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探析生物電阻抗在法醫(yī)學(xué)中應(yīng)用
摘要: 目的 利用生物電阻抗技術(shù)測量尸體組織的電阻抗的死后變化，與死后經(jīng)過時(shí)間的內(nèi)在變化關(guān)系，試圖尋找一種簡便、準(zhǔn)確可靠推斷死后經(jīng)過時(shí)間的新方法。方法 用阻抗測量儀測量大鼠全身多處、牛骨骼肌、豬肝臟組織不同死后經(jīng)過時(shí)間的電阻抗。結(jié)果 大鼠軀體組織的電阻抗、牛骨骼肌和豬肝臟組織電阻抗隨著死后經(jīng)過時(shí)間的延長存在規(guī)律性變化。有望推斷人體死后經(jīng)過的時(shí)間。關(guān)鍵詞: 法醫(yī)病理學(xué) 死后經(jīng)過時(shí)間 生物電阻抗
死亡時(shí)間推斷指從死亡發(fā)生到發(fā)現(xiàn)或檢查尸體時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，又稱死后間隔時(shí)間。是法醫(yī)工作的一個(gè)重要方面，也是工作中的難點(diǎn)。目前用于推斷死亡時(shí)間的各種指標(biāo)中，仍沒有一個(gè)理想的簡便的易于操作的價(jià)格低廉的指標(biāo)用于死亡時(shí)間的推斷，所以急待發(fā)現(xiàn)新的指標(biāo)推斷死亡時(shí)間。更簡便實(shí)用應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)的實(shí)踐，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)大鼠尸體組織及軀干階段的電阻抗及豬肝臟組織、牛骨骼肌電阻抗值隨著死亡時(shí)間的延長存在規(guī)律性變化，本文對(duì)這方面的研究成果加以綜述。
生物電阻抗技術(shù)的概念
生物電阻抗技術(shù)(bioelectrical impedance technic)是利用生物組織及器官的電學(xué)特性及其變化來提取人體生物體內(nèi)生理、病理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的一種無損傷的檢測技術(shù)。它通常是借助置于生物組織表面的驅(qū)動(dòng)電極向檢測對(duì)象送入一微小的交變電流(或電壓)信號(hào)，同時(shí)，通過測量電極測量組織表面的電壓(電流)信號(hào)，計(jì)算出相應(yīng)電阻抗，然后根據(jù)不同的應(yīng)用目的，獲取相關(guān)的生理和病理信息[1-3]這種技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，如利用生物組織電阻抗技術(shù)測定阻抗血流圖、人體阻抗成像、人體成分測量；心、腎、腦等臟器的循環(huán)功能監(jiān)測及疾病的診斷[4-8]這種技術(shù)具有無創(chuàng)、無害、廉價(jià)、操作簡單和功能信息豐富等特點(diǎn)，因而在法醫(yī)工作中有廣大的應(yīng)用前景；南非學(xué)者Querido等[9]1992年首先將生物電阻抗技術(shù)應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)推斷死后時(shí)間研究, 本文將從尸體組織電阻抗相對(duì)于死后時(shí)間的關(guān)系研究方面進(jìn)行綜述。
大鼠軀干、胸部、腹部皮膚、頭皮、皮下肌肉等處不同死后經(jīng)過時(shí)間的電阻抗變化
1) 大鼠完整軀干、胸部及腹部皮膚電阻的死后變化：Querido D．等[10]人檢測大鼠完整軀干、 胸部、腹部直流電阻的死后變化，條件溫度控制為9.0±1.5℃，對(duì)儀器也做了些改進(jìn)，選擇了8只大鼠完整的軀干、胸腹部的肌肉組織，主要由骨骼肌組成，電極保留21天不動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中選擇死后時(shí)間間隔分別為1h、2d、3d、21d，胸部電阻1h、3d、21d分別為174±27、333±36、173±33Ω，軀干部電阻1h、2d、21d分別為337±31、567±46、294±39Ω，腹部電阻1h、1d、21d分別為163±22、254±33、121±19Ω，通過數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)這些部位的電阻值呈現(xiàn)先線性上升后線性下降的趨勢。
