潜水死亡的法医学鉴定

吴惟，郭兵兵，张经国，王荣帅，阮宏斌，刘良

1.湖北崇新司法鉴定中心，湖北 武汉 430415；2.北京市朝阳区公安司法鉴定中心，北京 100025；3.华中科技大学同济医学院法医学系，湖北 武汉430030

20 世纪后半叶开始，潜水运动在国外极受欢迎，近年来在我国亦逐渐盛行，潜水员死亡常有发生[1-3]。据潜水医学临床医生和法医学者统计，数十年来除了心脏疾患导致死亡人数增加外，潜水事故所致的潜水员死亡原因多为溺水，占死亡人数的52%～86%，其次是肺气压伤（pulmonary barotrauma，PBT）和脑动脉气体栓塞（cerebral arterial gas embolism，CAGE），占13%～24%[1，4]。死亡原因一般由潜水专家、技术人员、潜水医学专家和法医病理学家等不同领域的专家之间相互沟通论证得出。鉴定人根据尸体检验情况，综合潜水事故办案调查人员收集案发时潜水员和其随行者所使用记录潜水活动的设备、环境、温度、水下生物活动等信息及尸体内气体分析结果，综合得出最贴近死亡事实的意见[5-6]。若尸体检验不与其他潜水数据相结合，结论多会出现偏差甚至错误[2-3，6-7]。为使尸体检验的结果更加精确，有学者[5-7]提出改进潜水员死亡的尸体检验程序，利用一些新技术辅助解剖，包括潜水计算机监控数据、事故模拟重建、死后计算机断层扫描（postmortem computerized tomography，PMCT）以及对血管及组织内气体的成分分析等，来达到推断潜水员死亡原因的目的。本文在此对该类死亡及检验进行综述。

1 尸体检验技术

国外部分法医学者[8]认为，应在高压或水下环境解剖潜水员尸体，以避免死后减压现象（postmortem decompression appearance，PMDA）破坏尸体。大多数潜水事故中，潜水员尸体有的自动浮出水面，有的被带到水面抢救。使尸体回到原来的水深不仅不切实际，而且不能消除PMDA，故只能改进尸体检验技术[5，7]，例如：（1）检查脑动脉时，在胸部解剖前解剖头部，提取脑前结扎颈内动脉、小脑上动脉和基底动脉，小脑分离提取，避免脑部其他血管损伤，减少人工干扰的可能，以保存脑血管内的气体；（2）检查左心室气体时，为防止人为空气进入胸内血管，先于双侧第2肋间的胸骨旁做切口结扎胸内动脉，在不切断锁骨的情况下，切开胸骨柄和肋骨，剪开心包，向心包内注水，后于左心室做切口，观察有无气体溢出；（3）在类似水下高压环境打开心腔、血管、胸膜、腹膜及其他特殊组织并用器具收集其内气体进行检测，分析成分，查明来源。

2 潜水计算机监控数据

潜水事故中，潜伴对死亡过程的描述大多模糊不清。现在大多数潜水员均用电脑仪器记录潜水数据，如潜水深度、时间、上升速度、上升距离、减压计划、减压过程、潜水侧面图（反向或正向）、水温、气压、耗气量等。潜水员气体监控设备可记录和收集潜水员呼吸气体压力数据等，利用该数据，结合水下呼吸器的型号，可推断和了解潜水员的呼吸速率和气体消耗，用以评估诸如PBT、减压病（decompression sickness，DCS）、恐慌、疲劳、吸入气体毒性、温度的影响以及是否存在浸入性肺水肿等危险因素的风险。另外，对比前期潜水数据也可预测潜水事故的发生率[2，8]。

3 事故模拟重建

事故模拟重建是指依据现有资料，用与死者基本情况相似的专业潜水员，使用相同或同等的设备在类似条件下进行模拟潜水，反复模拟事故发生的过程以查明死亡原因，此方法可检测设备潜在的障碍，如危险环境、呼吸阻力、气体毒性［二氧化碳（CO2）、高氧、缺氧、麻醉］及即时消耗等问题[8]。潜水设备正常情况下能给潜水员供气防水，但在特殊情况下，如携带气体消耗过度（极度疲劳、焦虑、浮力不足、激流）、潜水过深、气体泄露或潜水员体位不当等，潜水设备可能会存在供气一过性不足、气压不稳定等缺陷。事故模拟重建目的是观察某些不明显的危险因素，澄清导致致命事件因素的因果顺序或预防类似事件发生，潜水事故模拟重建需对潜水计划、潜水剖面、呼吸气体组成和体积、环境条件、浮力状态及可能导致死亡的设备进行详细而准确的了解[8]。事故模拟重建只有在其他情况无法解释死亡的发生且所有调查（包括尸体检验）完成后才能进行，但对潜水员有较大环境风险或有较多未知变量的情况下不适合进行事故模拟重建。

