Математическая морфология.

Электронный математический и медико-биологический журнал. - Т. 7. -

Вып. 3. - 2008. - URL:

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTМ

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-19-html/TITL-19.htm

http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-19-html/cont.htm

 

УДК 611.013+591

 

Оценка размеров боковых желудочков головного мозга на основе МРТ у мужчин и женщин зрелого возрасита, имеющих различную форму черепа и соматотип

 

Ó 2008 г. Андреев И. А.

 

(andreev.doc)

 

Анализ значений боковых желудочков выявил межполушарную ассиметрию у всех обследованных мужчин и женщин. Представители долихо- и мезоцефалов и МеС и МиС типа имели значимые различия. Факторный анализ и каноническая корреляция выявили тесную сопряженность между габаритными размерами боковых желудочков с краниотом и соматотипом.

Ключевые слова: краниотип, соматотип, межполушарная ассиметрия, факторный анализ, каноническая корреляция.

 

Введение. Конституциональная принадлежность – одна из наиболее интегративных антропологических характеристик человеческого организма (Никитюк Б.А., 2000). Соматотип, как внешнее, морфологическое отражение конституции человека, это неоценимый прогностический комплекс признаков, позволяющий предугадать заранее многие особенности онтогенеза и реакции организма на внешние воздействия.

Б.А.Никитюк (1990) высказал доводы за выделение в составе соматической частной конституции так называемых локальных (региональных) конституций как мофофункциональных комплексов, приуроченные к определенной системе или части организма, связанных с локальными проявлениями реактивности организма. Современных исследователей привлекает так называемая вариантная анатомия. Определяющий вклад в развитие этого научного направления внесла школа В.Н.Шевкуненко(1935) (учение о крайних формах изменчивости). Подходя с позиций целостности организма, Е.Н.Хрисанфова (2002) считает важным выяснение межсистемных корреляций для установления согласованности друг с другом морфологического, физиологического, биохимического, иммунологического, психического и других аспектов учения о конституции.

В связи с этим в данном исследовании была поставлена задача об оценке размеров боковых желудочков головного мозга у мужчин и женщин, и выявлении связи между особенностями формой черепа, соматотипом и размерами боковых желудочков.

Материал и методика. Для выполнения поставленных задач были проведены соматометрия, соматотипирование, МРТ исследования, краниометрия, вентрикулометрия  у 130 мужчин и женщин зрелого возраста. Распределение обследованных взрослых людей представлено в таблице № 1.

 

 

Таблица № 1

Распределение обследованных взрослых людей по полу (человек)

Пол обследованных

Количество

Мужчины

50

Женщины

80

 

Численность всех обследованных была достаточной для того, чтобы обеспечить вероятность явления не менее 0,95 и допустимую ошибку не более 5% (Р= 0,05) (Закс Л., 1976).

Для каждого этапа онтогенеза характерны свои специфические  соматометрические особенности. Методами антропометрии и метрической компьютерной соматодиагностикой обследовано 80 женщин зрелого возраста (средний возраст 36,3 лет). Средняя масса тела составила 63,5 кг, а длина тела − 166,1 см.

Из имеющихся в литературе схем конституциональной диагностики и соматотипирования была выбрана высокоинформативная метрическая схема Дорохова Р.Н. (1991)

Так как оценочные таблицы в работах Р.Н.Дорохова (1980-1994) основаны на результатах соматотипирования детей и взрослого населения средней полосы России и ориентированы для отбора в спорте, в данной работе, используя разработанный автором оригинальный принцип построения шкал варьирования, на основе полученного в ходе исследования цифрового материала, были разработаны таблицы должных величин соматометрических признаков для взрослого населения Северо–Западного региона  России, что явилось основой создания алгоритма оценки соматических типов мужчин и женщин в изучаемом регионе.

Результаты исследования. Расшифровка полученного в ходе исследования цифрового материала показала, что при распределении изученного контин­гента здоровых мужчин и женщин зрелого возраста по линии габарит­ного (нано - мегалосомного) варьирования выделены основные — МаС, МеС, МиС типы. Приведенные материалы показывают, что женщины МеС типа составляют более 50% выборки, а именно 56%, МиС -типа − 24%,  МаС типа − 20% Наибольшее количество мужчин также имеют мезосоматический тип − 50%, наименьший процент составляют мужчины микросоматического типа − 20%, а 30% обладали макросоматичечким типом. Согласно другим типологиям Parizkova J., Cermar J., Horna J. (1977) показано, что средние − торакальный и мышечный типы встречаются в популяции чаще, чем крайние − астеноидный и дигестивный типы.

