مسح بقايا عظام لكثافة العظام المعدنية في سياقات الطب الشرعي

Summary

كثافة المعادن في العظام (BMD) عامل مهم في فهم الغذائية. لبقايا عظام بشرية، متري مفيدة لتقييم نوعية الحياة في كل من الأحداث والبالغين، خاصة في حالات المجاعة وإهمال فادح. تقدم هذه الورقة التوجيهية لفحص بقايا عظام بشرية لأغراض الطب الشرعي.

Abstract

والغرض من هذه الورقة هو الأخذ بأسلوب يبشر بالخير، ورواية للمساعدة في تقييم نوعية العظام في بقايا عظام شرعياً ذات الصلة. BMD عنصر هام للحالة التغذوية للعظام وبقايا عظام للأحداث والبالغين على السواء، ويمكن أن توفر المعلومات حول نوعية العظام. ليبقى الكبار، أنه يقدم معلومات عن الحالات المرضية أو عندما قد حدث قصور العظام. في الأحداث، وهو يوفر متري مفيدة توضيح حالات المجاعة القاتلة أو الإهمال، وعموما من الصعب تحديد. تقدم هذه الورقة وضع بروتوكول لاتجاه التشريحية وتحليل بقايا عظام للمسح الضوئي عن طريق مزدوج-الطاقة أبسوربتيوميتري الأشعة السينية (DXA). يتم عرض ثلاث دراسات حالة لتوضيح عند مسح DXA يمكن أن تكون مفيدة للطبيب الشرعي. دراسة الحالة الأولى يعرض فرد مع كسور طولية الملاحظ في الوزن عظام تحمل ويستخدم لتقييم عدم كفاية العظام DXA. تم العثور على BMD لتكون طبيعية مما يوحي بمسببات أخرى لكسر النمط الحالي. دراسة الحالة الثانية استخدمت DXA للتحقيق في الاشتباه في سوء التغذية المزمن. نتائج BMD تتسق مع النتائج من أطوال العظام الطويلة، وتشير إلى الأحداث قد عانت من سوء التغذية المزمن. دراسة الحالة النهائية التي تقدم مثالاً حيث يشتبه في المجاعة القاتلة في الرضع أربعة عشر شهرا، الذي يدعم نتائج تشريح الجثة من المجاعة القاتلة. DXA بالأشعة أظهر كثافة المعادن في العظام منخفضة لسن تشرونولوجيكال وهي مدعومة بالتقييمات التقليدية لصحة الرضع. ومع ذلك، عند التعامل مع ينبغي النظر بقايا عظام تافونوميك التعديلات قبل تطبيق هذا الأسلوب.

Introduction

هدف تحليل الطب الشرعي الأنثروبولوجي يعتمد على فهم الممارسين العظام كأنسجة معقدة مع العديد من الوحدات والتباين. العظم نسيج الهرمية، والمركب مع المكونات العضوية وغير العضوية على حد سواء التي نظمت في مصفوفة من الكولاجين والاباتيت الغازية^1،2،،من³⁴. يتم تنظيم المكونات غير العضوية، أو العظام المعدنية في بنية خوصات توفير الإطار وصلابة ل الجزء العضوي^2،،من¹⁵. الجانب المتعلق بالمعادن وتضم حوالي 65% العظام بالوزن وبه ‘ الكتلة يتأثر بكل العوامل الوراثية والبيئية^1،2،،من⁴⁶. لأن العظام المعدنية تحتل مساحة ثلاثية الأبعاد، ويمكن قياس ذلك بكثافة المعادن في العظام (BMD)، أو دالة الكتلة والحجم المحتلة⁷. الأكبر كثافة العظام المعدنية تختلف مع التقدم في السن من الولادة إلى سن البلوغ^8،9،10،،من¹¹¹² ، وقد استخدمت على نطاق واسع في ظروف سريرية مؤشر لمرض هشاشة العظام والكسور المخاطر^4،13،،من^1415،16،،من¹⁷¹⁸. المزدوج-الطاقة أبسوربتيوميتري الأشعة السينية (DXA) قد شكلت أداة على نطاق واسع لتقييم صحة العظام منذ إطلاقها في عام 1987، وبخاصة فحص المنجز في الفقرات القطنية ومنطقة الورك^11،13،19 . وقد تبين التحقق من الصحة بفحص DXA كمعيار الذهب عند التحقيق في أحداث تغييرات في BMD^13،19،،من^2021،،من²²²³. وفي وقت لاحق، أنشأت منظمة الصحة العالمية (WHO) المقاييس المعيارية بما في ذلك تي-و z-نقاط التعاريف للأحداث والبالغين القطنية (L1-L4) والوركين، هذه هي المناطق التي استولت بسهولة فولوميتريكالي^{11 13، ،،}من¹⁹²⁴.

