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王福磊, 王刚, 杨超朋, 田雪梅. 胸骨性别判定的研究进展[J]. 刑事技术,2015,40(1): 67-70
WANG Fu-lei, WANG Gang, YANG Chao-peng, TIAN Xue-mei. Research Progress on Sex Determination from Morphology of Sternum[J]. Forensic Science and Technology,2015,40(1): 67-70  
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《刑事技术》编辑部
胸骨性别判定的研究进展
王福磊1, 王刚2, 杨超朋3, 田雪梅3
1. 北京市公安局公安交通管理局,北京 100020
2. 河南省安阳市公安局刑侦支队,河南 安阳 455000
3. 公安部物证鉴定中心,北京 100038

作者简介：王福磊（1985-）,男,河南新乡人,医学硕士,研究方向为法医病理学、法医人类学。E-mail:wfl20060501@sina.com

摘要

人类胸骨的形态特征与性别具有密切关系,各项研究普遍认为,胸骨具有显著性别差异,其指标有：胸骨总长、胸骨体长、柄宽、柄厚、体宽、体厚、胸骨面积。但指标胸骨柄长、胸骨指数的性别差异仍然存在争议。合理联用性别差异显著的相关指标,建立性别判别方程式,确定相应的临界判别值,判定性别即可获得较高的正确率。现有数据显示,国内外研究胸骨判定性别结果的精度可高达90%以上。目前国内的研究方法主要为通过手工测量长度指标获取测量值,计算有关指数,此类方法对骨骼的处理费时费力且人为因素影响较大。医学影像技术的进步,有望简化处理该过程,使得研究结果更为科学精确,特别是多层螺旋CT在法医人类学检查、测量及同一认定中具有实用价值。借鉴国外一些利用X线摄影、CT扫描技术进行有关研究的方法,采用多层面重组结合三维重建图像的测量方法有望获得更为准确的测量数据,为胸骨的性别判定提供1种快捷、准确的新途径。本文对国内外胸骨性别差异的相关研究成果进行了综述,尤其关注了法医学个体识别方面的数据,这些资料为研究胸骨三维重建影像的形态特征奠定了基础,将有力促进胸骨个体识别方法的突破性发展。

关键词: 法医人类学; 胸骨; 性别判定
中图分类号:DF795.4 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2015)01-0067-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2015.01.015
Research Progress on Sex Determination from Morphology of Sternum
WANG Fu-lei1, WANG Gang2, YANG Chao-peng3, TIAN Xue-mei3
1. Beijing Public Security Traffic Management Bureau, Beijing 100020, China
2. Criminal Investigation Section, Anyang Public Security Bureau, Henan Anyang 455000, China
3. Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
Abstract

Domestic and foreign researches have shown that the morphological character of sternum has strong connections with sex. The sternum length, gladiolus size, manubrium cubic shape and sternum dimension were often used as indicators of sex, but it is still disputable to identify sex with the index of sternum. Therefore, to establish an equation of differentiating sex is considerable based upon selecting the high credible elements indicated above so as to define a threshold value for identifying sex and achieve higher accuracy. Present data, home and abroad, demonstrates that the accuracy of sex identification with the morphology of sternum is greater than 90 percent. The manual measurement of the sternum length is the main method to acquire relative values, which is time-consuming and laborious, easily affected by operators. New medical imaging technology, for example, the multi-layer spiral computed tomography, is bringing new resort to identify sex through sternum, convenient to handle and operate. More accurate and accessible data will be acquired by 3D reconstruction imaging combined with multiplanar reconstruction, X-ray photographing and CT scanning. This paper summarizes the relevant reference on sternum morphology of different sex, and especially focuses on the forensic data of assistance in the individual identification, hoping to shed light on the study of 3D reconstruction imaging of sternum morphology and improve the innovation of method for individual identification by sternum.

