引用本文
苗春雨, 张胤鸣, 李相尔. 成像技术用于锁骨年龄推断的研究进展[J]. 刑事技术,2012,37(4): 45-48
MIAO Chun-yu, ZHANG Yin-ming, LI Xiang-er. Study progress on forensic age estimation from clavicle[J]. Forensic Science and Technology,2012,37(4): 45-48  
Permissions
Copyright©2012, 《刑事技术》编辑部
《刑事技术》编辑部
成像技术用于锁骨年龄推断的研究进展
苗春雨1, 张胤鸣2, 李相尔1
1.中国人民公安大学研究生部,北京 100038
2.中山大学中山医学院法医学系,广州 510080

作者简介:苗春雨(1987—),男,内蒙古阿尔山人,硕士研究生,主要从事法医学方面的研究。E-mail:mcy19871024@163.com

摘要

锁骨内侧端和肩峰端随年龄变化具有一定规律性,尤其是内侧端骨骺愈合程度,对于30岁以下的年龄推断具有重要价值。国内外法医人类学家对锁骨大体解剖及影像特点进行了大量研究,积累了丰富的科研和应用基础。CT和MRI等影像新技术的应用将有望提高锁骨年龄推断的准确性。

关键词: 法医人类学; 锁骨; 年龄推断; 成像技术
中图分类号:DF795.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2012)04-0045-04
Study progress on forensic age estimation from clavicle
MIAO Chun-yu, ZHANG Yin-ming, LI Xiang-er
Chinese People's Public Security University, Beijing 100038, China
Abstract

Acromial end and medial side of clavicle changes with age in some regularity. Especially the ossification status of the medial clavicular epiphysis is of great value for forensic age estimation less than 30 years. Domestic and foreign forensic anthropologists have performed a large number of studies on gross anatomy and imaging characteristics of collarbone and accumulated a wealth of research and applied basic. The application of CT and MRI and other new imaging technologies is expected to improve the accuracy of clavicle age estimation.

Keyword: forensic anthropology; clavicle; age estimation

骨骼的年龄推断是法医人类学工作中心的重要内容之一。锁骨的年龄推断是其中的重要组成部分, 锁骨内侧端与胸骨形成胸锁关节, 外侧段与肩胛骨形成肩锁关节, 对于无名尸骨和活体的年龄鉴定都具有应用价值, 国内外学者对锁骨的形态学改变和影像特点与年龄的关系进行了大量研究, 尤其是影像学研究对于活体的年龄鉴定具有重要的应用价值, 将丰富活体年龄鉴定方法, 提高年龄推断结果的准确性。本文将综述锁骨年龄推断的研究进展。

1 锁骨大体标本的研究

法医人类学的工作对象为骨骼及骨骼残片[1]。锁骨在火烧、严重腐败和灾难事件等案件中不易损坏, 容易保存, 是年龄推断较为准确的骨骼之一。目前报道的研究方法包括锁骨两端关节面形态学观察法、锁骨测量法等。早在1985年Webb等[2]将锁骨内侧端骨骺闭合情况分为4级, 粗略地推断年龄。而1994年Ji等[3]观察13~31岁的日本人样本将锁骨骨骺愈合程度分成5级, 更加细化, 年龄推断结果更准确。1989年国内学者张继宗等[4]根据锁骨胸骨端关节面及关节缘、肩峰端关节面及关节缘、肩峰端背面近关节缘处骨质情况的年龄变化评分, 建立了锁骨判定年龄的回归方程, 认为平均年龄在49岁以前使用该方程效果较好。2010年Langley[5]等研究了锁骨内侧端骨骺成熟度与年龄的关系, 认为骨骼成熟过程会随着社会发展而产生长期性的变化, 必须建立符合现代人骨骼发育特点的年龄推断方法, 才能满足法庭科学工作的需要。2011年Singh等[6]研究印度人样本认为锁骨内侧端完全愈合男性最晚达32岁, 女性最晚达31岁, 且双侧锁骨骨骺愈合无显著性差异。1990年Kaur等[7]通过测量计算锁骨中部的皮质指数(锁骨皮质厚度与直径的比例)来推断年龄, 结果15~30岁间锁骨皮质指数逐渐增加, 之后稳定减小; 31~40岁间皮质指数减小速度最快, 40岁以后, 女性皮质指数减小速度仍快, 男性则逐渐平缓。

根据锁骨大体标本推断年龄, 如果骨骼浸软等去除软组织的过程处理不当, 就会损坏某些重要解剖结构, 影响年龄推断结果的准确性。而影像学方法可以帮助解决此问题, 国外学者对锁骨的影响特点与年龄关系做了大量研究, 因无需骨骼前处理程序而对于人体遗骸和活体的年龄推断都具有重要意义。

