Сканирования скелетных останков для минеральной плотности костной ткани в судебно-контекстах

Summary

Минеральной плотности костной ткани (про) является важным фактором в понимании рациона. Для человеческие останки это полезный показатель для оценки качества жизни как несовершеннолетних, так и взрослых, особенно в смертельных случаев голода и отсутствия заботы. Этот документ содержит рекомендации для сканирования скелетных останков для судебно-медицинских целей.

Abstract

Целью этого документа является представить перспективные, Роман метод для оказания помощи в оценке качества кости в экспертному соответствующих скелетных останков. Противоракетная оборона является важным компонентом костей состояние питания и останки несовершеннолетних и взрослых, и она может предоставить информацию о кости качества. Для взрослых остается он может представить информацию о патологических состояний или когда может иметь место костной недостаточности. В несовершеннолетних он обеспечивает полезные метрики для прояснения случаев смертельных голода или отсутствия заботы, которые вообще трудно определить. Этот документ предоставляет протокол для анатомических ориентации и анализ скелетных останков для сканирования через двойной энергии рентгеновская абсорбциометрия (DXA). Три тематических исследования представлены для иллюстрации при DXA сканирование может быть информативным для судебно-медицинских практик. Первое тематическое исследование представляет лицо с наблюдаемых продольных трещин в веса подшипника костей и DXA используется для оценки костной недостаточности. BMD считается нормальной, предложив другой этиологии для разрушения шаблона настоящего. Второе тематическое исследование занятых DXA для расследования предполагаемых хронического недоедания. ПРО результаты согласуются с результатами от длины длинных костей и предлагаю несовершеннолетних страдала от хронического недоедания. Окончательное исследование пример где подозревается роковой голода в 14 месячного младенца, который поддерживает результаты вскрытия роковой голода. DXA сканирует показали низкой костной минеральной плотности для хронологический возраст и подтверждаются традиционных оценок детского здоровья. Однако когда дело с останки taphonomic изменения следует рассматривать до применения этого метода.

Introduction

Цель судебно-антропологических анализ опирается на понимание врача кости как сложные ткани с несколькими подразделениями и вариации. Кости является иерархической, композитные ткани с органическими и неорганическими компонентами, организованной в матрицу коллагена и газированные апатита^1,2,3,4. Неорганических компонентов, или кости минеральных организована в нанокристаллической структурой для обеспечения жесткости и рамки для органических часть^1,2,5. Минеральные аспект состоит из приблизительно 65% костей по весу и его ‘ массы находится под влиянием как генетические и экологические факторы^1,2,4,6. Потому что кости минеральных занимает трехмерном пространстве, она может быть измерена как минеральной плотности костной ткани (BMD), или функция массы и объема занимают⁷. Насыпная плотность косточки минеральная меняется с возрастом от рождения в зрелом возрасте^8,9,10,,1112 и широко используется в клинических условиях как показатель остеопороза и переломов риска^{4,13,14,,1516,17,18}. Двойной энергии рентгеновская абсорбциометрия (DXA) был широко инструментом для оценки здоровья костей с момента ее введения в 1987 году, особенно сканирования проводятся в поясничном отделе позвоночника и бедра регионах^11,13,19 . Проверки сканирования DXA было показано как золотой стандарт при расследовании изменения в BMD^13,19,–^20,–^21,–^22,–²³. Впоследствии, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) создала нормативные стандарты, включая t– и z-оценка определений для несовершеннолетних и взрослых поясничного отдела позвоночника (L1-L4) и бедер, как эти регионы, легко захватили объемно^{11 ,13,19,24}.

Ростом зависимости от судебно-медицинской антропологии в индивидуальную работу судебно поощряет изучение новых методов, чтобы лучше оценить скелетных останков в различных обстоятельствах. Среди этих потенциальных методов является применение DXA сканирования для оценки противоракетная оборона как индикатор качества кости в случаях со смертельным исходом голода и безнадзорности несовершеннолетних^25,26, выявление метаболических костных заболеваний, и оценки живучести скелетных элементов в taphonomic исследований^7,27.

В докладе плохого ребенка Департамента здравоохранения и социальных служб США к 2015 году 75,3% случаев злоупотребления сообщили ребенка были некоторые формы пренебрежительного отношения с ~ 1670 погибших вследствие роковой голода и безнадзорности в 49 государств²⁸. Наиболее несовершеннолетних жертв безнадзорности не показывают признаки внешнего физического насилия, но отказ процветать рассматривается в всех случаях^29,30. Отказ процветать определяется как неадекватное питание потребление для поддержки роста и развития. Они могут иметь различные факторы, один из которых является пренебрежение результате недостатке питания^25,31 (см. Росс и Абель³² для более всеобъемлющего обзора). Гораздо реже и рассматривается как самая экстремальная форма жестокого обращения^25,,3334преднамеренного голода, которое приводит к смерти ребенка или младенца. Эти питательных имеют значительное влияние на рост костей, особенно продольного роста у детей как непосредственным следствием недоедания³⁵. Роста скелета и минерализации прежде всего зависит от витамина D и кальция, и их добавок были связаны с повышенной BMD^25,35,36.

