程 柳 吳征春 孫灝琳
(1.中國刑事警察學(xué)院法醫(yī)學(xué)系,遼寧 沈陽110035;2.麻江縣公安局刑偵大隊(duì),貴州 黔東南557600)
在法醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,個(gè)體的年齡推斷是個(gè)體識(shí)別的重要內(nèi)容,在識(shí)別出生記錄不明或無身份信息的個(gè)體、重大災(zāi)難受害者身份認(rèn)定、古人遺骸的身份信息推斷以及涉及虐待、移民等問題等方面均發(fā)揮重要作用。牙齒作為人體最堅(jiān)硬的器官,可以長期保存,具有增齡性變化特點(diǎn),且發(fā)育過程受外界因素影響?。?,2]。因此被國際法醫(yī)年齡推斷研究協(xié)會(huì)認(rèn)可為年齡推斷的主要方法之一[3]。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展,全頜曲面斷層x線片(panoramic radiograph,PR)因其無外傷成本低輻射小等優(yōu)勢在牙科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛使用,利用PR片觀察牙齒發(fā)育情況,進(jìn)而推斷年齡成為法醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前,常用的Demirjan法和Cameriere法多用于未成年人年齡的推斷,且年齡與觀測變量間的推導(dǎo)公式在不同種族和人群中有較大的差異。本研究利用PR片采集中國東北18~60歲成人的恒牙資料,構(gòu)建牙齒的相關(guān)參數(shù)與年齡的回歸模型,以期建立利用PR片快速無損推斷年齡段的方法。
選取中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院口腔科就診的240名漢族成人,籍貫為中國東北地區(qū),年齡在18歲到60歲之間,平均年齡35.93歲。其中男性139名,女性101名。
納入標(biāo)準(zhǔn):(1)東北地區(qū)漢族;(2)拍片時(shí)年滿18周歲以上,除第三磨牙外恒牙均已萌出;(3)身體健康,發(fā)育正常;(4)無影響牙齒發(fā)育的疾病史或手術(shù)史;(5)整頜無明顯畸形,無嚴(yán)重牙周病變;(6)PR片顯影清晰。
240例受測對(duì)象統(tǒng)一使用kodak9000C數(shù)字化曲面斷層全景X光機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)體位下進(jìn)行拍攝。利用機(jī)器攜帶的固定裝置將兩側(cè)外耳道、頦部等部位固定,使所有患者拍攝時(shí)均處于同一位置。拍攝前在拍攝對(duì)象下頜骨正中頦隆凸處放置一實(shí)際長度為1cm的金屬標(biāo)尺,標(biāo)尺所在平面與正中矢狀面垂直。
將獲得的PR片導(dǎo)入Motic Images Plus 2.0圖像處理與測量軟件中。為了降低通過PR片測量牙齒發(fā)育數(shù)據(jù)過程中因放大和拍攝角度產(chǎn)生的誤差,將所需測量數(shù)據(jù)的實(shí)際長度轉(zhuǎn)化為與實(shí)際長度1cm的金屬標(biāo)尺長度的相對(duì)長度。
選擇上下頜28顆牙齒(不含第三磨牙),以上頜左側(cè)第二磨牙為1號(hào),上頜右側(cè)第二磨牙為14號(hào),上頜依次為1~14號(hào);下頜左側(cè)第二磨牙為1′號(hào),上頜右側(cè)第二磨牙為14′號(hào),下頜依次為1′~14′號(hào)。測量各牙齒的牙齒全長(tooth length TL)、牙根長(root length RL)、牙冠長(crown length CL)、牙冠寬(crown width CW)、牙髓長(pulp length PL)和牙髓寬(pulp width PW)6個(gè)項(xiàng)目作為研究指標(biāo),上頜和下頜均有84個(gè)數(shù)據(jù),每張X線片共計(jì)測量168個(gè)數(shù)據(jù),分別用X1~X84和X′1~X′84標(biāo)示。其中,牙齒全長為牙冠最突出點(diǎn)至牙根尖最突點(diǎn)的垂直距離(多根牙齒選用近中根尖最凸點(diǎn))的垂直距離;牙根長為兩側(cè)牙槽嵴連線到牙根尖最突點(diǎn)的垂直距離(多根牙齒選用近中根尖最凸點(diǎn));牙冠長為兩側(cè)牙槽嵴連線至牙冠最頂點(diǎn)的垂直距離;牙冠寬為牙冠近中面和遠(yuǎn)中面最凸點(diǎn)間的距離;牙髓長為牙髓腔最頂端到齒根最末端的距離;牙髓寬為牙髓腔近中面和遠(yuǎn)中面最凸點(diǎn)間的距離。測量單位為mm。為減小測量誤差,使用同一軟件和人員進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。如圖1所示。
