УДК 340.64

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗРАСТА ИНДИВИДА ПО МИКРООСТЕОМЕТРИЧЕСКИМ ДАННЫМ

© 2002 г. Ю. И. Пиголкин, О. В. Самоходская, М. В. Федулова, Н. Н. Гончарова

В статье был проведен корреляционный анализ параметров структур костной ткани ребра, эпифиза и диафиза большеберцовой кости, изменяющихся с возрастом. Значения параметров были получены с помощью метода компьютерной микроостеометрии. Выявлена группа признаков, имеющих наибольшую корреляцию с возрастом. В результате последующего регрессионного анализа данных признаков были разработаны модели определения возраста индивида, позволяющие его рассчитать с точностью до 2-3,5 лет.

Одной из важнейших задач судебно-медицинской идентификации личности неопознанных трупов является определение возраста погибших. В некоторых случаях, довольно часто встречающихся на практике (например, при значительных повреждениях трупа), определить возраст макроскопическими методами не удается [2, 3]. В таких случаях может быть эффективным морфометрическое исследование гистологических препаратов костной ткани. Многие авторы отмечают, что методы микроостеометрического определения возраста индивида требуют дальнейшего развития в направлении изучения различных анатомических структур и комплексов признаков, описывающих возрастные изменения костной ткани [5, 6].

В настоящей работе рассматривался комплекс качественных и количественных признаков развития костной ткани, взятой у 300 трупов мужского пола с известным возрастом от 0 до 90 лет. Были изготовлены гистологические препараты фрагментов третьего ребра слева из зоны перехода костной ткани в хрящевую ткань, диафиза большеберцовой кости (ББК) слева из зоны на границе средней и нижней трети, дистальной части нижнего эпифиза большеберцовой кости слева.

При микроскопическом исследовании гистологических препаратов костной ткани использовалась система анализа изображений, включающая двухпроцессорный компьютер Pentium Intel PRO 200 Mhz (RAM 512 Mбайт/ MATROX Millennium/ HD 9,1 Гбайт/ ViewSonic P 815 21"/ Toshiba CD-ROM XM-5701TA/ Maxoptix T4-2600) с операционной системой Windows NT WorkStation 4.0 (MicroSoft Cor.), плату PlugIn ProgRes 3012, сканирующую камеру Prog Res 3012, микроскоп ZEISS MC 80, графический редактор Adobe PhotoShop 4.0 (Adobe Systems Inc.).

Гистологические препараты исследовались при увеличении микроскопа в 5, 10, 20 и 40 раз. Начальное поле зрения соответствовало левому верхнему участку препарата, далее предметное стекло смещалось слева направо и сверху вниз. Количественные измерения проводились с использованием графического редактора Adobe PhotoShop 4.0 [4] по представленной ниже программе признаков.

Таблица 1

Первичные микроостеометрические измерения

Признак

Описание признака

P1

Длина кортикального слоя поперечного среза ребра в поле зрения.

P2

Площадь кортикального слоя поперечного среза ребра в поле зрения.

P3

Площадь трабекулярной кости поперечного среза ребра в поле зрения.

P4

Длина трабекулярной поверхности поперечного среза ребра в поле зрения.

P5

Площадь кроветворной ткани поперечного среза ребра в поле зрения.

P6

Площадь жировой ткани поперечного среза ребра в поле зрения.

P7

Объем остеоида поперечного среза ребра в поле зрения.

P8

Длина остеоида поперечного среза ребра в поле зрения.

P9

Диаметр гаверсова канала в поперечном срезе ребра по измерениям.

P10

Количество клеток поперечного среза ребра в поле зрения.

P11

Количество сосудов поперечного среза ребра в поле зрения.

P12

Количество остеонов поперечного среза ребра в поле зрения.

P13

Площадь хряща в переходной зоне продольного среза ребра в поле зрения.

P14

Площадь кости в переходной зоне продольного среза ребра в поле зрения.

P31

Протяженность зоны остеогенеза в продольном срезе ребра в поле зрения.

P32

Протяженность в продольном срезе ребра в поле зрения внутренней поверхности хряща.

P15

Площадь трабекулярной кости ББК в поле зрения.