Это чрезвычайно трудно определить или преследования таких случаях должны использоваться даже следующее полное вскрытие^31,,3738 и особое внимание к методам. Таким образом в тех случаях, когда подозревается роковой голода или недоедания, особенно в случаях остается в современных государствах разложения²⁶необходим многодисциплинарный подход. Когда речь идет о скелетных останков, костная денситометрия является полезным инструментом в сочетании с другими скелетных показатели, как стоматологическая развития, измерение Парс basilaris череп и кости длинные длина²⁶. Без использования скелетных показателей, упомянутых выше, для детей и подростков, не представляется возможным различать, если низкий противоракетная оборона является результатом присущего метаболические расстройства, недоедания или taphonomic процесса. Другой проблемой является оценка размера тела (вес и рост) в детской или несовершеннолетних скелетных останков. Наиболее нормативных наборы данных требуется информация о высоты и веса для целей сравнения, как рост костей у детей зависит от размера и возраста¹². Когда оценивается останки неопознанных, методы оценки должны быть использованы. Для младенцев в один, нормативных DXA данных является возраст соответствует только. Несовершеннолетних в возрасте старше 1, Брыжи³⁹ или⁴⁰ Коугилл рекомендуются для оценки размера тела в скелетных останков, как они основаны на Денвер роста исследование образца, в том числе в возрасте 1-17^39,40. Если возраст и тела размер оцениваются, доверительных интервалов изменяются и производится сравнение средней в центр по контролю за заболеваниями (CDC) роста кривых⁴¹ следует включить в доклад, а также доверительный интервал для среднего размера сметных тела. Важно отметить, что в большинстве случаев, информация о происхождении и секс нельзя определить из несовершеннолетних останки до полового созревания, что особенно важно для подростков, как известно, оказывают значительное воздействие противоракетной обороны в родословной и секс взрослых. В этих обстоятельствах DXA метод не может быть применимо. В определенных случаях биологическая информация относительно происхождения, пола и размер тела, должны быть получены до анализа.

Костная денситометрия в педиатрии возросла с развитием нормативных данных^42,43 с DXA, будучи наиболее широко доступных техника⁴⁴. Недоедающих детей показывают значительно более низких уровней в BMD чем здоровых детей с минерализацией, коррелирует с тяжестью недоедания⁴⁵. DXA сканирование поясничного отдела позвоночника и бедра являются наиболее подходящие области для оценки для несовершеннолетних, по словам американского колледжа радиологии⁴⁶. Воспроизводимость было показано для позвоночника, весь бедра и всего тела в детей на протяжении всего периода роста⁴⁷. Однако, поясничного отдела позвоночника является предпочтительным, поскольку она состоит в основном из трабекулярной кости, которая является более чувствительным к метаболические изменения во время роста и было установлено, быть более точным, чем весь хип оценок^{25,47, 48}. сканирование с помощью DXA является общим в педиатрического оценки. Однако поскольку DXA двухмерный, он не отражает истинный объем и производит BMD, основанный на кости района¹³. В детей это важное различие, как тела и костный размер варьируются в пределах и между возрастными группами детей¹². Наиболее нормативных данных для сравнения с результатами измерений DXA, но выбрать соответствующую ссылку населения должны проявлять осторожность (см. Binkovitz и Henwood¹³ список часто используемых DXA нормативных баз данных).

После сканирования, z-показатель рассчитывается с помощью соответствия возраста и населения конкретных эталонного образца. Z-баллов больше подходят для несовершеннолетних с t-результаты сравнения измеренных BMD молодых взрослых образец¹². Z-Оценка между -2 до 2 указывает нормальное BMD для хронологический возраст, а любая оценка ниже -2 низкий BMD хронологический возраст⁴⁹. -2-2 диапазон для t– и z-Оценка представляют собой до двух стандартных отклонений от среднего значения. Откровенно если измеренное BMD Оценка в два стандартных отклонения выше или ниже среднего их ссылки, они считаются клинически нормальной.

