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该综述介绍法医影像学常用放射学工具(如 X 射线、PMCT 等)及国际指南,助力相关工作开展。
### 法医影像学的现状 —— 推荐的放射学工具和国际指南
引言
法医影像学涵盖所有与法医学相关的成像技术。经典的放射学工具,如 X 射线摄影(计算机 X 射线摄影(CR)和数字 X 射线摄影(DR))、多层或多探测器计算机断层扫描(MSCT 或 MDCT)以及磁共振成像(MRI)等,都可应用于法医放射学领域。此外,像微 CT、微 MRI 和 MR 光谱等更专业的工具也能发挥作用。目前新技术可向尸体注射造影剂,以生成高质量图像。在尸体解剖成像缺乏相关建议的情况下,一些科学协会制定了 PMCT 在尸体检验中的应用建议,这对想要将尸体解剖成像融入法医学尸体检验工作流程的放射科医生或法医病理学家来说意义重大。
推荐的用于死后和临床的放射学工具
- X 射线:传统 X 射线成像自 1896 年起就应用于法医学,至今仍广泛用于死亡调查,在一些地区可能是主要或唯一的放射学成像方式。它技术相对简单、成本较低,可用于检测骨折、异物,还能通过对比死后和生前的牙科 X 射线来识别死者。其原理是利用 X 射线源产生的高能光子在图像受体上投射阴影,显示人体内部结构,图像对比度基于组织和物体的电子密度。X 射线成像设备类型多样,包括固定系统、便携式设备、全身 X 射线扫描仪、C 型臂、 cabinet X 射线设备和手持式牙科 X 射线设备等,新型电池供电的手持式 X 射线设备也在研发中。不过,X 射线成像存在一些局限性,如产生的图像是二维的,会导致内部结构重叠、缺乏深度感知,还存在 “求和伪影” 和放大伪影,但它不受金属伪影的影响。
- 死后计算机断层扫描(PMCT)和死后计算机断层血管造影(PMCTA):X 射线 CT 在死亡调查中的应用越来越广泛,已成为许多地区主要的放射学成像方式,是当前法医影像学的先进技术。PMCT 可检测骨折、异物的精确位置,以及其他多种损伤和病理状况,这得益于其产生的三维图像数据集。它还用于微创尸检中的图像引导活检和 PMCTA。CT 成像同样基于高能 X 射线,与传统 X 射线的区别在于 X 射线源和图像受体围绕患者快速旋转,同时患者在悬臂式检查床上移动,其图像数据需从旋转探测器捕获的原始螺旋数据计算重建。CT 扫描仪类型包括固定式、便携式、微焦点和光子计数探测器 CT 扫描仪等。CT 数据是数字化三维的,可进行重建和格式化处理,避免了传统 X 射线的一些伪影,图像更清晰、真实,能实现深度感知和精确的损伤或异物定位,还可通过校准的灰度值(CT 值)识别特定组织、液体和病理状况,双能量 CT 采集能更精确地识别物质。PMCT 常不进行对比增强,但 PMCTA 是一种成熟的方法,通过向血管输送造影剂,可显著提高血管与周围软组织的图像对比度,便于详细观察和评估心血管损伤或病理情况。
- 磁共振成像(MRI):MRI 以其卓越的软组织对比度著称,尤其适合对心脏和大脑等复杂软组织结构进行成像。尽管在法医领域不如 PMCT 常用,但死后 MRI(PMMR)在死亡调查中的应用逐渐增加,且是法医放射学的研究热点。PMMR 特别适用于儿科患者成像,因为相对于成人,儿科患者的 CT 图像对比度通常较差。MRI 利用静磁场和振荡磁场使人体中的氢原子产生可检测信号,其磁体呈环形,与 CT 扫描架类似,但物理原理完全不同。MRI 不使用电离辐射,对患者和操作人员在辐射安全方面较为安全,但强磁场可能会对含铁金属物体产生强大作用力,因此在进行 PMMR 前,应对患者进行 PMCT 或 X 射线检查,以筛查体内是否存在非 MRI 安全的金属材料。