P16

Длина трабекулярной поверхности ББК в поле зрения.

P17

Минимальный диаметр гаверсова канала ББК по измерениям.

P18

Количество сосудов ББК в поле зрения.

P19

Площадь субхондральной пластинки ББК в поле зрения.

P20

Длина субхондральной пластинки ББК в поле зрения.

P21

Площадь хряща в субхондральной пластинке ББК в поле зрения.

P31

Протяженность зоны остеогенеза в продольном срезе ребра в поле зрения.

P32

Протяженность в продольном срезе ребра в поле зрения внутренней поверхности хряща.

P41

Яркость недекальцинированого препарата диафиза ББК при измерении оптической плотности.

P42

Толщина среза недекальцинированного препарата диафиза ББК в месте измерения оптической плотности.

P43

Минимальный диаметр гаверсова канала в недекальцинированом препарате диафиза ББК.

P44

Минимальный диаметр остеона в недекальцинированом препарате диафиза.

P45

Количество остеонов в недекальцинированом препарате диафиза на единицу площади поперечного среза.

P46

Количество остеонов с перестроенным центральным отделом в недекальцинированом препарате диафиза на единицу площади поперечного среза.

P47

Количество остеонов, темно окрашенных ализариновым красным С, в недекальцинированом препарате диафиза на единицу площади поперечного среза.

Р51

Минимальный диаметр гаверсова канала в в декальцинированом препарате диафиза ББК.

Р52

Минимальный диаметр остеона в в декальцинированом препарате диафиза ББК.

Р53

Количество остеонов с перестроенным центральным отделом в декальцинированом препарате диафиза ББК в поле зрения.

Р54

Количество вставочных пластинок в декальцинированом препарате диафиза ББК в поле зрения.

P55

Площадь слоя наружных генеральных пластинок в декальцинированом препарате диафиза ББК.

P56

Площадь слоя остеонов в декальцинированом препарате диафиза ББК.

P57

Площадь слоя внутренних генеральных пластинок в декальцинированом препарате диафиза ББК.

Р58

Длина кортикального слоя в поле зрения в декальцинированом препарате диафиза ББК.

При проведении гистологических исследований измерения проводились не во всех полях зрения, а с пропуском до 5-6 полей зрения [1]. При измерении признаков Р1Р6, Р9Р14 брали каждое пятое поле зрения, признаки Р7Р8, Р31Р32, P41P47 просматривали во всех полях зрения. При измерении признаков Р15Р21 и Р51Р58 исследовали каждое третье поле зрения. При этом при перемещении предметного стекла старались избегать перекрытия с предыдущими полями зрения. Признаки P1P6, P15 – P21, P31 – P32 и Р51Р58 были получены при увеличении в 5 раз, признаки P43P47 измерялись при увеличении в 10 раз, признаки P7P14 измерялись при увеличении в 20 раз, признаки Р41 и Р42- при увеличении в 40 раз. Количество исследованных полей зрения для конкретного признака для различных индивидов получалось различным, что определялось размерами препарата, морфологическими особенностями строение скелета индивида и др. Для одного и того же индивида по различным признакам получили также различное количество полей зрения.

На основе первичных данных получили для каждого поля зрения расчетные признаки:

  1. P22 Толщина кортикального слоя ребра в поле зрения, (P2/P1)
  2. P23 Суммарная длина трабекулярной поверхности ребра (P4 * 5)
  3. P24 Суммарная площадь трабекулярной кости ББК (P15 * 3)
  4. P25 Суммарная длина трабекулярной пов-ти ББК (P16 * 3)
  5. P26 Суммарная площадь субхондральной пластинки ББК (P19 * 2)
  6. P27 Суммарная длина субхондральной пластинки ББК (P20 * 2)
  7. P28 Суммарная площадь хряща в субхондральной пластинке ББК (P21 * 2)
  8. P29 Толщина трабекулярной кости ББК в поле зрения (P15/P16)
  9. P30 Толщина субхондральной пластинки ББК в поле зрения (P19/P20)
  10. Р59 Толщина слоя наружных генеральных пластинок в декальцинированом препарате диафиза ББК.
  11. Р60 Толщина слоя остеонов в декальцинированом препарате диафиза ББК.
  12. Р61 Толщина слоя внутренних генеральных пластинок в декальцинированом препарате диафиза ББК.

