基于全脊柱X线摄影的四川汉族女性身高推断

崔井会 ，骆莹贞 ，范 飞 ，彭 钊 ，邓莉萍 ，张 奎 ，邓振华

（1.四川大学华西基础医学与法医学院，四川 成都 610041；2.四川大学华西医院放射科，四川 成都 610041）

个体识别是法医学研究中的重要任务之一，包括身高、年龄、性别、种族等的推断。其中身高推断是个体识别工作的重要组成部分，在法庭科学实践中占有重要地位。实际检案中，身高推断在尸源查找以及无名尸体、白骨化尸体、碎尸等案件的侦破中有时起到关键作用。由于人口流动性的增加、人类体质的整体提高以及种族和地区间的差异，身高推断的研究已成为常规性研究。国内外学者常借助直接测量或放射学技术收集特定群体的四肢长骨、不规则骨、体表解剖标志等数据建立身高推断的回归方程[1-2]。我国身高推断已有的相关成果中研究样本多来源于20世纪80年代，用于当代国人身高推断准确性较低[3]。因此，建立适合当代国人身高的推算模型就显得格外重要。

国内外的相关研究[4-10]表明，椎体高度与身高具有良好的相关性，但目前国内外均采用的是单个或几个椎体或部分椎体节段进行研究。NAGESH等[11]根据全椎体高度进行身高推断，结果显示，该方法具有较高的准确性。因此，本研究旨在采用直接数字X射线摄影（direct digital radiography， DDR）技术，测量四川汉族女性全椎体高度，构建身高推断的回归数学模型，为法医学实践积累基础数据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究共收集200例四川汉族健康女性的全脊柱正侧位数字化X线片，年龄范围12～78岁，平均年龄为35.3岁。选取的DDR图像清晰，可清楚观测标志点。

排除标准：脊柱有病损、畸形或手术史者；服用影响代谢与发育及骨生长的药物者；有影响骨生长、发育与代谢的全身性疾病者。

本研究符合医学伦理学相关条款规定。

1.2 方法

1.2.1 观察方法

按照中国体育科学学会体质研究会编制的《体质测量》中身高测量方法[12]，在摄片前用人体身高坐高测量计测量每个个体的身高（y），测量单位为厘米（cm），精确至0.1cm。DDR图像采集采用大平板多功能数字化透视/摄影系统SONIALVISION SafireⅡ［岛津企业管理（中国）有限公司］，拍摄条件为管电压70～95kV，管电流 250～400mA，曝光时间 5.0～8.0ms，固定球管中心至成像板的距离为120cm。拍摄体位：标准的站立全脊柱正侧位。图像后处理及指标测量采用syngo®Studio Workplace V36C（德国 Siemens AG公司）图像后处理软件进行。

1.2.2 观测指标

本研究测量指标参照经典法医人类学骨骼测量方法确立。在全脊柱DDR正位片上测量正位全椎体高（x1）：自枢椎齿状突顶点至第五腰椎椎体下缘的垂直距离（图1A）。在全脊柱DDR侧位片上测量侧位全椎体高（x2）：自枢椎齿状突顶点至第五腰椎椎体下缘的垂直距离（图2B）。将x1与x2的平均值作为一个新的统计变量，记作x3。

1.2.3 统计方法

应用SPSS 21.0统计学软件对数据进行分析。对身高及各测量指标进行单样本Kolmogorov-Smirnov检验分析其是否符合正态分布，采用独立样本的t检验对随机选取的20例样本一人两次测量（相隔大于1月）结果的一致性进行检验，利用单一测量指标建立身高推断的线性回归方程。检验水准α=0.05。

回代检验：按照纳入标准重新收集30例全脊柱正侧位摄影检查的女性样本，测量并计算上述指标，代入上述回归方程，以检验其准确性。

图1 全脊柱X线片

2 结 果

表1 分析样本与验证样本各年龄段样本分布（例）

同一测量者的20例两次测量结果经t检验显示差异无统计学意义（P＞0.05）。

分析样本与验证样本各年龄段样本分布见表1；身高（y）及各测量指标（x1～x3）的描述性统计分析结果见表2；利用各测量指标所建立的方程见表3、图3；使用验证样本进行回代检验，结果见表4。