وشجعت الاعتماد المتزايد على أنثروبولوجيا الطب الشرعي في تقصي الحالات ميديكوليجال التحقيق في تقنيات جديدة لتحسين تقييم بقايا عظام في مجموعة متنوعة من الظروف. من بين هذه التقنيات المحتملة هو تطبيق DXA بمسح لتقييم BMD كمؤشر لنوعية العظام في حالات المجاعة القاتلة والإهمال في الأحداث^25،26، تحديد أمراض العظام الأيضية، و تقدير قابلية عناصر الهيكل العظمى في البحث تافونوميك^7،27.

في تقرير إساءة معاملة الطفل “وزارة الصحة والخدمات البشرية في الولايات المتحدة” عام 2015، كانت 75.3 في المائة حالات الإساءة للأطفال المبلغ عنها شكل من أشكال الإهمال مع ~ 1,670 الوفيات الناجمة عن المجاعة القاتلة والإهمال في 49 دولة²⁸. أهم الأحداث ضحايا الإهمال تفشل في إظهار علامات الإساءة الجسدية الخارجية، ولكن الفشل أن تزدهر وينظر في جميع الحالات^29،30. ويعرف الفشل لتزدهر كمية التغذية غير كافية لدعم النمو والتنمية. يمكن أن يكون لهذه العوامل المختلفة، أحدها هو الإهمال الناجم عن الحرمان التغذوي^25،31 (انظر روس وهابيل³² لاستعراض أكثر شمولاً). التجويع المتعمد الذي يؤدي إلى وفاة الطفل أو الرضيع أندر بكثير ويعتبر النموذج الأكثر تطرفاً لسوء المعاملة^25،،من³³³⁴. هذه نقص التغذية أثرا كبيرا في نمو العظام، النمو الطولي خاصة في الأطفال كنتيجة مباشرة لسوء التغذية³⁵. نمو الهيكل العظمى وتمعدن تعتمد أساسا على فيتامين (د) والكالسيوم، وقد ارتبطت مكملات لزيادة الكثافة العظمية المعدنية^25،،من³⁵³⁶.

