鉴定中，CT 检查无法检测硅藻等物质；对于蛛网膜下腔出血及薄层血肿可能有假阳性的风险，无法对死因分析提供有力的支持。