2) 大鼠腹部皮褶、頭皮阻抗的死后變化：Querido D.等[10]人取8只大鼠，恒溫箱溫度設(shè)為(9.0±1.5℃)，交流電激勵(lì)頻率為1KHz,測量死后大鼠腹部皮褶電阻抗變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)8只大鼠皮褶阻抗表現(xiàn)相似的變化規(guī)律，死后1h、24、48、72、96、120h的電阻抗值分別為157±18.0、238.9±25.2、256.3±27.4、268.9±29.9、279.5±31.7、283.2±32.5Ω,大鼠腹部皮褶阻抗逐漸下降，與死亡時(shí)間(h)的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，這個(gè)結(jié)果提示死后大鼠腹部皮褶阻抗可能作為最有用的推斷死亡時(shí)間的阻抗指標(biāo)之一；Querido D.等人還對(duì)8只大鼠頭皮的交流電時(shí)阻抗進(jìn)行了測量，交流電激勵(lì)頻率為1KHz，結(jié)過顯示死后1-24h內(nèi)大鼠頭皮阻抗變化最大，24h-144h內(nèi)大鼠頭皮阻抗與時(shí)間呈雙峰曲線變化，提示大鼠頭皮阻抗可能不適合作為推斷死亡時(shí)間的指標(biāo)。
3) 大鼠皮下肌肉組織電阻抗測量，分析肌肉組織電阻抗和死亡時(shí)間之間的內(nèi)在聯(lián)系；國內(nèi)學(xué)者趙小紅等[11]人利用華中科技大學(xué)研制的四電極生物阻抗測量儀選取20只成年大白鼠為研究對(duì)象，隨機(jī)分成四組，并且選定四個(gè)不同的測量的溫度（9℃，14℃，16℃，20℃），設(shè)定每隔3h記錄一次電阻數(shù)據(jù)值，然后對(duì)所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)電阻抗值和死亡時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行曲線擬合，計(jì)算相關(guān)系數(shù)；結(jié)果顯示所有的大鼠皮下肌肉組織電阻抗呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，即死亡初期1～4天電阻抗幅值迅速上升，達(dá)峰后隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢，最終趨于平坦；同時(shí)也發(fā)現(xiàn)溫度越高，生物電阻抗值上升和下降的速度也越快。
牛宰后骨骼肌生物電阻抗隨死亡時(shí)間的變化
劉慧燕等[13]學(xué)者采用四導(dǎo)聯(lián)的生物阻抗測量儀，試驗(yàn)變頻范圍設(shè)定為5KHZ-200KHZ,通過RS232串口線與計(jì)算機(jī)相連接，試驗(yàn)中隨機(jī)采取15頭牛作為樣品，分為兩個(gè)組，每頭牛取樣品10份，除了當(dāng)天測定的樣品外，其余9份分樣真空包裝，當(dāng)天測定的樣品立即測定(放血到測定大概需要3個(gè)小時(shí))生物電阻抗值、PH值，以后每24小時(shí)取樣測定以上指標(biāo)，對(duì)測定出的結(jié)果進(jìn)行分析，分析宰后牛骨骼肌生物電阻抗隨時(shí)間的變化趨勢。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，牛宰后初期，僵直化開始建立，生物電阻抗迅速上升，頻率在5、10、20KHZ時(shí)，阻抗值第二天最高，第三天隨時(shí)間的推移呈線形下降趨勢，最終趨于平坦。頻率大于40KHZ時(shí)，第三天生物電阻抗值最高，第四天開始生物電阻抗值變化緩慢。頻率在5、10、20KHZ時(shí)，阻抗值第二天最高，這與電流信號(hào)較弱和僵直過程細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列生理生化反應(yīng)有密切的關(guān)系。
生物電阻抗值變化的影響因素
溫度：
環(huán)境溫度是影響電阻抗幅值最主要的參數(shù)之一，生物電阻抗與死亡關(guān)系其實(shí)質(zhì)是反映尸冷和自溶的聯(lián)合作用。趙小紅等[12]人取Wi
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