Keyword: forensic anthropology; sternum; sex identification

在法医工作中, 尸体高腐、碎尸、白骨化, 灾难事故中多人遗骸混杂分布、毁坏严重、骨骼零散等情况均对个体识别带来一定困难。由于在实际工作中往往不能获得全部骨骼, 对单一骨骼的性别研究极为重要。根据骨骼特征正确判定性别成为推断骨骼年龄的前提和个体识别的重要步骤。人的胸骨是一块平直的类长方体骨骼, 构成了胸廓前中部, 是法医学检验中判断性别的一项主要指标。国内外专家学者对其性别差异进行了大量研究, 获得了一定的研究成果。随着影像技术的进步, 胸骨性别的判定方法也有待进一步发展。

1 国外研究
1.1 实物测量法

实物测量法作为最原始的人类学骨骼测量方法, 早在19世纪中叶, Hytrol[1]对胸骨柄、体长度进行测量, 计算出了胸骨柄体指数（柄长÷ 体长× 100）, 经统计, 当该指数≤ 50时可判定为男性, > 50时可判定为女性。但是, 在实际应用中常常会出现部分标本的判定结果错误。后来, Dwight[2]又分别统计了不同性别白人的身长和胸骨长度, 计算出了男、女两性的身长与胸骨长的比例指数, 可是利用此指数判定性别的正确率也相对较低。

据Ashley[3]（1956a）述, Wenzel在1788年进行了关于两性胸骨柄体长度比差异的一项研究, 其研究结果得到了Dwight（1890）和Hyrtl[4]（1893）的支持。他们指出, 女性胸骨柄和胸骨体之间的比率为1:2, 男性小于1:2。Hyrtl定义了Hyrtl’ s法则：女性胸骨柄一般超过胸骨体长度的一半, 而男性胸骨体长通常是胸骨柄长的两倍。Paterson[5]也记载称男性的胸骨体比女性较长而窄。然而, Hyrtl法则对马哈拉施特拉邦地区人口胸骨的性别判定是有限的, 利用胸骨指数不能得出决定性的结论, 胸骨指数因种族而异[6]。

在对55名男性和35名女性进行的一项研究中, 对胸骨分段的长度、宽度和厚度做了综合性形态分析, 分段由边缘切迹确定。形态分析表明, 男性和女性是相同的。按外形的标准化将胸骨以一种标准化形状呈现, 则该形状存在于超过2/3所分析的男女样本[7]。由此可知, 两性胸骨具有标准化形状特点, 则有的指数指标不会具有显著差异。

以上不同研究结果表明, 胸骨指数用于判定性别的可靠性有待进一步论证。然而, 应用长度指标的直接测量结果判定性别较为广泛, 尽管有研究表明个别长度指标也不可靠。不同时期、不同种族的测量值也存在差别。1958年, 楠赖寿雄[8]就通过对376例日本人口的胸骨样本进行测量统计, 建立了包括长、宽、厚等7个形态指标的性别判定标准, 专门用于判定日本人的胸骨性别。

为了使用同一胸骨指标的测量值确定胸骨的性别, 文献中定义了各种判定法则, 如“ 149法则” [9]和“ 136法则” [10]。这些定义的法则是在“ 测量值大于临界值属于男性, 小于临界值属于女性” 的基础上制定的。不同人群如美国的白人和黑人一直被认为是法则中数字不同的主要原因[11, 12]。对于欧洲人胸骨的性别判定, Ashley（1956b）制定了149法则, 据此, 男性胸骨长超过149mm, 而女性胸骨长度小于149mm。此法则适用于欧洲77.6％的男性胸骨和80.4％的女性胸骨。Ashley[13]分别测量了欧洲、非洲人胸骨的总长、柄长和体长, 对测量值的统计结果证明这些形态指标具有显著的性别差异。

一项源自印度的研究显示, 胸骨柄平均长度男性和女性分别为53mm和48mm, 柄体联合的平均长度男女分别为149mm和124mm[14]。另一项研究测量了115例马哈拉施特拉邦人口完全骨化的成人干燥胸骨的柄长、体长和柄体总长度, 应用胸骨柄“ 50法则” 可以确认77.3％男性和77.5％女性的骨骼性别, 应用胸骨体81法则可以确认73.3％的男性和75％的女性, 而应用柄体总长131法则可以认定85.3%的男性和77.5% 的女性[15]。