MRI 的对比机制基于组织中振荡电压信号的时间依赖性,较为复杂,有多种对比类型,如 “T1 加权” 和 “T2 加权” 等。PMMR 通常也不使用外源性对比剂,但死后 MR 血管造影是一种可行的选择,相关技术仍在研究中。由于 MRI 对软组织变化非常敏感,包括组织温度变化,因此在进行 PMMR 时可能需要调整标准采集序列以保证图像质量,且 MRI 也存在一些独特的图像伪影,如混叠(或卷绕)伪影和磁不均匀伪影。
- 超声(US):超声成像通常比 CT 或 MRI 的图像细节差,但因其速度快、便携、安全且成本低,在临床上应用广泛,不过在法医领域应用较少。法医应用包括死后围产期成像、针定位的图像引导以及对活体儿科患者的年龄估计等。超声通过高频声波探测人体内部结构,不涉及电离辐射,成像系统小巧便携,通过手持换能器与皮肤直接接触发射和接收声波,根据反射波的时间、强度和位置计算出人体结构的位置和深度,生成二维图像,3D 和 4D 超声成像较少见,多普勒超声在死后成像中不适用。
国家 / 国际协会编辑的建议
- 当前 PMCT 指南:目前针对死后计算机断层扫描(PMCT)的指南较少,且不同国家 / 组织的指南差异较大。有的从法医影像学的广泛视角制定指南,有的则更侧重于 PMCT。许多指南按 PMCT 的不同应用进行组织,还有的按特定的个体发现来组织。相关的组织和指南包括瑞士法医医学会医学分会法医成像工作组(SGRM)、德国法医医学会法医成像工作组(DGRM)、日本 2015 年死后成像解释指南、欧洲儿科放射学会(ESPR)、国际法医放射技师协会(IAFR)、皇家病理学家学院、意大利医学与介入放射学会、南非健康专业委员会以及 “Rutty’s rules” 等。
- 各组织指南具体内容:瑞士 SGRM 指南旨在定义法医成像质量管理的最低要求,涵盖术语定义、辐射防护、尸体准备和运输、PMCT 扫描要求、数据存档等内容,但未涉及 PMCT 的具体应用;德国 DGRM 指南针对德国的 PMCT 实践,建议在技术和人员资源具备的情况下使用 PMCT 进行死亡调查,并根据标准和个别案例区分应用指征,同时指出了 PMCT 的局限性;日本 2015 年指南作为死后成像的标准,支持相关法律要求,制定了分级系统评估法医成像对不同临床问题的诊断能力,列举了 PMCT 的多种应用场景和局限性;ESPR 和 ISFRI 联合制定的指南为儿童死后 CT 提供了标准化成像协议,但未明确应用指征和解释方法;IAFR 指南概述了法医成像的最佳国际实践标准,涵盖术语定义、应用、协议、人员等多方面内容,但未涉及 PMCT 的具体应用;皇家病理学家学院指南针对成人死后成像建立标准,推荐 PMCT 用于主要创伤、过量用药和自然死亡等情况,并指出了其局限性;意大利医学与介入放射学会指南强调医学检查人员和放射科医生的合作,涉及 PMCT 的技术方面、应用、报告等内容;南非健康专业委员会指南定义了放射技师的实践范围,支持法医成像在多种情况下的应用,但未对 PMCT 应用做出具体规定;“Rutty’s rules” 旨在指导 PMCT 检查报告,适用于非病理学专业人员,强调团队合作、正确培训等要点。
结论
从 X 射线到 PMCT、PMCTA、MRI 和 US,法医领域的放射学工具种类繁多。放射科医生或法医病理学家必须了解这些工具的优缺点,才能更好地利用它们。同时,了解科学协会编写并发表在国际科学期刊上的建议,对在临床或死后环境中进行法医成像的专业人员非常有帮助。掌握死后成像的正确应用指征,对于避免科学误导至关重要。