2 骨骼的影像图像观察

影像技术的发展给法医人类学应用带来了新的技术手段, 开创了法医人类学研究的新方向。目前, 对儿童青少年骨骼年龄评价以手腕部及膝部X片较好, 对于成年人X线片骨龄推断, 以胸骨、耻骨及锁骨等方法具有一定的应用价值, 尚需更广泛的方法学研究以增加推断年龄的方法及准确性[8]。其中锁骨的影像学研究以观察锁骨内侧端骨骺愈合情况居多。成像方法则既包括传统X线和超声, 近年来也开始使用计算机断层扫描(CT)、核磁共振(MRI)等影像新技术。

2.1 传统X线成像

锁骨内侧端骨骺骨化分级的放射学评价对于青少年和年轻成年人的活体法医学年龄推断至关重要, 尤其是当手部X线无法获得时。2004年Schmeling等[9]研究873例年龄16~30岁的普通胸片, 将锁骨内侧端骨骺愈合程度分为5级, 认为骨骺完全骨化首次出现于26岁, 当前后位X线片的重叠影响锁骨骨骺愈合情况的评价时, 可以使用侧位观X线片。2011年Garamendi等[10]研究123例数字化X线胸片, 应用Schmeling分级标准检验了锁骨内侧端骨骺放射学改变在年龄推断方面的意义, 结果锁骨内侧端骨骺完全融合最小年龄大于20岁。

2.2 超声成像

利用超声成像研究锁骨骨化进程与年龄的关系, 是基于为了减少放射线接触这一原因而进行的。2008年Schulz R等[11]使用超声研究了84例年龄12~30岁的个体右侧锁骨内侧端骨骺骨化分级情况, 认为结果与已知的X线和CT成像分级年龄间隔数据一致, 是一种评价锁骨内侧端骨骺骨化分级的理想方法。而2009年Quirmbach等[12]依据Schulz R标准, 使用数字化超生系统研究了77位男性双侧锁骨内侧端骨骺骨化分级情况后, 则认为超声成像所获得的骨化分级结果是否与传统X线和CT分级结果一致还有待于研究确定。

2.3 CT成像

CT技术的高分辨率成像能力以及强大的重建等后处理功能, 倍受法医人类学家的关注, 对个体识别的各个方面进行了应用研究。锁骨CT成像推断年龄的研究是其中的一个重要组成部分。研究内容同样是评价锁骨内侧端骨骺愈合情况与年龄的关系。不同研究应用的方法是有差别的, 有学者直接观察CT扫描后的薄层图像, 也有学者以最大密度投影(MIP)或多平面重组(MPR)的模式进行二维重建, 评价锁骨内侧端骨骺愈合情况。所建立的样本年龄组为30岁以下, 多采用4级或5级分法(见表1, 表2)。

表1 四分级分法
表2 五级分法

Kreitner KF等[13, 14]先后建立锁骨内侧端骨骺CT成像样本进行研究, 得出锁骨胸骨端次级骨化中心出现在11~22岁之间, 部分闭合在16~22岁之间, 27岁后100%完全闭合, 认为基于锁骨内侧端骨骺愈合情况可能是年龄在30岁以下的活体和遗骸年龄鉴定的有效方法, 而CT成像适合于评价锁骨内侧端骨骺骨化分级。2005年Schulz R等[15]使用CT成像评价锁骨内侧端骨骺愈合情况, 结果显示扫描层厚为1mm时年龄推断结果最准确, 而厚层CT扫描产生的部分容积效应将影响分级评分结果, 进而影响年龄推断的准确性。随后2006年Schulz等[16]就分别以层厚1mm、3mm、5mm和7mm进行扫描, 基于Schmeling[9]分级标准对锁骨内侧端骨骺图像进行分级, 结果不同层厚所得图像的某些骨化分级存在差异, 认为1mm层厚扫描能确保获得锁骨内侧端骨骺愈合情况年龄推断的最大准确度和可靠性。Schulze D等[17]研究认为锁骨内侧端骨骺CT成像分级推断年龄仅适合于21岁左右的个体, 且扫描层厚是最关键参数。2010年Kellinghaus等[18]采用5级分级法最早观察到分级5-骨骺完全愈合的年龄是26岁, 较7mm层厚扫描所得结果晚4~5年, 分析认为是厚层扫描容积效应的影响。2011年Bassed等[19]研究认为锁骨内侧端骨骺发育存在一定的种族差异, 左右两侧发育情况也有可能不一致, 对今后的研究和实际工作有指导意义。Richard等[20]联合第三磨牙和锁骨内侧端骨骺发育情况, 建立双指标年龄推断模型, 提供了一种更准确的针对15~25岁间个体的年龄推断方法。

