《International Journal of Legal Medicine》:Skull fractures in forensic autopsies: phenomenology and possibilities of biomechanical reconstruction*
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颅骨骨折的评估是法医病理学家日常工作中的主要问题。由于致伤原因的不同以及撞击部位因个案而异,骨折类型呈现出极大的多样性。钝力与弹道创伤所致的骨损伤,须与热力所致损伤及锐器所致损伤相鉴别。本文从法医学实践的角度审视颅骨骨折的多种表现形式,旨在阐明创伤机制,进而有
颅骨骨折的评估是法医病理学家日常工作中的主要问题。由于致伤原因的不同以及撞击部位因个案而异,骨折类型呈现出极大的多样性。钝力与弹道创伤所致的骨损伤,须与热力所致损伤及锐器所致损伤相鉴别。本文从法医学实践的角度审视颅骨骨折的多种表现形式,旨在阐明创伤机制,进而有助于确定事件经过与死亡方式。本综述特别涉及颅穹窿部的放射状骨折(radiating fracture)、环形骨折(circular fracture)、分离性骨折(diastatic fracture)、凹陷性骨折(depressed fracture)、开放性骨折(compound fracture)及粉碎性骨折(comminuted fracture),以及颅底所见的特殊类型,如铰链骨折(hinge fracture)、环形骨折(ring fracture)、对冲骨折(contrecoup fracture)和刺入性损伤(impalement fracture)。文中以作者尸检材料中的示例照片对形态学表现加以说明。讨论主要聚焦于可从骨折形态与部位得出的可能结论,这些结论能使鉴定人员得以重建致伤性创伤。
论文主体内容总结
低速撞击中的骨折类型
线性骨折是颅穹窿和/或颅底在外力作用下发生的直线或微弯曲的骨分离。单一钝性撞击头部某一局限区域后,可出现一条或多条裂纹;后者通常自撞击部位向外放射状延伸,撞击部位通常有相应的头皮损伤(擦伤、挫伤、裂伤)作为标志。致伤方式既可以是宽面工具击打,也可以是头部撞击坚硬表面(如跌倒或交通事故)。为便于理解骨折形成机制,人类颅骨常被比作地球仪,具有纬线和经线网络。钝力撞击穹窿状颅盖时,骨变形伴随纬线方向延长及随之产生的拉应力,促进一条或多条线性骨折的发生。撞击点处颅骨被压平/凹陷,而周边区域向外弯曲,该处骨组织承受牵拉力;骨折自这些外凸部位向撞击区延伸,同时也向相反方向延伸。实验研究显示,裂纹形成的起点通常位于力作用点的外周区域。Kratter于1919年首次描述了跌倒致头部损伤撞击部位的分界线,此后Walcher提出了与帽檐线(hat brim line,HBL)规则相关的内容:根据该规则,若从站立位跌倒至地面,跌倒相关的撞击部位不应位于帽檐线以上。该规则不适用于高处坠落(包括从楼梯坠落)或交通事故。在致命性站立位跌倒中,约三分之二的受害者发生颅骨骨折,多为单一线性骨折,其中高比例受害者处于酒精影响之下。线性骨折可伴有硬膜外(硬膜外)血肿,最常见于颞部及邻近顶区,此处脑膜中动脉分支走行于相应骨沟内。在儿童和青年中,只要颅缝尚未融合,线性骨折往往沿颅缝走行。在颅骨严重变形的钝性头部创伤中,放射状裂纹之后可能出现附加的弯曲骨折,其典型走向与线性骨折垂直并环绕力作用区域。线性骨折与环形弯曲骨折并存形成蛛网状形态。多数线性骨折纵行、斜行或横向穿过颅底。枕部着地跌倒的常见情形中,骨折常经后颅窝走行,可止于枕骨大孔附近,或延伸至中颅窝和前颅窝。前颅底骨折常累及额窦、筛板、筛窦气房和眶顶。累及颞骨的骨折可导致耳出血或脑脊液耳漏。经蝶窦的骨折是出血的常见来源,尤其当受害者意识丧失时,因与鼻咽部相通可导致创伤后血液误吸。斜坡和蝶窦骨折时,基底动脉可能被卡压、夹层或闭塞。若气体进入撕裂的硬脑膜静脉窦,可预期发生静脉空气栓塞。伴有硬脑膜撕裂的骨折有较高的颅内感染风险。关于颅骨骨折的发生频率,一项对296例致命性头部创伤的分析显示,穹窿骨折占75.7%,颅底骨折占91.9%。尸体CT(post-mortem computed tomography,PMCT)对颅底骨折检出的敏感度为0.87,对穹窿骨折为0.89。除锤子等常见击打工具外,玻璃瓶也常被用于斗殴中,此类器具击打可能超过人颅骨的最小骨折阈值。
