電流斑

電流斑(electric mark):又稱電流印記,是電流作用於局部接觸皮膚,由於電流的作用所形成的一種特殊皮膚損傷。一般見於電流入口,有時也可見於電流出口。形成機理是皮膚的高電阻性,電流在穿透皮膚通過人體產生高熱及電解作用所致。

概述

電流斑(electric mark)又稱電流印記,其形成是由於帶電導體與皮膚接觸,電流通過完整皮膚時,在接觸處產生的焦耳熱及電解作用所造成的一種特殊皮膚損傷。皮膚角質層較厚的部位電阻大、電流通過時產熱多,易形成典型電流斑。電流斑常為一、二個,也可為多個。有一例他殺案,死者頭頸部電擊傷達50餘處。常見部位依次為手指、手掌、前臂、足底、胸部、肩、頸側、小腿和足背等。電流斑多發生在電極接觸面較小的情況下,當焦耳熱產生的溫度小於120℃時,形成的電流斑最為典型。

典型電流斑與其他皮膚電流損傷

典型的電流斑一般呈圓形或橢圓形,直徑5~10mm,色灰白或灰黃,質堅硬、乾燥,中央凹陷,周圍稍隆起,邊緣鈍圓,形似淺火山,外周可有充血環,與周圍組織分界清晰。底部平坦或見裂隙存在,有時可附有灰燼和溶解的金屬碎屑沉積。有時可見到管狀孔道,周圍管壁炭化。有的電流斑周圍可見水泡形成,易破裂,以致表皮鬆解、起皺或呈片狀剝離。電流斑周圍或其他部位皮膚有時可發生電流性水腫,水腫部位呈蒼白色。有時整個肢體發生電流性水腫。
電流斑可小似針頭,大至直徑數厘米或更大。曾有一例,開始左手觸及380V電線後未能擺脫,胸部又觸及推土機前面的平面鐵板,使後者也通電,結果造成胸部巨大電流斑形成。還有一例身體多處觸及高壓電(6000V)者,形成的電流斑亦較大,且深達肌層、骨骼,周圍皮膚質硬,毛髮燒焦。電流斑形態多樣,可呈犁溝狀、條狀、弧狀或不規則形等,它常能反映導體與人體接觸部分的形狀,故藉此可推斷導體接觸面的形狀。如接觸電線長軸,則電流斑呈線狀或溝狀;接觸電線的末端,形成的電流斑呈小圓形,接觸時間長時則進一步形成小孔洞;接觸電插頭形成成對的損傷;以及螺絲刀、針等導體留下的形態,此即電烙印樣變或稱電氣印記,常可籍此推斷電擊工具。但若通電過久,則原有的電氣印記可因損傷範圍擴大而變得不再明顯。若皮膚與導體接觸不完全,或電擊時導體在皮膚上移動過,則電流斑的形態亦難以與導體形狀相吻合。
若接觸電壓低、環境潮濕、高溫出汗,或赤足、赤膊接觸地面或帶電物體,或浸泡在帶電的水中,由於皮膚電阻小,加上導體接觸面大、接觸時間短等因素,則不形成典型電流斑,僅出現單純性皮膚燒傷、表皮剝脫和皮下出血、皮下組織質地變硬等改變,甚至沒有任何改變。
因此,必須指出的是,並非所有電擊死亡案例都會出現明顯的體表改變,有時儘管證實是電擊致死,卻沒有明顯的電流損傷性改變。
電警棍損傷原理為高壓電衝擊力和電弧放電所產生的熱效應的雙重作用,由於電流較小(<10mA),故不形成交流電電流斑,亦不能引起人體死亡,但有時可作為誘因誘發機體潛在性疾病發作而致死。電警棍觸及皮膚後,其損傷形態與電警棍觸頭面積相對應,常成對出現,兩點間距離與電警棍觸頭間距離一致。接觸初期,皮膚缺血蒼白;接觸時間超過30秒,表皮紅腫,甚至壞死,皮下血管擴張、充血、滲出;若長時間接觸,則損傷逐漸加重,最終皮膚可呈焦炭狀。電警棍使用的電壓越高,皮膚損傷越嚴重。電警棍觸點緊貼皮膚,損傷較輕;若觸點與皮膚保持一定的距離,放電產生電火花,則皮膚燒傷嚴重。根據電警棍電擊健康家犬的實驗結果提示,電警棍不能直接造成死亡,但若短期內多次反覆電擊,可導致動物高度興奮而後衰竭、生命功能障礙,甚至危及生命。