圖1 牙齒生長發(fā)育數(shù)據(jù)測量示意圖
獲得數(shù)據(jù)導(dǎo)入spss22.0軟件進(jìn)行分析和處理。因研究中涉及到的變量較多,本研究采用了主成分分析和多元回歸分析相結(jié)合的方法。為了比較上下頜之間牙齒各指標(biāo)的差異,對(duì)上下頜數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn),結(jié)果提示具有顯著差異性。分別分析上頜14顆牙齒數(shù)據(jù)的TL、RL、CL、CW、PL、PW與年齡的相關(guān)性。棄去樣本量不過半或不具有顯著相關(guān)性的變量,其余變量進(jìn)行主成分分析后得到主成分表達(dá)式。因主成分分析表達(dá)式中的變量實(shí)際是標(biāo)準(zhǔn)變量,在進(jìn)行主成分計(jì)算前對(duì)原始變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化,所得變量重新命名為ZXi(下頜的變量命名為ZX′i)。主成分分析結(jié)束后以所得主成分為自變量,進(jìn)行多元線性回歸分析,建立推斷年齡的回歸方程。下頜14顆牙齒的年齡推斷模型使用同種方法進(jìn)行推導(dǎo)。最終得到利用東北18~60歲漢族成人上頜和下頜牙齒生長發(fā)育數(shù)據(jù)推斷年齡的多元線性回歸方程各一組。最后分別將相應(yīng)數(shù)據(jù)代回兩組回歸方程,計(jì)算推斷年齡與實(shí)際年齡的差值,以評(píng)價(jià)回歸方程的準(zhǔn)確性。此外使用多元線性回歸分析的方法分別推導(dǎo)利用單顆牙齒生長發(fā)育數(shù)據(jù)預(yù)測年齡的回歸方程。
研究共獲得240份東北漢族成人牙齒生長發(fā)育數(shù)據(jù),各牙齒測量指標(biāo)的TL、RL、CL、CW、PL、PW符合正態(tài)分布,分析各指標(biāo)與年齡的相關(guān)性。相關(guān)性分析結(jié)果見表1。
分別對(duì)上下頜牙齒TL、RL、CL、CW、PL、PW的差異性進(jìn)行檢驗(yàn),t分別為29.87、15.26、22.09、5.29、13.50、-28.53,p值均小于0.05,提示上下頜數(shù)據(jù)具有顯著差異性,因此在分析牙齒各測量指標(biāo)與年齡關(guān)系時(shí)分上下頜進(jìn)行分析。
利用單顆恒牙的TL等指標(biāo)建立推斷年齡回歸方程,結(jié)果整體上28顆牙齒推斷年齡的誤差都很大,誤差最小的上頜左側(cè)第一磨牙在±10歲內(nèi)準(zhǔn)確率為69.2%。除下頜左側(cè)尖牙外,單顆牙齒推斷年齡在±10歲范圍內(nèi)準(zhǔn)確性均高于60%(見表2)。
將上頜14顆牙齒的TL、RL、CL、CW、PL、PW與年齡進(jìn)行相關(guān)性分析后,84個(gè)指標(biāo)中有33個(gè)與年齡具有顯著相關(guān)性。利用這些變量進(jìn)行主成分分析。得到如下六個(gè)主成分因素:
表1 牙齒各項(xiàng)生長發(fā)育數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果及其與年齡的相關(guān)性分析結(jié)果
續(xù)上表
續(xù)上表
表2 單顆牙齒年齡推斷公式及其預(yù)測準(zhǔn)確性
續(xù)上表
Z1=0.0399ZX2+0.0618ZX3+0.0228ZX6+
0.0406 ZX8+0.0693ZX9+0.0228ZX12+0.0429ZX14+
0.0665 ZX15+0.0508ZX17+0.0697ZX21+0.0444ZX26+
0.0741 ZX27+0.0231ZX32+0.0653ZX33+0.0278ZX38+
0.0727 ZX39+0.0268ZX44+0.0738ZX45+0.0243ZX50+
0.0701 ZX51+0.0295ZX52+0.0418ZX56+0.0737ZX57+
0.0275 ZX62+0.0684ZX63+0.0356ZX68+0.0711ZX69+
0.0418 ZX74+0.0690ZX75+0.0228ZX78+0.0690ZX81+
0.0515 ZX83+0.0228ZX84
