利用CT三維測量額竇以推斷新疆維吾爾族人群性別的研究

孫 迪 鄧 爽 金 苗 王杰睿 米叢波

鑒定人體遺骸是法醫(yī)學最重要的方面之一，確定性別不明的人在法醫(yī)調查中具有至關重要的意義[1]。雖然骨骼殘片已被用于個體性別鑒定，但是在人死后骨頭仍然會消失，除了牙齒的釉質。因此，當發(fā)生爆炸、戰(zhàn)爭和其他大規(guī)模災害如地震、洪水等時，性別判定是非常困難的[2]。據資料記載，當顱骨及其他骨骼嚴重變形時額竇仍保持不變，因此，額竇可用于性別推斷[3]。額竇位于額骨內，它們由成對的空腔組成，其通過漏斗與鼻窩連通[4]。額竇由于形狀不規(guī)則而具有很大的變異性，并且由于個體差異性使得每個個體的額骨具有獨特性，就像同卵雙胞胎一樣[5]。額竇在出生時不明顯，在大約2歲時開始發(fā)育，5歲時在放射學上可見，20歲時達到最大值并保持穩(wěn)定[6]，除非出現額骨骨折、腫瘤或嚴重感染等非常罕見的疾病才會被破壞[7]。CT技術具有對病變顯示更全面，防止遺漏；具有高密度分辨率，對有密度改變的細微病變也能顯示出來，CT增強可以進一步明確病變性質的特點[8]被廣泛應用于法醫(yī)學的研究中，本研究從三維方向測量額竇的CT圖像，以推斷新疆地區(qū)維吾爾族人群的性別，得出額竇與性別之間的關系。

資料和方法

1.研究對象：本研究選取2016年12月～2018年4月就診于新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院口腔頜面外科和耳鼻喉科拍攝CT的患者138例（有10位患者因額竇受過外傷、手術、病理性因素而被排除），最終納入128例，其中男性70例，女性58例，年齡范圍在20～70歲。納入標準：①20～70歲維吾爾族患者；②患者登記有完整的個人信息；③額竇無炎癥、骨折、畸形等疾病。排除標準[9]：①年齡小于20歲或大于70歲的患者；②額竇先天生長發(fā)育畸形或有炎癥、創(chuàng)傷等疾患。

2.研究方法：所有患者均由同一種機型拍攝（64排螺旋CT∶GE LightspeedVCT），且拍攝醫(yī)師經過統(tǒng)一培訓；掃描過程中囑咐患者不能移動和做吞咽動作。

測量人員同樣須經統(tǒng)一培訓，每張片子測量三次取平均值，測量內容包括：額竇的長度，即在冠狀面上從上額竇的最內側壁到最外側壁的最大距離（圖1）；額竇的寬度，即在冠狀面上額竇上壁最高點和最低點間的最大距離（圖2）；額竇的深度，即在軸面上額竇前壁到后壁的最大距離（圖3）。

圖1 額竇的長度

圖2 額竇的寬度

圖3 額竇的深度

3.統(tǒng)計學分析：本研究采用SPSS23.0進行數據分析；本研究為計量資料，采用獨立樣本t檢驗進行左右側額竇間的比較；采用配對樣本t檢驗進行性別組間比較；根據logistic多元回歸方程建立性別推斷方程；ROC曲線下面積確定性別判定的最佳指標。

結 果

左右側額竇測量數據比較顯示（表1），女性組左側額竇長度的均值為24.010±3.257，男性組左側額竇長度的均值為28.343±3.601，P＜0.05，有統(tǒng)計學差異；女性組右側額竇長度的均值為和24.537±4.696mm，男性組右側額竇長度的均值為27.594±4.322mm，P＜0.05，有統(tǒng)計學差異。女性組左側額竇深度的均值為9.493±1.836，男性組左側額竇深度的均值為10.557±2.127，P＜0.05，有統(tǒng)計學差異；女性組右側額竇深度的均值為9.493±2.349mm，男性組右側額竇深度的均值為10.257±2.445mm，P＞0.05，有統(tǒng)計學差異.女性組左側額竇高度的均值為15.879±5.973，男性組左側額竇高度的均值為19.577±6.323，P＜0.05，有統(tǒng)計學差異；女性組右側額竇高度的均值為15.634±4.863mm，男性組右側額竇高度的均值為18.969±4.916mm，P＞0.05，有統(tǒng)計學差異。