一种特殊类型的骨折横向穿过颅底,自一侧至另一侧,恰好位于颞骨岩部前方并越过垂体窝及邻近蝶窦,将后颅窝与中、前颅窝分离。该损伤常被称为“铰链骨折”,因尸检锯开颅盖后颅底前后两半可独立活动。铰链骨折可由颅侧方单侧撞击(如前座汽车乘员撞击B柱)或颅骨侧向挤压所致。另一值得注意的骨折类型主要位于后颅窝,环绕枕骨大孔,因其形态被称为“环形骨折”。致伤力作用于远离骨折部位之处,间接作用于颅底。其机制主要有两种:一是上颈椎嵌入颅腔(如高处坠落足部或臀部着地所致轴向压缩),二是颅颈交界处受到牵拉(如高速碰撞中惯性力引起脊柱与头部相对运动)。在致命性交通事故中,环形骨折可见于佩戴安全带者、骑自行车者和摩托车骑手,当躯干突然减速而头部继续向前运动时。其他可能的创伤机制包括头部被强力向对侧肩部弯曲以及安全气囊在乘客位置不当的情况下展开。
钝性头部创伤中,撞击区域可通过头皮挫伤从外部检测到,多伴有擦伤。若皮肤裂伤与下方颅骨和硬脑膜损伤邻近,则称为开放性或复合性骨折,存在深部感染继发脑膜炎的风险。一种特殊变体是上抬型颅骨骨折,骨片移位至完整骨面水平以上,可由袭击中初始击打穿透颅穹窿并在拔出时将骨折部分向外抬起所致。与头皮撞击伤空间对应处,颅盖可显示骨挫伤,即板障海绵骨内的血肿,可通过透照法显示。与简单断裂不同,粉碎性骨折以存在两个以上骨碎片为特征,系高能量撞击在钝力作用部位产生压碎效应所致。从颅盖碎裂的骨片可向内移位压迫脑组织(“凹陷性骨折”)。小面积骨凹陷通常由具有相似大小和形状击打面的物体造成(如锤头、扳手等刃状工具或手枪握把)。若侵入工具带有颜色或污物,断裂边缘可能留有相应痕迹。在特殊情况下,踢击头部也可造成凹陷性颅骨骨折。对于接受神经外科手术的创伤受害者,可根据术前CT扫描重建原始骨折形态。近年来,开发了个体特异性有限元(finite element,FE)头部模型以预测真实事故中的颅骨骨折,模拟骨折线与尸检CT及尸检所见进行比较。CT扫描可用于制作反映钝性撞击创伤的颅骨模型,此类替代模型可提供骨折形态的三维印象并适合在法庭上展示。在某些情况下,外板上的整齐骨缺损可再现撞击部件的外形,尽管尺寸可能有所差异。倾斜击打头部可造成深度不等的骨凹陷,外板呈同心圆状弧形阶梯向最低点下降,此形态被称为阶梯状骨折。有时凹陷性骨折仅限于颅骨外板或较少见的内板。除钝力撞击外,颅骨还可被斧、剑、砍刀和切肉刀等锐器损伤。用力砍击颅盖可造成所谓的砍创,其特征为线性切迹和/或骨的完全离断,与相应头皮砍痕一致。砍创中常见附加发现为边缘崩裂,即骨缘崩落一块骨片。有时工具刀刃碎片可嵌于劈裂骨折内。在袭击中,斧头和手斧既可作砍切工具也可作钝器使用。一种特殊的颅穹窿损伤由俗称“角磨机”的电动工具造成,可部分或完全离断骨性结构。
刺入性损伤是一种特殊类型的穿透性创伤,可能累及颅腔,若皮肤伤口远离颅腔入口则存在诊断陷阱的风险。面部刺入可作为典型例证:棒状物体和木棍偶经眶部进入,眶部是低速异物的易入途径。一个不常见的入口部位是下颌区,伤道可向上穿过颅底并将骨片从中颅窝移位。对冲骨折(contrecoup fracture)发生在前颅窝,典型见于钝性头部创伤后跌倒(常为站立位高度),撞击部位在枕部或较少见在颞部。骨损伤为位于薄弱的眶顶或筛骨筛板的单发或多发裂隙。骨片可如帐篷样抬起并移位至颅腔方向,附着硬脑膜常沿骨折撕裂。短期存活者可出现“浣熊眼”征象。前颅底对冲骨折通常伴有邻近额叶脑挫伤。与此类似,以Geserick命名的眶内壁和眶底间接骨折亦归因于对冲机制。相反,眶爆裂性骨折(blowout fracture)发生于钝力直接作用于眼眶时,多累及眶底或内侧壁,可导致眶内容物疝出。