Обследованные женщины  достоверно различались по показателям массы и длины тела (Р≤0,05). В таблице №  2, 3 представлены  показатели массы и длины тела  мужчин и женщин по соматотипам.

 

 

 

 

Таблица № 2    

Показатели массы и длины тела мужчин различных соматотипов

Соматотип

Масса тела (кг)

Длина тела (см)

МиС

57,0±0,5

156,0±0,3

МеС

78,0±1,6,

176,3±0,9

МаС

91,8±1,2

181,0±1,3

 

Таблица № 3  

Показатели массы и длины тела женщин различных соматотипов

Соматотип

Масса тела (кг)

Длина тела (см)

МиС

53,3±1,1

159,7±0,6

МеС

62,4±1,2

167,1±0,7

МаС

78,0±1,2

171,0±0,2

 

На основе  методики В.В. Бунака (1941)  производилась диагностика краниотипа (форма строения черепа). На основании отношения длиннотно-широтного индекса, полученных на изображениях МРТ, выделили три краниотипа: долихокран, мезокран  и брахикран. Большая часть обследованных женщин это мезоцефалы 60%, брахицефалы − 46,6%, меньшая доля приходится на долихоцефалов − 13,8%. Большая часть обследованных мужчин − мезоцефалы 46,6%, брахицефалы  и долихоцефалов имеют равные доли − 26,6%.

Методика МРТ - вентрикулометрии. Исследование проводилось на магнитно-резонансном томографе работающим на базе кафедры лучевой диагностики МАПО. Нами предложена новая методика анатомически-достоверной оценки формы и размеров боковых желудочков головного мозга человека. Методика основана на использовании трехмерной системы координат, ориентированной на стандартных сериях изображений срезов головного мозга. Аксиальная плоскость ориентирована параллельно межкомиссуральной линии, а две другие плоскости проводятся перпендикулярно ей. Пересекаясь, плоскости образуют три основные анатомические оси - сагиттальную (y),  фронтальную (x) и вертикальную (z), параллельно которым выполняются все измерения. Выбраны следующие параметры: L - длина, измеряемая параллельно оси y, B - ширина, измеряется параллельно оси x, Н - высота, измеряемая параллельно оси z.

Для оценки формы желудочков предложено измерение размеров их компонентов, среди которых выделены  передние, задние и нижние рога, место их слияния и центральная часть желудочков. Их измерение выполняется аналогичным образом. Длина центральной части желудочков и места слияния их рогов, а так же высота и ширина заднего рога не оценивались в связи со сложностью выбора анатомических ориентиров (рис.  1 − 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Габаритные размеры боковых желудочков (ширина, высота, длина)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 . Габаритные размеры переднего рога бокового желудочка (высота, ширина, длина)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Габаритные размеры нижнего рога бокового желудочка

(длина, ширина, высота)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Габаритные размеры конфлюенц (ширина, высота)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.  Длина задних рогов боковых желудочков

 

Для  математико-статистической обработки полученных результатов исследования использовалось программное обеспечение класса электронных таблиц Microsoft Excel 7.0. Процедура многомерной статистики (факторный анализ и каноническая корреляция) полученных данных проводилась с использованием прикладных программ STATGRAPHICS plus for Windows.

Задача определения структуры взаимосвязей, у мужчин и женщин зрелого возраста между формой черепа, соматотипом и размерами желудочковой системы головного мозга решена с использованием ряда методов многомерного статистического анализа (факторный анализ, каноническая корреляция). В настоящем исследовании процедура факторного анализа была применена для выявления структуры взаимосвязи размеров желудочковой системой головного мозга с формой черепа и соматотипом. При проведении факторного анализа было использовано 34 морфологических признака. Для анализа  взаимосвязи между желудочковой системой головного мозга с краниотипом и соматотипом у мужчин и женщин зрелого возраста целесообразно использовать два фактора.  Эти два фактора объединяют от 61,6% до 70,8%  у мужчин и 53-56% у женщин полной дисперсии выборки.