表2顯示在男性組左右側額竇的長度、深度、高度的測量值均沒有統(tǒng)計學差異；同樣，在女性組左右側額竇的長度、深度、高度的測量值也沒有統(tǒng)計學差異。

表1 正常成年人左右側額竇各測量指標組間比較（n=128）

表2 正常成年人不同性別組間額竇測量數據的對比（n=128）

根據logistic多元回歸方程（表3）得出利用左側額竇推斷性別方程為：Logit（Y＝1）＝9.828-0.384*L長度（B＝-0.384，常數＝9.828 P＝0.000），總計百分比為75%（其中男性為77，1%，女性為72.4%）。

表4顯示，ROC曲線顯示左側額竇長度的曲線下面積最大為0.809，表明左側額竇的長度在性別推斷中是最靈敏的指標。

表3 利用左側額竇長度得出性別推斷方程

表4 ROC曲線表明左側額竇長度在性別推斷中是最靈敏的指標

討 論

法醫(yī)學是一門對未知身份識別的重要學科，性別推斷更是一項至關重要的環(huán)節(jié)，以往國內關于額竇性別判定的相關研究均是以漢族為研究對象，本研究是以新疆維吾爾族人群為研究對象進行一系列測量，彌補了相關數據庫，具有地域特色。為了使結果更精確，本研究嚴格的使用納入排除標準，排除額竇有先天性發(fā)育畸形或后天疾病等的患者，使用64排螺旋CT來進行額竇的三維測量，使得結果更加可靠和精準。從冠狀面和軸面測量左右側額竇的長度、高度和深度。

在法醫(yī)學研究中，與多層CT掃描相比，CBCT具有低劑量輻射和相對低成本的優(yōu)點。再加上其圖像的質量和保真度，CBCT在所有口腔專業(yè)診斷影像中占有非常重要的地位[10]。不同于口外X線片的限制（如二維圖像，其質量仍取決于所使用的技術和設備），CBCT程序提供了軸位，冠狀位，矢狀位和斜位圖像重建的視圖，以及三維重建模式[11]。因此，CBCT在法醫(yī)學研究中也起著非常重要的作用。

但CT同樣是被推薦用于法醫(yī)鑒定的方法之一。CT的優(yōu)點有很多，如CT可以獲取竇腔的截面圖像，對竇腔進行三維掃描，并能消除重疊結構[12]；并且CT掃描的圖像分辨率高，測量數據更精準[13]。但CT仍有其局限性，其機器的高成本限制了其在法醫(yī)研究中的應用，尤其是在經濟不發(fā)達的國家[14]。

本研究通過測量額竇CT圖像在冠狀位、軸位上的最大長度、最大高度以及最大深度來推測其與性別之間的關系，發(fā)現與女性相比，男性額竇的長度、寬度、深度的測量均值均顯著高于女性，此結果與Lee等人[15]的研究結果一致，他們通過測量額竇CT圖像得出男性的額竇三維測量值均大于女性。同樣，2016年，Mitra Akhlaghi等人[16]發(fā)現在20～34歲年齡組，男性額竇的高度和寬度測量值均高于女性，在35～49歲年齡段，男性右側額竇的前后徑測量值高于女性，也與本研究結果一致。

在本研究中，多元回歸方程提示左側額竇長度是所有測量項目中最好的性別推斷指標，總體準確率為75%，雖然75%在性別推斷中是非常高的，但在實際應用時仍有局限性，如果在進行性別推斷時結合其它測量指標，此百分比還會有所增加。Uthman等人[12]將顱骨測量結果添加到額竇的測量結果中，性別推斷的整體準確度上升到85.9%。除此之外，Camargo等人[17]報道額竇測量值在性別推斷中的準確率也高達79.7%。在本研究中，ROC曲線下面積也表明了左側額竇長度是最佳性別推斷指標。而Uthman等人[12]的結果是左側額竇的高度是最靈敏的診斷指標，其次為右側額竇的長度。這種差異可能與自身營養(yǎng)狀況、地理環(huán)境、和種族特色等有關[18]。

雖然本研究的性別判定的準確率高達75%，但仍有一些不足的地方，①在進行性別判定時，如果能增加額竇的其它測量項目（容積、形狀[19]）其準確率還會上升。②本研究經過嚴格的納入排除標準篩選后，樣本量較小，后期為進一步提高準確率，將擴大樣本量。

以上研究表明，額竇的CT影像測量值（尤其是左側額竇的長度）在性別推斷中是有價值的，為法醫(yī)學數據庫增補了新疆維吾爾族性別判定的相關資料。