4 PMCT 检查

PMCT 和其他成像技术在尸体检验中作为辅助手段的应用越来越普遍，甚至逐渐代替其他X 线平片和尸体检验用于检测人体异常气体的位置和体积。用PMCT 检测气体空腔比尸体检验更可靠、精确，侵入性更小，耗时短，对不同的文化和种族群体的攻击性小，且更易被接受[9-13]。PMCT 能检查出死者肺间质水肿、溺水、心脏疾患及轻度潜水员肺水肿（scuba diver pulmonary edema，SDPE）等相关征象[13-14]。溺水和SDPE 时气道内可发现泡沫，但与心脏性死亡者气管腔内出现的泡沫不同[1，13]。值得注意的是，呼吸道或鼻窦吸入水的溺水死者PMCT 可检出高密度的沙子或其他沉淀物，尸体检验也能发现肺扩张和肺超重[13]。但死者在水中下沉时液体和沉积物也可能会通过扩散进入呼吸道或鼻窦内，因此不能据此确证死者生前溺水。PMCT 在中耳、乳突、副鼻腔或鼻窦中经常发现出血或积液[1-2，15]，有些人[13]认为这是溺水表现，但上述部位黏膜充血或出血的现象是潜水医学中的常见表现[1]，一般提示潜水员下沉时存在生命特征，但潜水员死亡后短时间内在下沉过程中也会出现上述现象，故乳突或中耳出血的症状并非生前溺水的特异性改变。

5 尸体内气体产生原因分析

对于死亡潜水员体内异常气体的价值存在较大争议，一些学者[7，16]认为是标志性特征，而另一些则认为其毫无价值且具有误导性[3，7，9，11-12，16]。潜水员体内异常气体一般是高压下呼吸形成。在美国威尔士州报道的13 例潜水死亡中，12 例检出异常气体[7]。尸体检验中发现的异常气体一般会认为是因潜水PBT和DCS 引起，但其他原因也会产生气体，包括PMDA、DCS、心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）、溺水、腐烂、创伤等。体内气体成分分析对其来源确定有很大的价值，PBT 形成的气体通常和潜水设备中气体一致。而PMDA 和DCS 的气体由惰性气体和组织代谢气体组成。惰性气体与潜水员使用的呼吸气体种类一致。腐败气体成分包括氢气、二氧化碳、甲烷和硫化氢。CPR 时气体成分会因气体进入方式及复苏方式不同而存在差异。

5.1 PMDA

潜水员死后形成的气体主要是高压呼吸时溶解在血液和组织中的惰性气体。若潜水员体内存在饱和溶解气体，在上升时或上升后迅速死亡，就可形成PMDA。长时间深度潜水后，PMDA 会在所有组织中产生大量气泡，PMCT 扫描动静脉血管、两侧心室及大腿肌肉内筋膜层均可检出气体[3，6-8，16]。潜水员潜水模型的动物实验验证并量化了PMDA[9，11，16]，水平面上死后被置于压力下或在压力下立即死亡的动物不会出现PMDA。仅有正常血液循环的动物在一定压力下死亡才会出现PMDA，在上述条件下，PMDA约死亡1 h开始出现，最先出现在静脉系统血管内，而近心肺复苏位置和创口处会先出现小气囊，1～8 h内逐渐成形[9]。

5.2 DCS

DCS 致死虽不常见，但长时间处于高压下（深度）后迅速减压，组织中会形成气泡而导致死亡[1]。通常轻度DCS 死亡的案例尸体检验右心室中能检出气体，而在迅速减压中或减压后死亡的死者，动静脉系统中都可检出气体。Von Schrotter报道18例DCS死者尸体检验中有11 例血管中检出气体[17]。Baul Bert 动物实验中收集到静脉系统和右心减压形成的气体，表示其生前受到压力[17]。HILL[17]将实验动物置于相当19～34 m水深的环境中3 h后缓慢上升后死亡，10例解剖检验中有7 例在右心收集到了气体，验证了尸体检验静脉系统中检出气体是DCS 死前典型症状，而出水几小时后死亡的案例中动脉和左心未发现气体，证实出水后很快发生减压病的病例易并发PMDA；同时4 例在1 h 内死于DCS 的动物尸体检验中气体的体积和分布较广，动脉系统、左心、内部器官、皮下组织、大腿甚至脑室都检出大量气体。DCS 导致死亡的案例，特异性标志是出血、炎症或坏死组织周围的气泡，但不常见，气泡主要在皮下组织和髓鞘等血管和脂肪丰富的结构中。