Была создана база данных, содержащая количественные значения признаков костной ткани лиц с известным возрастом. С помощью SPSS for Windows 7.5 (SPSS Inc.) проведен статистический анализ данных для всего диапазона изменчивости возраста и по 4 возрастным группам: до 18 лет; от 18 лет до 30 лет; от 30 до 50 лет; старше 50 лет.

Была выделена группа признаков (определяемых на основе первичных и расчетных данных), имеющих наибольшую корреляционную связь с возрастом:

Ниже приведены основные результаты регрессионного анализа данных по возрастным группам:

Для возрастной группы менее 18 лет

Age = 0.108 + 0.00067*Q13 + 0.501 Q*20 - 0.0965*Q7 ± 2.25

где Age - биологический возраст в годах,

* – знак умножения.

Для возрастной группы от 18 до 30 лет (включая оба предельные значения)

Age = 31.84 – 0.112*Q34 – 84.67 *Q5 – 0.078*Q7 ± 2.048

Для возрастной группы от 18 до 32 лет (включая оба предельные значения)

Уравнение используется, если невозможно более точно определить верхний предел возраста данного индивида.

Age = 17.301 + 0.158*Q29 – 0.022*Q7 ± 2.11.

Для возрастной группы от 27 до 50 лет (включая оба предельные значения)

Age = 59.33 – 0.814*Q20 – 0.78*Q32 – 0.271*Q34 ± 2.9

Для возрастной группы более 50 лет

Age = – 59.793 – 1.72*Q10 – 0.0078*Q13 + 5.057*Q7 + 8.702*Q29 ± 3.55.

Для возрастной группы более 30 лет

Уравнения используются, если невозможно более точно определить верхний предел возраста данного индивида.

Уравнение 1.

Age = 116,966 - 4,42*Q4 - 0,69*Q10 - 2,702*Q11 - 0,00232*Q13 ± 11,6

Уравнение 2.

Age = 117,558 - 1,444*Q10 - 2,088*Q23 ± 6,25.

Предлагаемый способ определения возраста индивида, основанный на исследовании нетрадиционных анатомических областей, делает его незаменимым при отсутствии полного набора костей в случае повреждения или расчленения трупа, а также при необходимости идентификации мелких костных фрагментов.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Автандилов Г. Г. Компьютерная микротелефотометрия в диагностической гистопатологии. - М.: РМАПО, 1996. - 256 с.
  2. Пашинян Г. А., Аюб Ф., Беляева Е. В., Чернявская З. П., Ромодановский П.О. //Судебно-медицинская экспертиза.- 1996. - Т.39. - №4. - С.52-54.
  3. Щербаков В. В. Организационные и научно-методические принципы медико-криминалистической идентификации в условиях чрезвычайных ситуаций с массовыми человеческими жертвами //Автореферат дис. … канд. мед. наук. - М., 2000. - 22 с.
  4. Adobe Photoshop, версия 4.0. Руководство пользователя для платформ Microsoft Windows и Apple Macintosh. Adobe Systems Inc., 381 c.
  5. Lozupone E., Favia A. // Boll. Soc. Ital. Biol. Sper., 1995, 71 (7-8), 175-180.
  6. Lynnerup N., Thomsen J.L., Frohlich B. //Forensic Sci. Int., 1998, 91(3), 219-230.

THE ELABORATION OF THE AGE DETERMINATION MODELS BY MICROOSTEOMETRICAL DATA

Yu. I. Pigolkin, O. V. Samokhodskaya, M. V. Fedulova, N. N. Goncharova

The correlation analysis of bone tissue structure parameters of the third rib, tibial epiphyses and diaphyses changing with the age was conducted in this article. Values of this parameters were got by computer microosteometria. The group of indications having the greatest correlation with the age was revealed. As a result of the following regress analysis of these indications the age determination models allowing to fix the age with exactness 2-3,5 years were devised.

Российский центр судебно-медицинской экспертизы МЗ РФ

Поступила в редакцию 22.02.2002