من الصعب جداً لتحديد أو لملاحقة هذه القضايا يجب أن يستخدم حتى بعد تشريح الجثة كاملة^31،،من³⁷³⁸ ، وعناية خاصة للأساليب المستخدمة. وهكذا، مطلوب نهجاً متعدد التخصصات في الحالات التي يشتبه فيها قاتلة الجوع أو سوء التغذية، لا سيما في الحالات التي تنطوي على الرفات في الدول المتقدمة للتحلل²⁶. قياس كثافة العظام عندما يتعلق الأمر ببقايا عظام، أداة مفيدة بالتزامن مع مؤشرات أخرى الهيكل العظمى مثل طب الأسنان التنمية، قياس باسيلاريس بارس للجمجمة والعظام الطويلة أطوال²⁶. دون استخدام المؤشرات الهيكلية المذكورة أعلاه للرضع، والأحداث، لا يمكن تمييز إذا كان انخفاض BMD هو نتيجة الاضطرابات الأيضية المتأصلة، وسوء التغذية، أو عملية تافونوميك. مصدر قلق آخر هو تقدير حجم الجسم (الوزن والقامة) في بقايا عظام الرضع أو الأحداث. مجموعات البيانات المعيارية الأكثر تتطلب معلومات حول ارتفاع أو الوزن لأغراض المقارنة كما هو نمو العظام في الأطفال يتوقف حجم وسن¹². عند ما زال يجري تقييمها مجهولة الهوية، يجب أن تستخدم أساليب التقدير. للرضع تحت DXA معياري واحد، هو بيانات العمر مطابقة فقط. راف في الأحداث الذين تجاوزوا 1،³⁹ أو ينصح كووجيل⁴⁰ لتقدير حجم الجسم في الهيكل العظمى ما زالت كما هي تستند “دراسة النمو دنفر” عينة بما في ذلك الذين تتراوح أعمارهم بين 1-17^39،40. عندما يقدر حجم السن والجسم، وتختلف فواصل الثقة وأنتجت مقارنة الوسط إلى المركز لمراقبة الأمراض منحنيات النمو⁴¹ أن يدرج في التقرير، فضلا عن فاصل الثقة لحجم الجسم المقدرة. من المهم أن نلاحظ أنه في معظم الحالات، لا يمكن تحديد المعلومات المتعلقة بالنسب والجنس من بقايا عظام الأحداث قبل سن البلوغ، وأهمية خاصة للمراهقين، حيث من المعروف أن يؤثر بشكل ملحوظ BMD في النسب والجنس الكبار. وفي هذه الظروف، قد لا تنطبق طريقة DXA. وفي حالات محددة، ينبغي الحصول على المعلومات البيولوجية فيما يتعلق بالنسب والجنس، وحجم الجسم، قبل التحليل.

قياس كثافة العظام في طب الأطفال ازداد مع وضع البيانات المعيارية^42،43 DXA يجري تقنية متاحة على نطاق واسع⁴⁴. الأطفال يعانون من سوء التغذية تظهر مستويات أدنى بكثير في BMD من أطفال أصحاء مع تمعدن يرتبط بشدة من سوء التغذية⁴⁵. يمسح DXA للفقرات القطنية والوركين هي المناطق الأكثر ملائمة لتقييم الأحداث وفقا “الكلية الأمريكية” الأشعة⁴⁶. وقد تبين إمكانية تكرار نتائج للعمود الفقري والورك كله والجسم كله في الأطفال طوال فترة نمو⁴⁷. ومع ذلك، يفضل القطنية كما أنه يتكون أساسا من العظم ترابيكولار، التي هي أكثر حساسية للتغيرات الاستقلابية أثناء النمو، وقد وجد أن تكون أكثر دقة من تقييمات الورك كله^{25،47، 48}-مسح DXA باستخدام أمر شائع في تقييم أمراض الأطفال. ولكن منذ DXA ثنائي الأبعاد، لا يعكس الحجم الحقيقي وتنتج BMD استناداً إلى عظم مساحة¹³. في الأطفال، وهذا تمييز مهم كالجسم ويختلف حجم العظام داخل وفيما بين الفئات العمرية في الأطفال¹². البيانات المعيارية الأكثر متاحة للمقارنة مع قياسات DXA، ولكن ينبغي توخي الحذر في اختيار سكان إشارة مناسبة (انظر بينكوفيتز وهينووود¹³ للحصول على قائمة قواعد البيانات استخداماً DXA المعيارية).

بعد المسح الضوئي، z-نقاط يحسب باستخدام نموذج إشارة محددة مطابقة العمر والسكان. ض-عشرات أكثر ملاءمة للأحداث منذ تي-قارن عشرات BMD المقاسة ب عينة شباب البالغين¹². ض-نقاط بين 01:58 ص يشير إلى BMD العادي لسن chronological بينما يشير إلى أي درجة أقل-2 انخفاض BMD لسن تشرونولوجيكال⁴⁹. تتراوح 01:58 ص لكل من t–و z-نقاط تمثل انحرافات قياسية تصل إلى اثنين من الوسط. صراحة، إذا كانت درجة BMD المقاسة ضمن اثنين من الانحرافات المعيارية أعلى أو أسفل وسطها السكان مرجع، فهي تعتبر طبيعية سريرياً.

