定量创伤弹道分析：CT 技术助力探究明胶头部模型中弹效果

《Forensic Science, Medicine and Pathology》：Quantitative wound ballistic analysis of gelatin head phantoms by computed tomography using the total crack length method

为评估不同弹药在明胶头部模型中的弹道效果，研究人员用 CT 测量总裂纹长度（TCL），发现该方法可行且能反映能量转移。

　　在法医学、军事及执法等领域，探究不同弹药的致伤效果意义重大。以往研究常用明胶和甘油肥皂模拟人体组织来研究创伤弹道。甘油肥皂能通过测量临时空腔体积计算能量转移，但明胶因其弹性变形，能展现出类似真实枪伤的永久伤口通道，且临时空腔扩张时产生的径向裂纹可进一步揭示能量转移过程。不过，传统测量明胶裂纹的切片法存在引入人为误差等弊端。而 CT 扫描作为一种非侵入性技术，在测量体积、穿透深度等方面优势显著，但其在明胶头部模型临时空腔评估中的应用研究较少。

为解决这些问题，苏黎世大学法医学研究所的研究人员开展了相关研究。研究人员使用 16 个市售明胶基头部模型和 6 种不同类型的弹药进行实验，其中 9 次为接触射击，7 次为 15 米远距离射击。实验后，利用 128 层 CT 扫描仪对模型进行扫描，扫描参数为 1000mAs（有效）、120kV、螺距 0.35、旋转时间 1s ，并使用标准硬内核（Hr60）进行图像重建，切片厚度 0.6mm，视野 300×300 mm2（矩阵分辨率 512×512），生成近各向同性体素为0.6 mm3。之后，借助 Syngo.via 成像软件沿射弹路径测量总裂纹长度（TCL），每 10mm 测量一次，并绘制 TCL 随穿透深度变化的曲线。

研究人员运用多种统计方法对数据进行分析，如用 Shapiro-Wilk 检验评估数据正态性，Kruskal-Wallis 秩和检验判断射弹 TCL 值差异，Dunn’s 检验进行事后分析等。结果显示，所有实验均为穿透射击，弹片产生的金属伪影未干扰裂纹长度测量。在接触射击中，44 Remington Magnum 半包覆空尖弹（SJHP）在入射后最初几厘米内 TCL 值最高，随后急剧下降；5.56 mm 北约（NATO）弹药 TCL 值起初居第二，之后沿射弹路径逐渐降低；7.5 mm Gewehrpatrone 11（GP11）和 22 长步枪（LR）的 TCL 值较低，曲线较平缓；9mm Luger 系列中，全金属被甲弹（FMJ）初期 TCL 值略高于 Action 4，但随后下降，而 Action 4 的值稳步上升并在 8 - 10cm 处达到峰值，是 FMJ 最大值的两倍。在远距离射击中，5.56 mm NATO 在最初几厘米内 TCL 值最高，但 44 Remington Magnum SJHP 无数据；7.5 mm GP11 在几厘米后 TCL 值明显上升后又逐渐下降；22 LR 的 TCL 值依旧较低；9mm Luger FMJ 入射时 TCL 值不高，而 Action 4 入射后 TCL 值较高，但低于接触射击时的最大值。统计分析表明，不同弹药类型的 TCL 值存在显著差异。

该研究表明，基于 CT 的 TCL 测量方法可用于评估不同弹药在明胶头部模型中的弹道效果。CT 的高分辨率成像能够精确测量裂纹长度，反映射弹的能量转移和潜在致伤能力。与传统切片法相比，该方法具有无损分析、数据可数字化存储和重新分析等优势。然而，研究也存在一定局限性，如样本量较小，仅研究了两个射击距离，数据测量和分析由同一人完成可能存在观察者偏差，且依赖特定软件等。未来研究应注重标准化测量流程、扩大样本量并集成自动化分析工具，以提升该方法在法医和弹道研究中的可靠性和适用性，推动创伤弹道学的发展，为法医学重建、创伤研究及执法行动提供有力支持。