光鏡觀察

典型電流斑病灶中心表皮細胞融合變薄,緻密,細胞間界限不清,染色深。熱作用強時,中心部位表皮廣泛壞死、脫落缺失。創面常有金屬碎屑沉積。周圍保留的表皮則變厚。表皮中層細胞胞漿均質化,細胞核水腫伴空泡形成。較具特徵性的是表皮細胞發生極性化改變,以基底細胞層最明顯。病變中心基底層細胞及細胞核縱向伸長,或扭曲變形,呈柵欄狀排列,細胞長軸與電流方向一致,乃由於電流的極性作用所致。必須指出,這種核伸長的現象並非電流印痕所特有,除見於電流印痕外也可見於皮膚燒傷邊緣部、皮膚乾燥處以及由巴比妥類中毒或凍傷引起的水泡,不過其變化程度不同。電擊傷處的上皮細胞核伸長,染色較深,排列緊密,呈柵欄狀、鏇渦狀、螺鏇狀或圓圈狀,或伸長似釘樣插入真皮中。有人喻之為流水樣結構或稱之為核流。皮脂腺、毛囊、汗腺與毛細血管內皮細胞亦呈極性化,核變細長、深染,汗腺與毛細血管腔扁塌,甚至變成實體狀細胞條索。徐小虎等利用計算機圖像分析研究了人和大鼠皮膚電流損傷,結果表明:電流損傷皮膚的表皮基底細胞核和毛乳頭細胞核的長軸與短軸比例顯著大於正常皮膚,但毛細血管內皮細胞核的長軸與短軸比例變化不明顯;此外,生前和死後電流損傷亦無明顯差異。
除上述表皮改變外,角質層厚的皮膚電流斑,在角質層內或電流斑邊緣隆起部分表皮角質層內可見空泡形成,許多空泡匯集可呈蜂窩狀。有的角質層表面呈黃褐色,有的角質層與顆粒細胞層分離。其他表皮細胞層內及表皮下也可見大小不等的空泡。真皮膠原纖維腫脹,均質化、甚至凝固性壞死,局部染色嗜鹼性增強。嚴重時,組織內可產生許多氣泡,形成多數空隙或不連續的管狀空泡以及具有炭化壁的管狀電流通道。真皮血管充血,有小灶性出血或血栓形成。
值得注意的是真皮層內組織腫脹、壞死和出血分布不均勻,皮膚附屬檔案周圍變化較為明顯。一般認為此乃電流沿皮下血管、神經等結締組織內阻力小的途徑通過而留下的痕跡。是電擊傷具有的特徵之一。因此屍檢時應全面取材,包括典型電流斑和非典型皮膚電流損傷。如疑為電流損傷而表現為表皮剝脫、皮下出血等。組織採取應垂直於皮膚,並作連續切片。
電警棍致皮膚電流損傷可表現為:角質層、顆粒細胞層壞死或剝脫,表皮及皮下可出現空泡。表皮細胞各層見極化現象,胞體和核變長,呈柵欄狀改變。但這種改變在電警棍損傷中有時可很不明顯。真皮血管內淤血或微血栓形成,血管周圍可見出血。汗腺、皮脂腺細胞呈漩渦狀。遭電警棍電擊後數天因其他原因死亡者,皮膚電流損傷處可有白細胞浸潤,但細胞極化現象基本消失。

電鏡觀察

電流斑中心部位的表皮細胞質呈灰色的均質狀,其中張力細絲凝固,細胞器較難辨認,細胞核破碎,殘存的核被拉長並平行排列,染色質凝聚。橋粒和細絲雖變形但仍可辨認。電流斑周圍的表皮細胞質內,可觀察到被電子束穿透的空腔,此空腔常緊靠細胞核,其形成是由於細胞基質凝固和水分蒸發所致,即所謂的烹飪效應。這些變化以及光鏡下所見的空泡均可用電流通過時產生熱量即焦耳效應來解釋。

掃描電鏡觀察

電流斑處皮膚鱗狀細胞排列鬆懈,細胞脫落,真皮內蜂巢樣凹陷形成,底部沿電流經過處有多量細針孔狀樹枝形通道。有的小孔穴壁光滑,有的為上皮細胞圍疊而成,有的呈破裂的水泡樣改變。電流所致的細胞灼傷,掃描電鏡下表現為鱗狀上皮燥裂,松解和脫落,脫落的鱗狀上皮表面,有的可見到小的裂痕並有細胞碎屑附著。細胞碎屑大小不一,多為1~2μm,形態為多角形或方形,大多呈密集分布。組織或細胞表面呈枯焦狀龜裂。電流斑底部可見樹枝狀裂隙。

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