الاعتماد على اختلاف الخصائص المورفولوجية لأنثروبولوجيا الطب الشرعي يأتي من مصادر كثيرة. واحد منها هو اختلاف الهيكل العظمى التي تنشأ عن عمليات المرض، بما في ذلك أمراض العظام الأيضية⁵⁰. القدرة على التعرف على اضطرابات معينة في الهيكل العظمى ما زالت تتمتع بميزة شقين هما: 1) إضافة المعلومات البيولوجية الشخصية يجعلها أكثر قوة و 2) تحديد إذا كان كسور هي مرضية أو نتيجة للصدمات التي يتعرض لها. وهناك مجموعة متنوعة من العظام الأيضية اضطرابات^51،،من⁵²⁵³، ولكن الأكثر صلة بتدابير BMD يظل المعاصرة هو مرض هشاشة العظام. تطور ترقق العظام عند معدل فقدان العظام ترابيكولار أكبر من معدل فقدان العظام القشرية مع خسارة صافية في العظام الكثافة^53،،من⁵⁴⁵⁵. فقدان العظام trabecular يرتبط بزيادة خطر الإصابة بكسور، خاصة في العظام التي لها أكبر عظم trabecular المحتوى (مثلاً، كوكسا os)^4،55.

أجريت دراسات عديدة في كثافة المعادن في العظام وهشاشة العظام في بقايا عظام في تجمعات الأثرية باستخدام DXA^56،57،،من⁵⁸⁵⁹ و أساليب أخرى^{60 , 61 , 62}-ومع ذلك، عند تقييم هشاشة العظام في الهيكل العظمى الكبار من السياقات الأثرية، الممارسين تجاهل أن تشخيص مرض هشاشة العظام سريرياً يتطلب متوسط عينة مرجعية الأصغر معاصرة مع الأفراد ويجري تقييم^55،،من⁶³⁶⁴. هذا ليس مشكلة في سياقات أنثروبولوجيا الطب الشرعي نظراً للأفراد هي العمر والجنس-مطابقة للسكان الحديثة مع العينات المرجعية المتقدمة الورك والعمود الفقري القطني، على الرغم من أن ينبغي النظر في التغييرات في BMD عن طريق تصلد ما زال الطب الشرعي. ومع ذلك، تافونومي هو عامل المحتمل التي تؤثر في القدرة على الحصول على تدابير BMD مشروعة من العينات الأثرية. هذا نظر في سياقات الطب الشرعي أيضا، حيث استرجعت الرفات من شروط الدفن مع فواصل تشريح الجثة المحتملة بعد بضعة أشهر. وفي حين لا يزال لمصلحة الطب الشرعي، يمكن أن يطرح شك كافية لأي BMD الدرجات التي تم الحصول عليها من الرفات التي وجدت في هذه الظروف.

ترقق العظام هو تقييم سريرياً باستخدام t-عشرات تدابير BMD المستمدة من BMD التدابير الأفراد في العمود الفقري القطني أو الورك بالنسبة إلى عينة مرجعية البالغين شباب باستخدام DXA^{65،66،67 ،68}. ويمكن استخدام هذه العينة المرجعية لتحديد حدوث ترقق العظام في الهيكل العظمى. في سياقات الطب الشرعي، وهذا مفيد لسببين: 1) التفريق بين كسور المتصلة بالصدمة التي لحقت إساءة في كبار السن ومن هشاشة العظام زيادة في العظام هشاشة الأفراد⁶⁹و 2) كشخصية ممكن تحديد الميزة⁵⁰.