Osunwoke等[16]研究表明, 33块（48.5％）男性胸骨柄长度小于61mm, 这是女性胸骨记录的最大长度, 而2块（7.69％）女性胸骨长度小于40mm, 这是男性胸骨的最小长度。Ashley (1956b) 得到男性为52.2mm, 女性为47.9mm。Jit和Bakshi (1986)得到男性为51.73mm, 女性为48.42mm。与其研究结果男性（60.7± 10.7）mm和女性（46.0± 6.13）mm相一致。这一观察结果表明, 男性和女性之间胸骨的平均长度差异为14.7mm, 具有统计学意义（P < 0.05）, 男性胸骨比女性长。人的胸骨是具有高度性别二态性的骨骼, 只有胸骨体和胸骨总长被认为区分男女性胸骨非常有用。从该研究中使用的参数上看, 胸骨体长度区分89.70％的男性和61.5％的女性, 而柄体总长度区分94.11％的男性和69.23％的女性, 可以正确判定性别。没有发现胸骨柄长的性别差异。

但是, 胸骨指数在有的研究中也具有良好的性别判定效果。2010年, P. J. Macaluso[17]测量了南非123例男性和83例女性胸骨的柄长、体长、柄体总长、柄宽、第1胸骨节体宽、第3胸骨节体宽、柄体指数、胸骨面积等8项指标, 结果显示, 所有长度指标和指数指标都具有高度性别差异, 所建判别方程的正确判别率达86.4%。

1.2 影像测量法

1980年, Jit等[10]利用X线照相技术, 测量分析了400例印度北方成年两性的胸骨样本。统计结果显示, 男性胸骨平均长度比女性长, 可将胸骨全长136mm作为性别判别值。结合肋软骨的骨化程度, 利用该判别值判定印度成人性别, 准确率可高达85%以上。Jit等[18](1986) 对北印第安人的胸骨性别进行研究后又得出结论：Ashley指出的第一条法则并不适用于印第安人胸骨, 相对于欧洲人, 印第安人胸骨较短。

在一项对胸骨X线形态进行的研究中, 如果X线色散范围广, 可以通过X线测量人胸骨的长和宽进行正确率较高的性别判定。给定的关系公式只有当测量成人胸骨时才有效[19]。该研究旨在使用胸骨作为法医学个人识别研究要素, 人体骨骼的检查显然在个体识别方面有极其重要性。

影像技术由X线摄影向多排螺旋CT的发展, 推动了影像测量法在人类学上的应用。2010年, Ramadan等[20]分析了340例土耳其人的胸部螺旋CT图像, 建立了平行于胸骨长轴的冠状图像及与第4肋胸骨端水平的冠状图像, 结果发现左侧第4肋宽（FRW）用于性别判定比右侧的FRW更显著, 当“ 142法则” 只用于柄体总长时, 性别判定的精确度超过80％, 仅胸骨面积（SA）的临界值为5600mm2, 仅FRW的临界值为16mm。然而, 只用FRW, Hyrtl法则和柄体指数不能为性别判定提供足够的精度, 联用SA和FRW进行性别判定模型精度最高（88.2％）。作者还认为, 联用胸骨和第4肋骨进行性别判定的最好指标是SA 和 FRW, 这类似于Torwalt和Hoppa的报告[21]。结论：多层螺旋CT在各种人类学和法医检查中进行可靠的测量并确定其准确性上具有实用价值。

2 国内研究

早在20世纪60年代, 韩连斗等[22]对不同性别中国人的胸骨进行了形态学测量研究。其研究测量了160例男、女性样本的胸骨柄和胸骨体的长、宽、厚等指标, 计算出了胸骨柄长宽比, 胸骨体长宽比, 胸骨体宽厚比, 以及胸骨柄体长度比等4项指数。研究结果表明, 除胸骨体宽厚指数外, 其他各指数均具有性别差异, 但实际判别率较低。