В ходе  факторного анализа размеров левого бокового желудочка, краниотипом и соматотипом у мужчин, первый фактор характеризует тесную взаимосвязь между длиной желудочка и краниотипом. Второй фактор свидетельствует о сопряженности между шириной, высотой левого бокового желудочка и соматотипом (Рис. 7 ).  В отличие от обычного корреляционного анализа, в котором количественно  выражается взаимосвязь между двумя различными случайными величинами, канонический корреляционный анализ позволяет находить максимальные связи между двумя различными группами величин с совместным распределением (Зациорский В.М., 1981; А.Бююль, П.Цефель, 2001; Г. Харман, 1972).

Для оценки степень этой связи был проведен канонический корреляционный анализ, первый канонический коэффициент равен rc = 0,4 (P<0,05) (Рис. 8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.  7. Факторные нагрузки второго фактора левого бокового желудочка у мужчин.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8.  Корреляционное поле длины, ширины, высоты ЛБЖ , краниотипа и соматотипа у мужчин

 

Первый фактор объединил ширину и высоту переднего рога левого бокового желудочка (ЛБЖ) с формой черепа, а второй свидетельствует о связи его длины с соматотипом, при этом отмечена средняя сопряженность данных морфологических показателей rc = 0,32 (P<0,05) (Рис. 9-11).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Факторные нагрузки первого фактора переднего рога ЛБЖ у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Факторные нагрузки второго фактора переднего рога ЛБЖ у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 11  Корреляционное поле длины, ширины, высоты переднего рога ЛБЖ , краниотипа и соматотипа у мужчин

 

Ширина центральной части и длина заднего рога левого бокового желудочка у мужчин объединены с краниотипом в первый фактор, второй фактор демонстрирует связь высоты центральной части левого бокового желудочка с соматотипом. Глубина такой взаимосвязи довольно высокая  rc = 0,45 (P<0,05) (Рис. 12-14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12. Факторные нагрузки первого фактора ширины центральной и длины заднего рога ЛБЖ у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 13. Факторные нагрузки второго фактора высоты центральной части и длины заднего рога ЛБЖ у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 14. Корреляционное поле  ширины, высоты центральной части и длины заднего рога ЛБЖ , краниотипа и соматотипа у мужчин

 

Факторный анализ показал, что продольные, широтные и высотные размеры нижнего рога левого бокового желудочка у мужчин тесно связаны только с формой черепа, и объединены в один фактор. Правда, сопряженность между данными показателями не столь велика rc = 0,32 (P<0,05) (Рис. 15).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 15. Факторные нагрузки длины, ширины, высоты нижнего рога ЛБЖ и краниотипа у мужчин

 

В факторном анализе размеров правого бокового желудочка (ПБЖ), формы черепа и соматотипа у мужчин также выделены два фактора. Первый фактор наполнен факторными нагрузками ширины правого бокового желудочка и соматотипа. Второй фактор свидетельствует о связи краниотипа с продольно-высотными размерами правого бокового желудочка. Высокие канонический коэффициент показывает тесную взаимосвязь между этими признаками rc = 0,72 (P<0,05) (Рис. 16-18).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 16. Факторные нагрузки первого фактора ширины ПБЖ и соматотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17. Факторные нагрузки второго фактора длины, высоты ПБЖ и краниотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 18.  Корреляционное поле длины, ширины, высоты ПБЖ , краниотипа и соматотипа у мужчин

 

У мужчин длиннотно-широтные размеры переднего рога правого бокового желудочка сопряжены с формой черепа, чем свидетельствует первый фактор. Второй фактор объединил высоту переднего рога с телосложением. Такое объединение имеет высокую корреляцию rc = 0,6 (P<0,05) (Рис. 19-21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 19. Факторные нагрузки первого фактора длины и ширины переднего рога ПБЖ и краниотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 20. Факторные нагрузки второго фактора высоты переднего рога ПБЖ и соматотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 21. Корреляционное поле длины, ширины, высоты переднего рога ПБЖ , краниотипа и соматотипа у мужчин

Ширина и высота центральной части правого бокового желудочка связаны с соматотипом в первом факторе, а второй фактор свидетельствует о сопряженности длины заднего рога с телосложением. Коэффициент канонической корреляции средний rc = 0,43 (Рис. 22-24).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 22. Факторные нагрузки широтно-высотных размеров центральной

части ПБЖ и соматотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 23. Факторные нагрузки длины заднего рога ПБЖ и краниотипа

у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 24. Корреляционное поле размеров центральной части и длины заднего рога ПБЖ, краниотипа и соматотипа у мужчин

 

Хотя факторный анализ объединил в один фактор размеры конфлюенц правого бокового желудочка с формой черепа и телосложением, такая связь довольно низкая, о чем показывает коэффицент канонической корреляции rc = 0,23 (Рис. 25). При этом обращают на себя внимание факторные нагрузки краниотипа и соматотипа, первые выше вторых, соответственно размеры конфлюенц более связаны с формой черепа.