كثافة العظام وقد طالما اعتبرت مؤشرا على أن يعكس النشاط والتغذية الحيوان^70،71. وقد لوحظ في الآونة الأخيرة أن كثافة العظام، كخاصية ذاتية للعظام، ويؤثر في البقاء على قيد الحياة خلال العمليات تافونوميك⁷.  هو نتيجة للتحلل التفاضلية استمرارية عناصر الهيكل العظمى (أي، الوحدات المنفصلة، تشريحيا كاملة لهيكل عظمى) وكثافة العظام يمكن استخدامها بوصفها مؤشرا للبقاء على قيد الحياة، أو العظام قوتها^{7، 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75}-وهذا المهم في سياقات الطب الشرعي، فضلا عن الأثرية وبيئات المستحاثات في ذلك فإنه يؤثر على قدرة الممارسين على كافية تستخدم أساليب لتقدير الشخصية البيولوجية (أو السن والجنس، ومكانه، والنسب) إذا وتمثل بعض عناصر الهيكل العظمى فقط.

الكثافة (كثافة العظام مع مساحة المسام وشملت في القياس) هو قياس مناسب في هذه الحالة، معتبرا أنها تحديداً بنية مسامية العظام الذي يؤثر على قابليته للعمليات تافونوميك⁷. وقد استخدمت العديد من الأساليب لتقييم كثافة العظام بما في ذلك فوتون واحد العارضة قياس كثافة^27،75، التصوير المقطعي^76،،من⁷⁷⁷⁸، فوتودينسيتوميتري^{72 ،79}، و DXA^80،،من⁸¹⁸². DXA بالأشعة قد يكون الأفضل لأساليب أخرى كما أنها غير مكلفة نسبيا ويمكن إجراء مسح كامل الجسم، ويمكن تقييم كل عنصر من عناصر الهيكل العظمى بشكل منفصل أو معا أثناء التحليل. استخدام BMD يمسح قبل وبعد دراسات بحثية تافونوميك يوفر معلومات مفيدة عن قابلية العظام الناتجة عن مختلف العوامل وبيئات تافونوميك⁸².

وتلخص هذه الورقة وضع بروتوكول للحصول على مسح DXA من بقايا عظام. ويستخدم الأسلوب السريرية المشتركة، وتحديد المواقع للأفراد عند تنفيذ الفقرات القطنية والورك بالأشعة. وهذا يسمح للممارسين لمقارنة بقايا عظام مع المعايير المناسبة. البروتوكول المذكورة ينطبق على رفات كل من الأحداث والبالغين مع قيود مناقشتها في وقت لاحق.

Protocol

بروتوكول هذه الاتفاقية تلتزم بالمبادئ التوجيهية للأخلاقيات في جامعة ولاية كارولينا الشمالية للبحوث البشرية. 1-آلة إعداد ملاحظة: بروتوكول التالية يمكن على نطاق واسع تطبيق أي الجسم كله، DXA و BMD السريرية في الماسح الضوئي. إجراء المعايرة مرة واحدة يوميا قبل…

Representative Results

ويشيع استخدام المنهجية المقترحة هنا في المرضى الذين يعيشون والجدير بالاعتبار الجدة للأفراد المتوفين. الرقم 6 و الرقم 8 تقديم نتائج AP الفقرات القطنية ومسح مفصل الورك الأيسر، على التوالي. الفرد المقررة في فحص هذه أبيض متوفى، أنثى، 31 سنة عمر …

Discussion

النتائج المعروضة في هذه الورقة توضيحية لانطباق المقاييس BMD في سياقات الطب الشرعي. وكما يبين الشكل 6 و الرقم 8 ، المسح وموقف الأفراد الذين يعيشون لفحص BMD السريرية استنساخه مع بقايا عظام، ولكن يجب الحرص على التأكد من تحديد المواقع المناسبة. وهذا أمر حاسم خاصة ل…

Materials

QDR Discovery 4500W system	Hologic	Discovery W	All inclusive DXA whole body scanner that includes APEX software for visualization and analysis of scans. Incorporates FRAX reference data developed by WHO to provide both t- and z- scores.
APEX 3.2	Hologic	APEX	Software used by the DXA PC connected to the bone desitometer (QDR Discovery 4500W system) to acquire the BMD data and analyze results.