5.3 创伤和CPR

抢救潜水员时，头部损伤、静脉插管、气管插管等创伤部位都可形成局部气体，胸外按压可在胸廓压缩部位产生皮下气肿或肺气肿[9]，故需要了解抢救环境、位置及通气量，排除体内气体为创伤处形成的可能性[9-11]。SHIOTANI 等[11]把 在 死 前 接 受CPR 的228 名非创伤患者体内气体数据进行了统计学分析，其中71%的患者心血管存在气体，而非CPR 的对照组中未出现。气体在大多数情况下分布在静脉系统和右心，脑部气体发生率较低，在PMCT 检测的387 例患者中占7.5%，在非CPR 的对照组中未出现。脑部的气体主要存在于静脉血管内，可能是血液在心肺复苏和胸泵效应下逆行流向大脑形成。脑内动脉腔不常见的小气泡也可通过CPR 和反常栓塞现象来解释，故CPR能使静脉内的气体重新分布。在复苏过程中使用氧气是目前急救治疗潜水疾病（如DCS、PBT）的基础，但会减少检出的气泡体积和数量，理论上即使在死后也会产生同样的现象[1]。

5.4 腐败（分解）

尸体在常温下3～72 h 有明显腐败气体生成，主要与环境条件有关[7，10]。腐败气体最初在胃肠道、门静脉和肝产生，是一种比较难闻的气体，成分为氢、二氧化碳、硫化氢和甲烷等。由于潜水员通常处于温度较低且环境密闭的环境条件下，故腐败发生时间通常会推迟。

5.5 溺水

人在溺水时除了会吸入溺液，通常也会吸入气体进入胃肠道，根据波义耳定律，上浮时气体体积增加，引起胃胀，导致溺水者出现呕吐[1，13，15]。气体成分（通常是氮气和氧气）的比例与空气或其他环境气体成分相似。

5.6 PBT 后的气体栓塞

潜水医学认为动脉系统中发现的空气（氮气和氧气）成分或气泡是由于肺破裂导致气体进入肺静脉，然后进入左心和动脉系统[1，7]。气体栓子的分布主要受血流影响，气泡自身浮力作用对其分布影响不大。有些栓子会阻塞小动脉或累及其他动脉，但亦有少部分会随着循环进入静脉内，CPR 也会将栓子转移到静脉。像Willis 这样的小动脉中气泡会持续阻塞，有助于病理诊断。PBT 通常分布非常广泛，CPR 会导致小体积的气体进入静脉系统或在相应部位引起局部皮下气肿[9-11]。潜水员上升过快就可能引起PBT 并导致肺损伤、气胸、气腹及纵隔气肿等一系列气体栓塞现象[1，3，12]。笔者总结了尸体检验中气体产生原因、成分、分布及形成时间见表1。

表1 体内气体产生原因、成分及分布一览表Tab.1 List of cause，composition and distribution of gases in the body

6 潜水死亡的法医学鉴定及注意事项

潜水事故潜水员死亡原因调查对任何法医病理学鉴定人都是一个难题。需要结合潜水技术、案情调查和潜水相关医学知识才能得出接近事实的尸体检验结果。对于法医来说，合理的解剖术式能起到事半功倍的成果；借助仪器的检查结果（如PMCT 扫描），能在尸体检验之前非侵入性地获取有价值的信息，了解体内气体分布情况及肺压伤程度等，充分准备后制定尸体检验程序；收集体内气体及其他相关检材进行法医病理学及理化分析。虽然关于这些气体的价值值得讨论，但有必要对其进行解释，为死亡原因分析提供有价值的依据。

潜水死亡的法医学鉴定时应注意：（1）尸体检验前应充分收集相关资料，包括潜水地点、深度、时间、电脑监控数据及事发经过等；（2）尸体检验前尽可能进行PMCT及其他辅助性检查；（3）选择合适的解剖方式，收集其体内气体有利于死亡原因分析；（4）尽可能与潜水专家、潜水医学专家等一起参与死因调查。