基于全脊柱X線攝影的四川漢族女性身高推斷

崔井會 ，駱瑩貞 ，范 飛 ，彭 釗 ，鄧莉萍 ，張 奎 ，鄧振華

（1.四川大學華西基礎醫(yī)學與法醫(yī)學院，四川 成都 610041；2.四川大學華西醫(yī)院放射科，四川 成都 610041）

個體識別是法醫(yī)學研究中的重要任務之一，包括身高、年齡、性別、種族等的推斷。其中身高推斷是個體識別工作的重要組成部分，在法庭科學實踐中占有重要地位。實際檢案中，身高推斷在尸源查找以及無名尸體、白骨化尸體、碎尸等案件的偵破中有時起到關鍵作用。由于人口流動性的增加、人類體質的整體提高以及種族和地區(qū)間的差異，身高推斷的研究已成為常規(guī)性研究。國內外學者常借助直接測量或放射學技術收集特定群體的四肢長骨、不規(guī)則骨、體表解剖標志等數(shù)據(jù)建立身高推斷的回歸方程[1-2]。我國身高推斷已有的相關成果中研究樣本多來源于20世紀80年代，用于當代國人身高推斷準確性較低[3]。因此，建立適合當代國人身高的推算模型就顯得格外重要。

國內外的相關研究[4-10]表明，椎體高度與身高具有良好的相關性，但目前國內外均采用的是單個或幾個椎體或部分椎體節(jié)段進行研究。NAGESH等[11]根據(jù)全椎體高度進行身高推斷，結果顯示，該方法具有較高的準確性。因此，本研究旨在采用直接數(shù)字X射線攝影（direct digital radiography， DDR）技術，測量四川漢族女性全椎體高度，構建身高推斷的回歸數(shù)學模型，為法醫(yī)學實踐積累基礎數(shù)據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究共收集200例四川漢族健康女性的全脊柱正側位數(shù)字化X線片，年齡范圍12～78歲，平均年齡為35.3歲。選取的DDR圖像清晰，可清楚觀測標志點。

排除標準：脊柱有病損、畸形或手術史者；服用影響代謝與發(fā)育及骨生長的藥物者；有影響骨生長、發(fā)育與代謝的全身性疾病者。

本研究符合醫(yī)學倫理學相關條款規(guī)定。

1.2 方法

1.2.1 觀察方法

按照中國體育科學學會體質研究會編制的《體質測量》中身高測量方法[12]，在攝片前用人體身高坐高測量計測量每個個體的身高（y），測量單位為厘米（cm），精確至0.1cm。DDR圖像采集采用大平板多功能數(shù)字化透視/攝影系統(tǒng)SONIALVISION SafireⅡ［島津企業(yè)管理（中國）有限公司］，拍攝條件為管電壓70～95kV，管電流 250～400mA，曝光時間 5.0～8.0ms，固定球管中心至成像板的距離為120cm。拍攝體位：標準的站立全脊柱正側位。圖像后處理及指標測量采用syngo?Studio Workplace V36C（德國 Siemens AG公司）圖像后處理軟件進行。

1.2.2 觀測指標

本研究測量指標參照經典法醫(yī)人類學骨骼測量方法確立。在全脊柱DDR正位片上測量正位全椎體高（x1）：自樞椎齒狀突頂點至第五腰椎椎體下緣的垂直距離（圖1A）。在全脊柱DDR側位片上測量側位全椎體高（x2）：自樞椎齒狀突頂點至第五腰椎椎體下緣的垂直距離（圖2B）。將x1與x2的平均值作為一個新的統(tǒng)計變量，記作x3。

1.2.3 統(tǒng)計方法

應用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行分析。對身高及各測量指標進行單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗分析其是否符合正態(tài)分布，采用獨立樣本的t檢驗對隨機選取的20例樣本一人兩次測量（相隔大于1月）結果的一致性進行檢驗，利用單一測量指標建立身高推斷的線性回歸方程。檢驗水準α=0.05。

回代檢驗：按照納入標準重新收集30例全脊柱正側位攝影檢查的女性樣本，測量并計算上述指標，代入上述回歸方程，以檢驗其準確性。

圖1 全脊柱X線片

2 結 果

表1 分析樣本與驗證樣本各年齡段樣本分布（例）

同一測量者的20例兩次測量結果經t檢驗顯示差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

分析樣本與驗證樣本各年齡段樣本分布見表1；身高（y）及各測量指標（x1～x3）的描述性統(tǒng)計分析結果見表2；利用各測量指標所建立的方程見表3、圖3；使用驗證樣本進行回代檢驗，結果見表4。

表2 身高及各測量指標的描述性分析（n=200，cm）

表3 單個指標建立的線性回歸方程

圖3 各指標與身高的方程擬合圖

表4 各方程驗證樣本回代驗證結果

所有的指標（x1～x3）及身高均符合正態(tài)分布，且各指標與身高之間有良好的相關性，建立3個線性回歸方程，所有方程均有統(tǒng)計學意義（P=0.000），相關系數(shù)分別為 0.750（x1）、0.754（x2）、0.762（x3），每個指標的散點圖均顯示出各指標與身高具有良好的線性關系。其中利用正側位全椎體高度平均值所建立的回歸方程標準估計誤差最小，為±4.50cm。經回代檢驗，所有方程的平均絕對誤差在±3.32～±3.76 cm，其中以利用側位全椎體高所建立的回歸方程準確性最高，平均絕對誤差為±3.32cm。