不同的成像技术所获得的图像, 分级也可能存在差异。2008年Schulz R等[21]研究比较了锁骨内侧端骨骺传统X线和CT图像分级结果, 显示两种成像方法所得分级结果存在一定差异, 提出在法医学年龄推断实践中, 传统放射学研究建立的方法适用于骨化分级的传统X线评价, 而使用CT建立的方法则适用于骨化分级的CT评价。这说明先前建立的骨骼年龄推断方法, 无论是大体骨骼标准还是X线标准, 都不一定完全适用于CT骨骼模型, 必须研究建立适用于CT评价的年龄推断新标准, 才能得出准确的结果, 满足司法鉴定工作要求。

2.4 核磁共振成像

核磁共振技术无放射性, 成像清晰准确, 但费用高, 扫描时间长, 仪器也难以获得, 因此在法医实践中的应用具有局限性。2007年Schmidt等[22]应用核磁共振技术进行前瞻性研究, 观察到的各个骨化分级对应的年龄间隔与X线和CT扫描检验结果一致, 认为需要通过大样本量进一步检验该方法的准确性。2011年Hillewig等[23]应用3T超导MRI, 梯度回波序列0.9 mm层厚显示软骨和骨化中心的发育情况, 将结果与X线平片对照, 显示MRI也可对锁骨内侧端骨骺骨化分级进行评价, 而且MRI评估骨龄比平片更容易, 因为MRI可以评价部分无法通过X线平片显示的样本例骨化分级情况, 并且骨龄判定结果更加准确。