Z2=0.0767ZX2-0.0410ZX3+0.0241ZX6+
0.0717 ZX8-0.0441ZX9+0.0198ZX12+0.0821ZX14-
0.0528 ZX15+0.0334ZX17-0.0438ZX21+0.0919ZX26-
0.0528 ZX27+0.1038ZX32-0.0623ZX33+0.0957ZX38-
0.0362 ZX39+0.1086ZX44-0.0396ZX45+0.1071ZX50-
0.0521 ZX51+0.0332ZX52+0.1025ZX56-0.0492ZX57+
0.0960 ZX62-0.0548ZX63+0.1045ZX68-0.0615ZX69+
0.0985 ZX74-0.0632ZX75+0.0248ZX78-0.0632ZX81+
0.0454 ZX83+0.0248ZX84
Z3=-0.0181ZX2-0.0267ZX3+0.2166ZX6-
0.0367 ZX8-0.0093ZX9+0.2488ZX12+0.0201ZX14-
0.0284 ZX15-0.0491ZX17-0.0103ZX21-0.0029ZX26+
0.0003 ZX27-0.0454ZX32-0.0213ZX33-0.0628ZX38-
0.0165 ZX39-0.0857ZX44-0.0376ZX45-0.0896ZX50-
0.0507 ZX51-0.0065ZX52-0.0415ZX56-0.0179ZX57-
0.0128 ZX62-0.0132ZX63+0.0028ZX68-0.0231ZX69-
0.0127 ZX74+0.0161ZX75+0.3543ZX78+0.0161ZX81+
0.0550 ZX83+0.3543ZX84
Z4=-0.1151ZX2+0.0912ZX3+0.1024ZX6-
0.1862 ZX8-0.0208ZX9+0.0978ZX12-0.2175ZX14-
0.0940 ZX15-0.2560ZX17+0.0571ZX21+0.0425ZX26+
0.0317 ZX27+0.2365ZX32+0.0883ZX33+0.2716ZX38+
0.0807 ZX39+0.2309ZX44+0.0388ZX45+0.2605ZX50+
0.0675 ZX51+0.2624ZX52+0.0508ZX56+0.0078ZX57-
0.0068 ZX62-0.0062ZX63-0.1715ZX68-0.0043ZX69-
0.1613 ZX74+0.0467ZX75+0.0418ZX78+0.0467ZX81-
0.2535 ZX83+0.0418ZX84
Z5=0.2480ZX2-0.1154ZX3+0.1464ZX6+
0.2014 ZX8-0.0880ZX9+0.0583ZX12+0.1891ZX14-
0.0255 ZX15+0.1070ZX17-0.0020ZX21+0.0759ZX26+
0.1300 ZX27+0.0583ZX32+0.2293ZX33-0.1596ZX38+
0.2385 ZX39-0.1079ZX44+0.2194ZX45-0.0676ZX50+
0.2286 ZX51+0.0756ZX52-0.0673ZX56+0.0123ZX57-
0.0744 ZX62-0.1101ZX63+0.0626ZX68-0.0984ZX69-
0.1036ZX74-0.2948ZX75-0.0204ZX78-0.2948ZX81-
0.2990 ZX83-0.0204ZX84
Z6=-0.0292ZX2+0.1738ZX3+0.2669ZX6-
0.0800 ZX8+0.1167ZX9+0.1511ZX12+0.3348ZX14+
0.0919 ZX15+0.3766ZX17+0.1033ZX21+0.0231ZX26+
0.0323 ZX27-0.1946ZX32-0.0948ZX33+0.1742ZX38-
0.1622 ZX39+0.0607ZX44-0.1622ZX45+0.0066ZX50-
0.1580 ZX51-0.1377ZX52-0.0676ZX56-0.1043ZX57+
0.2608 ZX62-0.0769ZX63+0.0724ZX68+0.0160ZX69-
0.3135 ZX74+0.1441ZX75-0.1176ZX78+0.1441ZX81-
0.3181 ZX83-0.1176ZX84
以年齡為因變量,上頜數(shù)據(jù)所得六個(gè)主成分為自變量進(jìn)行回歸分析,所得多元線性回歸方程為Y=32.2213+1.6996Z1-4.5534Z2-1.5838Z3-1.4227Z4-1.0756Z5+0.1032Z6(R為0.488;S為5.415)。相關(guān)指標(biāo)全部代入最終所得結(jié)果與實(shí)際年齡差值±5歲內(nèi)預(yù)測準(zhǔn)確率為76.2%;±10歲預(yù)測準(zhǔn)確率可達(dá)93.4%。