Опора на морфологические вариации для судебного антрополога приходит из многих источников. Одним из которых является скелетных вариации, которая возникает от болезни процессов, включая расстройства метаболизма костной⁵⁰. Возможность выявления конкретных расстройств в скелетных останков имеет преимущество по два раза: 1) Добавление информации о биологическом профиль, что делает его более надежным и 2) идентификации, если переломы являются патологические или в результате причиненных травм. Есть целый ряд метаболических костных заболеваний^51,52,53, но наиболее релевантные БМД мер современного остается остеопороза. Остеопороз развивается, когда скорость потери Трабекулярная кость больше, чем скорость потери кортикальной кости с чистой потерей костной плотности^53,54,55. Трабекулярной костной потери соотносится к увеличению риска переломов, особенно в кости, которые имеют более трабекулярной костной содержание (например, os coxa)^4,55.

Были проведены многочисленные исследования на минеральной плотности костей и остеопороз в скелетных останков на археологические ассамбляжи, используя DXA^56,,5758,59 и другие методы^{60 , 61 , 62}. Однако при оценке остеопороза в взрослый скелет из археологических контекстах, практикующих игнорировать, что диагностика остеопороза клинически требует среднее contemporaneous с лицами моложе эталонного образца проводится оценка^55,,6364. Это не является проблемой в контекстах судебно-медицинской антропологии, поскольку лица, возраст – и секс-соответствует современного населения с развитыми образцов для бедра и поясничного отдела позвоночника, хотя изменения в BMD через Диагенез, должны рассматриваться для судебно-остается. Тафономия то, скорее всего, фактором, влияющим на способность получить законные меры BMD от археологические образцы. Это рассмотрение в судебно-контекстах, где останки найдены захоронения условий с потенциальными посмертных интервалы за несколько месяцев. Хотя по-прежнему судебно-интерес, достаточные сомнения может быть поднят для любого БМД баллы, полученные из останков, найденных в этих обстоятельствах.

Остеопороз клинически оценивается с помощью t-десятки BMD мер, которые являются производными от физических лиц BMD мер в бедра или поясничного отдела позвоночника относительно молодых взрослых эталонный образец с помощью DXA^{65,66,67 ,68}. Этот эталонный образец может использоваться для определения возникновения остеопороза скелета. В судебно-медицинских условиях, это полезно по двум причинам: 1) дифференциации трещин, касающимся злоупотребления нанесли травмы в пожилых людей и тех, от хрупкости костей увеличение в остеопорозом лиц⁶⁹и 2) в качестве возможных личных Идентификация компонентов⁵⁰.

Плотность костей уже давно считается показатель, который отражает активность и питание животных^70,71. Совсем недавно было отмечено, что плотность костей, как встроенные свойства кости, влияет на его живучести во время taphonomic процессов⁷.  Следствие разложения является дифференциальный живучести скелетных элементов (то есть, дискретные, анатомически полной единицы скелета) и плотности костной ткани могут быть использованы как предсказатель живучести, или кости прочности^{7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75}. это важно в судебно-контекстах, а также археологические и палеонтологические среды в том, что она влияет на практиков способность адекватно использовать методы оценки биологического профиля (или возраста, пола, статуса и происхождения), если представлены только некоторые элементы скелета.

Насыпная плотность (с порового пространства, включены в измерение плотности костной ткани) является соответствующие измерения в этой ситуации, учитывая, что это именно пористой структуры кости, что влияет на его восприимчивость к taphonomic процессы⁷. Многие методы оценки плотности кости были заняты включая однолучевой Фотон денситометрия^27,75, компьютерная томография^76,,7778, photodensitometry^{72 ,79}и DXA^80,,8182. DXA сканирование может быть предпочтительнее других методов, поскольку он является относительно недорогим, сканирование всего тела может быть выполнена, и отдельные элементы скелета могут быть оценены отдельно или вместе во время анализа. С помощью БМД сканирует до и после taphonomic исследования предоставляет полезную информацию о живучести кости, вытекающие из различных факторов и сред taphonomic⁸².

В этом документе изложены протокол для получения сканов DXA скелетных останков. Этот метод использует общие, клинические позиционирования лиц при выполнении поясничного отдела позвоночника и хип сканирует. Это позволяет практиков для сравнения останки с соблюдением соответствующих нормативных стандартов. Протокол изложил применимо для несовершеннолетних и взрослых остается с ограничениями, обсуждаться позже.

Protocol

Протокол здесь придерживается университета штата Северная Каролина этические принципы для исследований человеческого. 1. машина подготовка Примечание: Следующий протокол может широко применяться к любой всего тела, клинических DXA и БМД сканера. Вып?…

Representative Results

Методология, предложенная здесь широко используется в жизни больных и рассмотрение его новизна умерших лиц следует отметить. Рисунок 6 и рис 8 представлены результаты AP поясничного отдела позвоночника и левого бедра сканирования, соот?…

Discussion

Результаты, представленные в настоящем документе иллюстрирует применимость BMD метрик в судебно-контекстах. Как видно на рисунке 6 и рис. 8 , сканирования положение живущих людей для клинической BMD сканирует воспроизводима с скелетные останки, но необходи?…

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.