Проведенный факторный анализ с показателями размеров желудочковой системы, формой черепа и соматотипом у женщин выявил также два фактора. Изучение связи между размерами левого бокового желудочка в целом, формой черепа и соматотипом показало, что в отличие от мужчин первый фактор объединил показатели длины и ширины левого бокового желудочка, а также краниотип. Второй фактор свидетельствует о связи высоты левого бокового желудочка с соматотипом женщин. При этом сопряженность данных показателей не высокая rc = 0,3 (Рис. 26-27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 25. Факторные нагрузки размеров конфлюенц, краниотипа и соматотипа у мужчин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 26. Факторные нагрузки длиннотно-широтных размеров ЛБЖ и

краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 27. Факторные нагрузки высоты ЛБЖ и соматотипа у женщин

 

Распределение размеров переднего рога левого бокового желудочка, краниотипа и соматотипа по факторам у женщин одинаково с мужской выборкой.

Факторы и факторные нагрузки при анализе размеров центральной части левого бокового желудочка, краниотип и соматотип у женщин распределились следующим образом. Высота центральной части левого бокового желудочка связана с формой черепа, а ее ширина с соматотипом, при этом каждый признак имеет высокие факторные нагрузки, но корреляция между ними довольна низкая rc = 0,3 (Рис. 28-29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 28. Факторные нагрузки ширины центральной части ЛБЖ и соматотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 29. Факторные нагрузки высоты центральной части ЛБЖ и краниотипа у женщин

 

У женщин в отличие  от мужчин длина и высота нижнего рога левого бокового желудочка связаны с краниотипом, что демонстрируют высокие факторные нагрузки первого фактора. Второй фактор объединил высокие факторные нагрузки ширины нижнего рога и низкие нагрузки соматотипа. Такая сопряженность поддерживается средними значениями коэффициента корреляции rc = 0,43 (Рис. 30-32).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 30. Факторные нагрузки длиннотно-высотных размеров нижнего рога ЛБЖ и краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 31. Факторные нагрузки ширины нижнего рога ЛБЖ и соматотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 32. Корреляционное поле размеров нижнего рога ЛБЖ, краниотипа и соматотипа у женщин

 

У женщин по сравнению с мужской выборкой нами определена факторная структура связи размеров конфлюенц левого бокового желудочка, длины заднего рога с формой черепа. Эта взаимосвязь подтверждается средней сопряженностью  rc = 0,4 (Рис. 33, 34).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 33. Факторные нагрузки размеров конфлюенц ЛБЖ, заднего рога и краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 34. Корреляционное поле размеров конфлюенц, заднего рога ЛБЖ и

краниотипа у женщин

 

У женщин в правом боковом желудочке, как и в левом длина и ширина тесно связаны с краниотипом, а высота с телосложением. Высокие факторные нагрузки длины ПБЖ и краниотипа, а также высоты ПБЖ и соматотипа говорят о тесной взаимосвязи между ними. Коэффициент канонической корреляции свидетельствует о  сопряженности этих показателей rc = 0,47 (Рис. 35, 36).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 35. Факторные нагрузки длиннотно-широтных размеров ПБЖ и краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 36. Факторные нагрузки высоты ПБЖ и соматотипа у женщин

 

Высокие факторные нагрузки показывают, что широтно-высотные размеры переднего рога правого бокового желудочка у женщин связаны с формой черепа, а его длина с соматотипом (rc = 0,4 Рис. 37, 38). Аналогичная картина была установлена и в левом полушарии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 37. Факторные нагрузки размеров переднего рога ПБЖ и краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 38. Факторные нагрузки размеров переднего рога ПБЖ и соматотипа у женщин

 