3 小结与展望

锁骨是人体肢带骨之一, 骨皮质厚实坚硬, 一般外力作用较难使之受损, 在腐败、火烧以及白骨化案件中容易保存, 胸骨端和肩峰端关节面都随着年龄呈现规律的退行性改变, 使用锁骨干骨推断50以下无名尸骨年龄是比较准确的。锁骨胸骨端骨骺愈合情况的放射学评价则可用于年龄在青春期至30岁以下的活体年龄鉴定, 能够丰富活体年龄鉴定方法, 但国内研究很少。传统X线成像是锁骨内侧端骨骺成像推断年龄的较好方法, 方便获取, 结果较为准确, 但存在一些无法对骨骺愈合分级进行评价的情况。锁骨内侧端的超声成像, 虽然具有无放射性优点, 但是准确度仍待研究。MRI清晰度和准确度都较高, 但是扫描费时, 实践中难以方便获取, 所以仍无法真正应用于法医学实践。近年来随着临床广泛使用, CT数据资料远远多于X线片, 在伦理道德允许的基础上, 这为法医学研究提供了研究和应用基础。螺旋CT, 尤其是多排探测器CT, 连续扫描无间隙, 采集容积数据, 强大的后处理功能可进行各种模式的图像二维和三维重建, 能够直观、立体、可旋转地显示骨骼的解剖结构, 而且数据可以无限制地进行保存、复检和远程传输, 许多法医人类学家应用CT进行了研究, 认为CT成像对于活体和遗骸都将具有个体识别应用价值。CT成像技术能够更清晰地显示锁骨内侧端骨骺骨化情况, 不仅可以直接通过扫描后的薄层图像评价锁骨内侧端骨骺分级, 还可以通过重建技术获得不同平面的图像。在前人大体解剖以及传统X线的研究基础上, 应用CT进行锁骨内侧端骨骺愈合推断年龄的研究, 将在活体年龄鉴定实践中具有重要的应用价值。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 张继宗. 法医人类学(第2版)[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2009. [本文引用:1]
[2] Webb P A, Suchey J M. Epiphyseal union of the anterior iliac crest and medial clavicle in a modern multiracial sample of American males and females[J]. Am J Phys Anthropol, 1985, 68(4): 457-466. [本文引用:1]
[3] Ji L, Terazawa K, Tsukamoto T, Haga K. Estimation of age from epiphyseal union degrees of the sternal end of the clavicle[J]. Hokkaido Igaku Zasshi, 1994, 69(1): 104-11. [本文引用:1]
[4] 张继宗, 舒永康, 陈世贤. 中国汉族男性锁骨的年龄变化[J]. 中国法医学杂志, 1989, (4)3: 134-137. [本文引用:1]
[5] Langley-Shirley N, Jantz RL. A bayesian approach to age estimation in modern Americans from the clavicle, 2010, 55(3): 571-83. [本文引用:1]
[6] Singh J, Chavali KH. Age estimation from clavicular epiphyseal union sequencing in a Northwest Indian population of the Chand igarh region[J]. J Forensic Leg Med. 2011, 18(2): 82-7. [本文引用:1]
[7] Kaur H, Jit I. Age estimation from cortical index of the human clavicle in northwest Indians[J]. Am J Phys Anthropol, 1990, 83(3): 297-305. [本文引用:1]
[8] 张继宗, 徐理想, 车红民. X线片的骨骼年龄判定[J]. 刑事技术, 2005(6): 21-26. [本文引用:1]
[9] Sehmeling A, Sehulz R, Mutze S, et al. Studies on the time frame for ossification of the medial clavicular epiphyseal cartilage in conventional radiography[J]. Int J kgal Med, 2004, 118: 5-8. [本文引用:2]
[10] Garamendi PM, Land a MI, Botella MC, Alemán I. Forensic age estimation on digital X-ray images: Medial epiphyses of the clavicle and first rib ossification in relation to chronological age[J]. J Forensic Sci. 2011, 56, Suppl 1: S3-12. [本文引用:1]
[11] Schulz R, Zwiesigk P, Schiborr M, et al. Ultrasound studies on the time course of clavicle ossification[J]. Int J Legal Med. 2008, 122(2): 163-7. [本文引用:1]
[12] Quirmbach F, Ramsthaler F, Verhoff MA. Evaluation of the ossification of the medial clavicular epiphysis with a digital ultrasonic system to determine the age threshold of 21 years[J]. Int J Legal Med. 2009, 123(3): 241-5. [本文引用:1]
[13] Kreitner KF, Schweden F, Schild HH, et al. Computerized tomography of the epiphyseal union of the medial clavicle: an auxiliary method of age determination during adolescence and the 3rd decade of life?[J]. Rofo, 1997, 166(6): 481-6. [本文引用:1]
[14] Kreitner K F, Sehweden F J, Riepert T, et a1. Bone age determination based on the study of the medial extremity of the clavicle[J]. Eur Radiol, 1998, 8: 1116-1122. [本文引用:1]
[15] Schulz R, Schmidt S, Reisinger W, et a1. Studies on the time frame for ossification of the medial epiphysis of the clavicle as revealed by CT scans[J]. Int J Legal Med, 2005, 119: 142-145. [本文引用:1]
[16] Mühler M, Schulz R, Schmidt S, et al. The influence of slice thickness on assessment of clavicle ossification in forensic age diagnostics[J]. Int J Legal Med. 2006, 120(1): 15-7. [本文引用:1]
[17] Schulze D, Rother U, Fuhrmann A, et al. Correlation of age and ossification of the medial clavicular epiphysis using computed tomography[J]. Forensic Sci Int. 2006, 10158(2-3): 184-9. [本文引用:1]
[18] Kellinghaus M, Schulz R, Vieth V, et al. Forensic age estimation in living subjects based on the ossification status of the medial clavicular epiphysis as revealed by thin-slice multidetector computed tomography[J]. Int J Legal Med. 2010, 124(2): 149-54. [本文引用:1]
[19] Bassed RB, Drummer OH, Briggs C, et al. Age estimation and the medial clavicular epiphysis: analysis of the age of majority in an Australian population using computed tomography[J]. Forensic Sci Med Pathol. 2011, 7(2): 148-54. [本文引用:1]
[20] Richard B Bassed, Christopher Briggs, Olaf H Drummer. Age estimation using CT imaging of the third molar tooth, the medial clavicular epiphysis, the spheno-occipital synchondrosis: A multifactorial approach [J]. Forensic Science International, 2011: 273. e1-273. e5. [本文引用:1]
[21] Schulz R, Mühler M, Reisinger W, et al. Radiographic staging of ossification of the medial clavicular epiphysis[J]. Int J Legal Med. 2008, 122(1): 55-8. [本文引用:1]
[22] Schmidt S, Schmeling A, Reisinger W, et al. Magnetic resonancei magilag of the clavicular ossification[J]. Int J Legal Med, 2007, 121: 321-324. [本文引用:1]
[23] Hillewig E, De Tobel J, Cuche O, et al. Magnetic resonance imaging of the medial extremity of the clavicle in forensic bone age determination: a new four-minute approach[J]. Eur Radiol. 2011, 21(4): 757-67. [本文引用:1]