为积累国人体质调查资料, 郭进学等[23]对长春出土的127例（男性86例, 女性41例）成年干燥胸骨样本的总长、柄长、柄最大宽、体宽、体厚进行了测量, 并计算了胸骨柄长指数、胸骨长宽指数。其中总长、体长、体厚3项性差非常显著。

杨玉田等[24]系统测量了191例成年干燥胸骨的8项长度指标, 包括胸骨总长, 胸骨柄长、宽、厚, 胸骨体长、宽、厚等, 并计算出胸骨长宽指数、胸骨体长宽指数等6项指数。经统计分析, 其中胸骨总长、柄宽、柄厚以及胸骨体长和体宽的性差显著。

第一次建立胸骨性别判别方程是在1988年, 刘武等[25]测量了85例中国长春地区人口的两性胸骨样本, 包括总长、柄长、柄宽、柄最大厚、体长、体宽和体最大厚等7项长度指标, 建立了21个性别判别方程, 确定了相应判别值, 对国人胸骨的判别率高达90%以上, 应用价值较高。

1996年, 刘建国等[26]测得胸骨全长均值、胸骨柄、体各径, 经统计学分析, 其男女性差均非常显著。但是, 计算出的胸骨各指数经统计学处理, 其两性差异均不显著。

2002年, 张布和等[27]通过测量发现, 胸骨总长、柄最大宽、体长、体厚的男女性差显著, 柄最小宽, 柄厚、体最大宽也具有一定性差。其中, 胸骨总长与柄长、柄宽、柄厚、体长和体最大宽之间, 胸骨柄长与柄宽、柄厚、体最大宽之间分别具有高度相关性。

由上可见, 以上采用实物测量法的研究结果一致认为：直接测量的长度指标具有显著性差, 而胸骨各指数的性别差异不显著, 判定性别的实际应用价值不大。目前, 国内尚未见引入影像测量法研究胸骨性别的报道。

3 展 望

综上所述, 胸骨存在着显著的性别差异, 但是由于种族、地区、时代等多种因素影响, 各个参数指标性别差异的显著性在不同的研究对象群体中不尽相同, 所选指标的可靠程度与具体应用范围需要深入地研究论证。一致认为具有显著性别差异的指标有：胸骨总长、胸骨体长、柄宽、柄厚、体宽、体厚; 有人认为胸骨面积也具有显著性别差异; 仍然存在争议的指标有：胸骨柄长、胸骨指数。胸骨指数能否得出决定性的结论, 可能与种群相关。目前国内外使用胸骨进行性别鉴定的研究中, 利用性别判别方程的最高正确率可达90%以上。国内现有的胸骨测量数据主要是二三十年前根据骨骼标本测量获得的, 随着国人体质的不断发展, 胸骨的人类学测量数据难免发生变化, 相应的性别差异也有待于进一步探讨。

当前国内的研究方法主要为实物手工测量, 对骨骼的处理费时费力且人为因素影响较大。随着影像技术的进步, 骨骼的研究进入了数字化时代, 成为虚拟解剖研究的一个重要方面, 使得科学的研究结果日趋精确。多层螺旋CT在法医人类学检查、测量及同一认定[28]中都具有较实用价值。国外一些利用X线摄影、CT扫描技术进行有关研究的方法可资借鉴。CR片的测量需要考虑放大率的影响, 而多排螺旋CT重组图像不存在放大率的问题, 这无疑将大大提高测量数据的准确性。3D成像是评价轴扫图像和多层面重组（MPR）图像空间关系的一项重要的辅助手段, 可以提供良好的解剖学整体概观, 而MPR图像可以给出详细的骨质信息, 故可以联用于检测和描述骨骼形态[29]。因此, 采用MPR重建结合三维重建图像的测量方法有望获得更为准确的测量数据, 为胸骨的性别判定提供一种快捷、准确的新途径。

The authors have declared that no competing interests exist.

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