Ширина и высота центральной части правого бокового желудочка одновременно связаны как формой черепа, так и телосложением, при этом коэффициент корреляции имеет средние значения (rc = 0,36 Рис. 40).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 40. Факторные нагрузки связь размеров центральной части ПБЖ с

краниотипом и соматотипом у женщин

 

Широтно-высотные размеры правого нижнего рога бокового желудочка тесно связаны с краниотипом женщин, а высота  рога зависит от  соматотипа. Это подтверждается высокими факторными нагрузками и коэффициентом корреляции (rc = 0,37 Рис. 41, 42).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 41. Структура факторной связи широтно-высотных размеров нижнего рога ПБЖ и краниотипа у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 42. Факторные нагрузки высоты нижнего рога ПБЖ и соматотипа у женщин

 

У женщин в правом полушарии, по сравнению с левым, ширина и высота конфлюенц бокового желудочка связана с соматотипом, а длина заднего рога с формой черепа. О сопряженности этих показателей свидетельствует коэффициент канонической корреляции rc = 0,52 (Рис. 43-45).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 43. Факторные нагрузки размеров конфлюенц ПБЖ и соматотипа

у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 44. Факторные нагрузки длины заднего рога ПБЖ и краниотипа

у женщин

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 45. Корреляционное поле размеров конфлюенц и длины заднего рога ПБЖ с краниотипом и соматотипом у женщин 

 

Таким образом, в ходе исследования установлена межполушарная ассиметрия в   размерах боковых желудочков головного мозга, определена краниотипическая и соматотипологическая принадлежность габаритных размеров боковых желудочков головного мозга у мужчин и женщин зрелого возраста (rc= 0,59−0,79).

 

Литература

 

1.     Бунак В.В. Антропометрия. М.: Медицина, 1941, — 236 с.

2.     Бююль, А. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей: Пер. с нем. /Ахим Бююль, Петер Цефель – СПб.: ООО «ДиаСлфтЮП», 2001. – 608 с.

 

3.     Дорохов Р.Н. Опыт использования оригинальной метрической схемы соматотипирования в спортивно-морфологических исследованиях. «Теор.и практ.физ.культ.»,1991, №1, с.14-20.

4.     Дорохов Р.Н. Новое в учении о конституции // Современ. антропология в мед. и спорт, практике. -Новосибирск, 1990. -С.47-48.

5.     Дорохов Р.Н. Соматотипирование детей и подростков // Новости спорт, и мед. антропол. -М., 1991. -Вып. 3. -С.107-121.

6.     3акс Л. Статистическое оценивание. — М.: Статистика, 1976, —95с.

7.     3ациорский   В.М., Арунин   А.С.,   Селуянов   В.М.   Биомеханикадвигательного аппарата человека.-М.:Физ. и спорт, 1981.-140 с.

8.     Никитюк, Б.А. Фундаментальные и прикладные аспекты учения о конституции/ Никитюк Б.А. //Арх. анат., гист и эмбриол. — 1990.— № 4.— С.86- 90.

9.     Никитюк, Б.А. Интеграция знаний в науке о человеке/ Никитюк Б.А. // -  M.: Спортакадемпресс,  2000. – 440 с.

10. Харман, Г. Современный факторный анализ/ Харман Г.  – М.: «Статистика», 1972. – 486 с.

11. Parizkova, J. Sex differences in somatic and functional characteristics of preschool children/ Parizkova J., Cermak J., Horna J. // Hum.Biol.–1977.–V.49, N3. – P.437-451.

 

 

Determination of the dimensions of lateral brain ventricles on the basis of MRT in men and women of mature age with different cranial

shape and somatotype

 

Andreyev I. A.

 

The inter heneispheve asymmetry waz founded at all investigated patents by the analyzes of lateral ventricles sizes. The significant differences wece observed in pairs dolicho- mesocephalic and micro- and mesosomatotypes. The canonic correlation between craniotype and somatotype was foundede.

Key words: Craniotype, somatotype, inter heneispheve assymmetry, factor analysis, canonic correlation.

 

Кафедра анатомии человека

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая

медицинская академия Росздрава»

Поступила в редакцию 30.09.2008.

 

Андреев Игорь Анатольевич – аспирант кафедры анатомии человека –

8 (905) 229-70-86.

E-mail : komissaren@yandex.ru.