3 討 論

身高推斷作為法醫(yī)學個體識別中的重要組成部分，一直是國內外學者研究和關注的重點之一。1899年，PEARSON[6]利用股骨進行身高推斷，并建立了身高推斷的回歸方程。之后，各國學者也對利用長骨進行身高推斷進行了研究，并建立了相應人群的身高推斷方程。為了更加適應實際檢案的需要，自20世紀60年代開始，陸續(xù)有學者對殘存長骨進行測量研究，以期找到利用部分長骨或長骨碎片進行身高推斷的方法。李鐵英等[13]建立了基于股骨、脛骨、尺骨、肱骨骨性標志測量值的多元回歸方程，同時考慮到長骨近端、遠端或兩端同時缺失的回歸方程；張繼宗[14]建立了中國女性不完整長骨推斷身高的回歸方程。隨著對身高推斷研究的不斷深入，盡管長骨推算身高的準確性最高，但單純用四肢長骨進行身高推斷已經不能滿足實際檢案的需要。PEARSON[6]及STEVENSON[7]相繼提出了利用椎體進行身高推斷的可能性，之后有學者利用不同椎體節(jié)段進行了身高推斷的研究，并建立了相應人群的身高推斷方程[4-5，11，15]。以上研究樣本都來自于尸體或者干骨，由于受到樣本來源的限制，多數(shù)研究樣本量較小。此后有學者探索利用皮膚體表解剖標志等進行身高推斷，鄭靖中等[16]測量了1 585名西安漢族青年學生的身高及胸骨長度，并提出了由胸骨長推算身高的回歸方程。隨著醫(yī)學影像技術的發(fā)展，其在骨骼成像及測量方面的優(yōu)勢迅速顯現(xiàn)并很快應用于法醫(yī)人類學的研究。PATIL等[17]用放射學方法測量顱骨側位片中相關測量指標，進行身高推斷回歸分析；PELIN等[15]及TORIMITSU等[5]分別應用磁共振及多排螺旋CT研究了骶椎和尾骨與身高的關系；ZHANG等[18]利用CT三維重建技術研究了胸骨與身高的關系并建立了身高推斷的回歸方程。

利用放射學方法進行身高推斷的研究是以活體為研究對象，樣本來源范圍廣，樣本量基本不受限制，同時能夠清晰地顯示測量標志點，使測量結果更加準確。

我國利用脊柱進行身高推斷的研究相對較少：常云峰等[8]利用X射線攝影技術測量了514例中國四川漢族人群脊柱胸段長度，建立了身高推斷的回歸方程，其R在0.624～0.834，身高估計值的標準誤差在3.88～4.72cm；青思含等[9]測量206例活體女性腰椎高度建立了身高推斷的回歸方程，其R為0.533～0.834，標準估計誤差 3.219～5.004 cm；ZHANG等[10]測量412例（男女各206例）活體腰椎高度及單個椎體前、中、后份高度建立了身高推斷的回歸方程，其標準估計誤差為 4.108～6.010 cm（男）、2.982～4.192 cm（女）；NAGESH等[11]測量117例（男性72例，女性45例）尸體全椎體高度及各脊柱節(jié)段高度建立了身高推斷的回歸方程，其 R 為 0.776～0.583（男）、0.708～0.352（女），標準估計誤差為 4.38～5.65cm（男）、4.16～5.58cm（女）；張召暉等[19]利用X線片測量了150例四川漢族男性活體第3～7頸椎前后緣高度建立了身高推斷的回歸方程，其R為0.259～0.656，身高估計值標準誤為4.30～5.79cm。以上研究均以單個椎體或部分脊柱節(jié)段為研究對象，影像資料為局部椎體X線片，由于受到影像學資料的限制，其測量范圍較局限，無法了解脊柱的整體情況。本研究以大平板多功能數(shù)字化透視/攝影系統(tǒng)SONIALVISION SafireⅡ采集的全脊柱正側位圖像為研究對象，一次性完整呈現(xiàn)全脊柱正側位圖像，同時將全脊柱作為一個整體進行研究，最大程度地減少了椎體之間連接結構及椎體形態(tài)對身高的影響，同時，測量研究對象身高后隨即進行全脊柱正側位攝影檢查。建立的所有回歸方程均有統(tǒng)計學意義，其中利用x3建立的回歸方程復相關系數(shù)最大（0.762），且標準估計誤差最?。ā?.50 cm）；利用 x1所建立的回歸方程復相關系數(shù)最?。?.750），且標準估計誤差最大（±4.60cm）。經回代檢驗，利用側位全椎體高所建立的回歸方程準確性最高，平均絕對誤差為±3.32 cm。與上述其他研究相比，本研究利用全脊柱正側位DDR片測量全椎體高建立的身高推斷方程標準估計誤差和平均絕對誤差均較小，采用全椎體高度進行身高推斷具有較高的應用價值。

我國目前使用的身高推斷方程多是20世紀80年代的研究成果，在實際工作中已經存在明顯誤差，同時鑒于種族、地域等的差異，推算身高的研究已經成為一項常規(guī)性研究[20]。本研究利用影像學技術，以活體為研究對象，測量數(shù)據(jù)較準確，與利用尸骨進行身高推斷相比較，減少了許多外界因素的影響，所建立的方程平均絕對誤差較小，具有較強的實用性。同時，此技術可用于碎尸案及無名尸案傳統(tǒng)尸體檢驗前的影像學檢查。值得注意的是，本次的研究樣本具有一定的地域、民族、時代的特異性，其他地區(qū)或民族的身高推斷應用該方程具有一定的局限性，需做進一步研究。

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