颅骨骨折的先后顺序可通过Puppe规则确定,该规则指出第二次骨折止于先前已存在的骨折处。这一原理不仅适用于扁骨,也适用于玻璃板及类似的固体物体。Puppe规则的可能例外包括:颅骨骨折可穿过陈旧且已重塑的颅骨切开术部位以及新鲜的钻孔。长期存活后颅骨骨折的外观与管状骨不同:管状骨以继发性愈合为主,主要基于软骨内成骨伴骨痂形成和骨重塑;而颅骨骨折尤其是线性骨折的愈合过程常需数月,通常无需手术。创伤后存活时间的评估以确定颅骨骨折的推断存在诸多不确定性,多数作者大致区分生前、濒死期和死后损伤。若颅骨骨折存活足够长时间,断裂边缘变得圆钝,骨碎片间最初的间隙可由结缔组织桥接。总体而言,颅骨损伤的愈合表现较创伤后存活时间所预期者更不成熟和不充分。新生儿颅骨骨折构成特殊类别。头颅血肿是位于颅骨与其骨膜之间的积血,局限于颅盖单块骨上方区域,常见原因为产程延长或器械助产。出血可伴有阴道分娩过程中头部变形所致的下方骨板线性骨折。多数此类骨折为线性,而凹陷型主要见于应用产科器械操作时。真空吸引分娩后,可能的损伤包括环形骨折和/或外板隆起以及帽状腱膜下和骨内血肿。在疑似虐童案件中,各骨折类型的诊断意义及其与意外损伤的鉴别是关注焦点。在受虐和非受虐受害者中,线性裂纹均为最常见的骨折类型。没有任何一种骨折可单独证明虐待性成因。多发性和双侧颅骨损伤、跨越颅缝的骨折以及病史不符有助于诊断虐待。另一方面,必须牢记从桌高等高度跌落的每一次跌倒均可能导致颅骨骨折。在严重烧毁尸体中,先前未受伤的颅骨可见骨折作为死后现象。由于头部长时间受热暴露,颅盖扁骨变脆并随后破裂或爆裂成碎片,此过程因颅腔内蒸汽压力而加剧。相反,即使尸体被火严重毁坏,颅底也不显示热相关裂纹。在罕见情况下,烧焦或煅烧的骨骼可显示生前创伤所致的缺损,如子弹或屠宰枪 captive bolt 所致的圆形孔洞。Mata Tutor等人提出了一套适用于热致骨折与锐力创伤形态学鉴别的特征性标准。死后骨损伤的可能原因仅简要提及:如暴露于捕食者或啮齿动物以及骨骼遗骸提取过程中的损伤。
创伤弹道学
只要可能,枪弹相关损伤应与邻近软组织(即头皮、骨膜、脑膜和脑组织)一并评估。这一程序通常使检查者能够就损伤类型、射入口和射出口(如有)、以及可能的射击距离和个别射击的其他方面做出正确诊断。仅观察颅骨所见会增加误判风险,尤其在形态不典型的案件中。原则上,需区分弹丸直接作用所致的骨损伤与远离撞击点的继发性骨折。后者多由颅骨密闭空间内临时空腔(temporary cavity,TC)形成所致的压力升高引起。对头部模型试验射击的视频记录已证明远离原发弹孔的颅骨骨折的发展过程,显示自射入口放射的裂纹在弹丸穿透骨组织后出现,骨随后向外膨出并爆裂。放射状骨折快速扩展,可在弹丸之前到达颅骨对侧。在造成足够持续的高颅内压的射击中,附加弯曲骨折可垂直于放射状裂纹走行,形成球状骨折系统。对手枪和小口径低速步枪所致致命性头部射击的调查显示,远离弹丸撞击部位的颅底骨折频繁出现,尤其在前颅窝(82%的病例)。在年轻受害者中,枪弹相关骨折可进入并增宽尚未融合的颅缝。交叉骨折的空间排列有助于确定射击方向,当射入口和射出口不显示区别性特征时。根据Puppe规则,在头部多处射击的受害者中,第二次命中产生的线性骨折在到达较早一次射击所致骨折处时终止。在扁骨中,具有内斜面(internal bevelling)的圆形孔通常指示射入口。相反,射出口的特征是骨缺损向外斜面(outward bevel)。因此,锥形弹孔有助于确定射击方向。在纸样薄板(眶顶、颞鳞部)中,由于骨厚度不足,漏斗状扩大可能不出现。