將下頜14顆牙齒的TL等指標(biāo)與年齡進(jìn)行相關(guān)性分析后,84個(gè)指標(biāo)中共有36個(gè)與年齡具有顯著相關(guān)性,保留這些變量進(jìn)行主成分分析,得到如下六個(gè)主成分因素:
Z′1=0.036ZX′3+0.033ZX′8+0.036ZX′9+
0.037 ZX′10+0.025ZX′12+0.056ZX′13+0.051ZX′14+
0.056 ZX′15+0.063ZX′19+0.047ZX′20+0.068ZX′25+
0.057 ZX′26+0.059ZX′31+0.051ZX′32+0.045ZX′33+
0.049 ZX′38+0.038ZX′39+0.046ZX′44+0.037ZX′45+
0.056 ZX′49+0.048ZX′50+0.054ZX′51+0.059ZX′55+
0.054 ZX′56+0.008ZX′58+0.061ZX′61+0.044ZX′62+
0.031 ZX′63+0.045ZX′67+0.036ZX′68+0.043ZX′69+
0.029 ZX′75+0.042ZX′76+0.033ZX′80+0.042ZX′81+
0.025 ZX′84
Z′2=0.007ZX′3-0.103ZX′8-0.001ZX′9-
0.038 ZX′10-0.029ZX′12-0.102ZX′13-0.117ZX′14+
0.043 ZX′15-0.039ZX′19-0.094ZX′20+0.014ZX′25-
0.035 ZX′26+0.088ZX′31+0.029ZX′32+0.094ZX′33+
0.045 ZX′38+0.121ZX′39+0.076ZX′44+0.104ZX′45+
0.088 ZX′49+0.055ZX′50+0.084ZX′51+0.010ZX′55-
0.054 ZX′56+0.045ZX′58-0.022ZX′61-0.118ZX′62+
0.085 ZX′63-0.096ZX′67-0.135ZX′68-0.002ZX′69+
0.025 ZX′75+0.007ZX′76-0.075ZX′80+0.038ZX′81+
0.022 ZX′84
Z′3=-0.028ZX′3+0.070ZX′8-0.048ZX′9+
0.170 ZX′10+0.201ZX′12+0.007ZX′13-0.031ZX′14+
0.029 ZX′15+0.028ZX′19-0.030ZX′20-0.035ZX′25-
0.081 ZX′26-0.030ZX′31-0.146ZX′32+0.117ZX′33-
0.170 ZX′38+0.057ZX′39-0.144ZX′44+0.051ZX′45-
0.012 ZX′49-0.155ZX′50+0.096ZX′51+0.025ZX′55-
0.024 ZX′56+0.082ZX′58+0.005ZX′61-0.027ZX′62+
0.008 ZX′63+0.041ZX′67-0.040ZX′68+0.086ZX′69-
0.056 ZX′75+0.164ZX′76-0.022ZX′80-0.015ZX′81+
0.190 ZX′84
Z′4=0.136ZX′3+0.019ZX′8+0.292ZX′9-
0.049 ZX′10+0.014ZX′12-0.011ZX′13+0.003ZX′14+
0.136 ZX′15-0.056ZX′19-0.026ZX′20-0.029ZX′25-
0.027 ZX′26-0.034ZX′31-0.035ZX′32-0.048ZX′33-
0.077 ZX′38-0.073ZX′39-0.047ZX′44-0.132ZX′45-
0.078 ZX′49-0.010ZX′50-0.079ZX′51-0.051ZX′55-
0.052 ZX′56+0.163ZX′58-0.034ZX′61-0.053ZX′62+
0.034 ZX′63+0.049ZX′67-0.079ZX′68+0.136ZX′69+
0.303 ZX′75+0.026ZX′76+0.002ZX′80+0.211ZX′81-
0.025 ZX′84
Z′5=0.195ZX′3-0.168ZX′8+0.081ZX′9+
0.155 ZX′10+0.120ZX′12-0.045ZX′13-0.005ZX′14-
0.100 ZX′15-0.075ZX′19+0.015ZX′20-0.014ZX′25-
0.035 ZX′26+0.055ZX′31+0.267ZX′32+0.118ZX′33+
