基于死后CT肝脏影像组学的可解释模型开发及其在死亡时间推断中的法医应用价值

　　本研究针对传统死亡时间（PMI）估计方法主观性强、易受环境影响的问题，通过肝脏影像组学分析，开发了基于CT影像特征的可解释模型。研究发现肝脏灰度直方图偏度（Skewness）可有效区分死亡24小时内外案例，模型特异性达100%，为法医实践提供了客观、非侵入性的PMI评估新工具。

　　

死亡时间（Postmortem Interval, PMI）的准确估计是法医调查中的核心挑战，对刑事侦查和医学鉴定具有至关重要的意义。传统方法依赖于尸体现象观察（如尸斑、尸僵）、组织学检查和生化分析，但这些方法易受环境温度、尸体条件及主观判断影响，尤其随着时间推移，生物标记物降解会导致准确性进一步下降。近年来，死后计算机断层扫描（Postmortem Computed Tomography, PMCT）因其非侵入性、高分辨率及客观性优势，逐渐成为法医解剖的重要辅助工具。特别是肝脏在死后过程中表现出规律性变化，如肝内气体积累——通常于死后12-64小时出现在门静脉，随后扩展至肝静脉——这为通过影像学特征定量分析PMI提供了可能。然而，现有研究多局限于小样本，且缺乏标准化模型和外部验证，限制了其实际应用。

在此背景下，由Fabio De-Giorgio等人组成的研究团队开展了一项创新性研究，旨在利用PMCT影像的肝脏影像组学（Radiomics）特征，开发可解释的预测模型，以区分死亡是否超过24小时。该研究不仅建立了基于单一关键特征的逻辑回归模型，还通过多中心外部验证证实了其可靠性，成果发表于《Physica Medica》，为法医实践提供了新的量化工具。

研究采用回顾性设计，训练集来自意大利罗马Gemelli医院2021-2022年间的51具尸体（共173次PMCT扫描），外部验证集取自希腊克里特大学医院2016-2021年的80例独立案例。所有案例均需满足死亡时间经证人证实、年龄大于15岁、无重大肝病或创伤。PMCT扫描使用Siemens Somatom Scope 16排CT（训练集）和GE Revolution 128排CT（验证集），采集参数包括130kV电压、1.5mm层厚（训练集）及120kV电压、0.625mm层厚（验证集）。肝脏由放射科医师手动勾画，并通过3D Slicer平台提取40个影像组学特征（包括统计特征、形态特征和分形特征）。为减少扫描时间差异的影响，将PMI按12小时间隔分组，同一间隔内特征取平均值。PMI二分为≤24小时与>24小时两组。采用Wilcoxon检验、t检验进行单变量分析，并通过Benjamini-Hochberg校正控制多重比较误差。使用类内相关系数（Intraclass Correlation Coefficient, ICC）评估特征在自动分割与手动分割间的稳定性（ICC>0.7视为稳健）。最终通过逻辑回归构建预测模型，以ROC曲线下面积（AUC）评估性能，并通过DeLong检验比较模型差异。

3.1. 数据集概述与单变量分析

训练集共包含173次扫描，经12小时间隔平均后保留80次扫描，其中31次（38.8%）为死亡24小时内案例。验证集80例中20例（25%）为24小时内死亡。单变量分析识别出4个与PMI显著相关的特征：偏度（Skewness）、峰度（Kurtosis）、熵（Entropy）和最小值（Minimum value），其中偏度最具预测力（校正p=9.13×10^?4）且稳健性最高（ICC=0.75）。

3.2. 单变量逻辑回归模型

以偏度构建的模型方程为P = e^a+bX / (1 + e^a+bX)，其中a=?0.581±0.342，b=?0.647±0.198。模型AUC为0.75（95%CI: 0.65–0.86），交叉验证AUC为0.74±0.08。在最佳阈值（74.9%）下，特异性达100%，但敏感性仅为45%，表明该模型能可靠排除死亡超过24小时的案例，但对短期死亡识别能力有限。

3.3. 双变量逻辑回归模型

选取相关性最低的两个特征（峰度与最小值，R=0.35）构建双变量模型，其AUC为0.75（95%CI: 0.66–0.86），特异性100%，敏感性47%。DeLong检验显示双变量模型未显著优于单变量模型（p=0.54），因此选择偏度单一模型进行外部验证。验证集上模型特异性为70%，敏感性20%，准确率57%，进一步证实了模型在识别长期死亡案例上的稳健性。

研究结论表明，肝脏灰度直方图偏度是PMI估计的有效生物标志物，其变化与肝内气体积累这一已知死后现象直接相关：随着时间推移，气体导致灰度值分布左偏（偏度下降）。当偏度低于?2.8时，模型能以70–100%的特异性识别死亡超过24小时的案例。这一简单、可解释的模型避免了“黑箱”算法的局限性，更易于法医实践应用。讨论部分强调，本研究是少数包含外部验证的法医影像组学工作之一，尽管模型在时间分辨率上存在局限（仅能二分判断），但为多中心、多器官（如脑、眼）联合分析奠定了基础。未来需通过协议标准化和更大样本验证，推动影像组学在法医学中的转化应用。