0.016 ZX′38+0.146ZX′39-0.023ZX′44+0.193ZX′45-
0.107 ZX′49-0.049ZX′50-0.045ZX′51-0.184ZX′55-
0.126 ZX′56-0.089ZX′58-0.179ZX′61+0.045ZX′62-
0.367 ZX′63+0.136ZX′67+0.145ZX′68-0.264ZX′69-
0.011 ZX′75+0.169ZX′76+0.029ZX′80+0.252ZX′81-
0.056 ZX′84
Z′6=-0.116ZX′3-0.024ZX′8-0.073ZX′9-
0.022 ZX′10+0.159ZX′12-0.082ZX′13-0.014ZX′14+
0.149 ZX′15-0.137ZX′19-0.156ZX′20-0.049ZX′25+
0.069 ZX′26-0.131ZX′31+0.025ZX′32+0.043ZX′33-
0.016 ZX′38+0.035ZX′39-0.012ZX′44-0.021ZX′45-
0.042 ZX′49+0.132ZX′50+0.027ZX′51-0.222ZX′55-
0.105 ZX′56-0.515ZX′58+0.046ZX′61-0.041ZX′62+
0.205 ZX′63+0.080ZX′67+0.038ZX′68+0.168ZX′69+
0.007 ZX′75-0.145ZX′76+0.391ZX′80+0.189ZX′81+
0.178 ZX′84
以年齡為因變量,下頜數(shù)據(jù)所得六個(gè)主成分為自變量進(jìn)行回歸分析,所得多元線性回歸方 程 為 Y=29.7360-1.9482Z′1+0.5230Z′2-0.7905Z′3-2.5422Z′4-1.2721Z′5-1.8284Z′6(R為0.413;S為8.939)。相關(guān)指標(biāo)全部代入最終所得預(yù)測年齡與實(shí)際年齡差值為±5歲預(yù)測準(zhǔn)確率48.38%;±10歲預(yù)測準(zhǔn)確率80.64%。
年齡推斷一直是法醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著人們法制意識(shí)的提升,在刑事和民事以及其他方面對(duì)活體無損的年齡推斷的需求也越來越多。牙齒的生長發(fā)育緩慢,受到環(huán)境、激素和營養(yǎng)等因素的影響較小,其生長發(fā)育變化作為年齡標(biāo)記工具得到廣泛認(rèn)可[4]。近年來的影像學(xué)技術(shù)發(fā)展,使曲面斷層X線片在臨床上得到廣泛應(yīng)用。由于PR片可以清晰反映出全口每顆牙齒的排列特征及解剖結(jié)構(gòu),利用它來觀測牙齒生長發(fā)育情況進(jìn)而推斷年齡,符合法醫(yī)學(xué)活體年齡推斷的需要。同時(shí)由于牙齒堅(jiān)硬不易腐敗的特點(diǎn),在生物體死亡或尸體腐敗后,仍然可以通過影像學(xué)的方式,對(duì)牙齒發(fā)育情況進(jìn)行評(píng)估[5]。
目前國內(nèi)外利用恒牙推斷成年人年齡方法中,常用的有KVAAL[6]提出的利用牙髓與牙根長度比、牙髓與牙齒全長比、牙齒全長與牙根長度比和牙髓與牙體寬度比計(jì)算與年齡函數(shù)關(guān)系的方法,DRUSINI[7]提出的利用牙冠高與牙冠髓腔高的比值推斷年齡的牙冠指數(shù)法,以及宋宏偉等[8]提出的利用牙齒磨耗程度推斷年齡等方法。KVAAL和DRUSINI的方法,均是以下頜尖牙推斷結(jié)果最差,與本研究結(jié)果相似。但KVAAL和KARKHANIS的研究中上頜中切牙推斷準(zhǔn)確率最高,本研究為上頜左側(cè)第一磨牙。在利用多顆牙齒進(jìn)行評(píng)估時(shí),KVVAL的方法僅用了6顆牙齒,本研究上下頜各用了14顆牙齒,但沒有提高推斷年齡的準(zhǔn)確性,這可能與人群差異性有關(guān)。與宋宏偉等方法相比,本研究的方法誤差高于他們。
從結(jié)果看,本研究所使用的各指標(biāo)隨著年齡的增長具有一定的變化,但不能明顯表達(dá)出與年齡的關(guān)系,28個(gè)單顆牙齒推斷年齡方程僅具有參考價(jià)值,上頜14顆牙齒推斷年齡的方法,誤差±5歲內(nèi)的預(yù)測準(zhǔn)確性可達(dá)到75%以上,±10歲準(zhǔn)確性接近95%。本研究可以區(qū)分出被檢對(duì)象的年齡段,縮小匹配范圍,具有一定的法醫(yī)學(xué)意義。在后續(xù)研究中,應(yīng)考慮如何發(fā)現(xiàn)和利用更有效的指標(biāo),結(jié)合其他年齡推斷方法,以提高推斷年齡的準(zhǔn)確性。