表2 身高及各测量指标的描述性分析（n=200，cm）

表3 单个指标建立的线性回归方程

图3 各指标与身高的方程拟合图

表4 各方程验证样本回代验证结果

所有的指标（x1～x3）及身高均符合正态分布，且各指标与身高之间有良好的相关性，建立3个线性回归方程，所有方程均有统计学意义（P=0.000），相关系数分别为 0.750（x1）、0.754（x2）、0.762（x3），每个指标的散点图均显示出各指标与身高具有良好的线性关系。其中利用正侧位全椎体高度平均值所建立的回归方程标准估计误差最小，为±4.50cm。经回代检验，所有方程的平均绝对误差在±3.32～±3.76 cm，其中以利用侧位全椎体高所建立的回归方程准确性最高，平均绝对误差为±3.32cm。

3 讨 论

身高推断作为法医学个体识别中的重要组成部分，一直是国内外学者研究和关注的重点之一。1899年，PEARSON[6]利用股骨进行身高推断，并建立了身高推断的回归方程。之后，各国学者也对利用长骨进行身高推断进行了研究，并建立了相应人群的身高推断方程。为了更加适应实际检案的需要，自20世纪60年代开始，陆续有学者对残存长骨进行测量研究，以期找到利用部分长骨或长骨碎片进行身高推断的方法。李铁英等[13]建立了基于股骨、胫骨、尺骨、肱骨骨性标志测量值的多元回归方程，同时考虑到长骨近端、远端或两端同时缺失的回归方程；张继宗[14]建立了中国女性不完整长骨推断身高的回归方程。随着对身高推断研究的不断深入，尽管长骨推算身高的准确性最高，但单纯用四肢长骨进行身高推断已经不能满足实际检案的需要。PEARSON[6]及STEVENSON[7]相继提出了利用椎体进行身高推断的可能性，之后有学者利用不同椎体节段进行了身高推断的研究，并建立了相应人群的身高推断方程[4-5，11，15]。以上研究样本都来自于尸体或者干骨，由于受到样本来源的限制，多数研究样本量较小。此后有学者探索利用皮肤体表解剖标志等进行身高推断，郑靖中等[16]测量了1 585名西安汉族青年学生的身高及胸骨长度，并提出了由胸骨长推算身高的回归方程。随着医学影像技术的发展，其在骨骼成像及测量方面的优势迅速显现并很快应用于法医人类学的研究。PATIL等[17]用放射学方法测量颅骨侧位片中相关测量指标，进行身高推断回归分析；PELIN等[15]及TORIMITSU等[5]分别应用磁共振及多排螺旋CT研究了骶椎和尾骨与身高的关系；ZHANG等[18]利用CT三维重建技术研究了胸骨与身高的关系并建立了身高推断的回归方程。

利用放射学方法进行身高推断的研究是以活体为研究对象，样本来源范围广，样本量基本不受限制，同时能够清晰地显示测量标志点，使测量结果更加准确。

我国利用脊柱进行身高推断的研究相对较少：常云峰等[8]利用X射线摄影技术测量了514例中国四川汉族人群脊柱胸段长度，建立了身高推断的回归方程，其R在0.624～0.834，身高估计值的标准误差在3.88～4.72cm；青思含等[9]测量206例活体女性腰椎高度建立了身高推断的回归方程，其R为0.533～0.834，标准估计误差 3.219～5.004 cm；ZHANG等[10]测量412例（男女各206例）活体腰椎高度及单个椎体前、中、后份高度建立了身高推断的回归方程，其标准估计误差为 4.108～6.010 cm（男）、2.982～4.192 cm（女）；NAGESH等[11]测量117例（男性72例，女性45例）尸体全椎体高度及各脊柱节段高度建立了身高推断的回归方程，其 R 为 0.776～0.583（男）、0.708～0.352（女），标准估计误差为 4.38～5.65cm（男）、4.16～5.58cm（女）；张召晖等[19]利用X线片测量了150例四川汉族男性活体第3～7颈椎前后缘高度建立了身高推断的回归方程，其R为0.259～0.656，身高估计值标准误为4.30～5.79cm。以上研究均以单个椎体或部分脊柱节段为研究对象，影像资料为局部椎体X线片，由于受到影像学资料的限制，其测量范围较局限，无法了解脊柱的整体情况。本研究以大平板多功能数字化透视/摄影系统SONIALVISION SafireⅡ采集的全脊柱正侧位图像为研究对象，一次性完整呈现全脊柱正侧位图像，同时将全脊柱作为一个整体进行研究，最大程度地减少了椎体之间连接结构及椎体形态对身高的影响，同时，测量研究对象身高后随即进行全脊柱正侧位摄影检查。建立的所有回归方程均有统计学意义，其中利用x3建立的回归方程复相关系数最大（0.762），且标准估计误差最小（±4.50 cm）；利用 x1所建立的回归方程复相关系数最小（0.750），且标准估计误差最大（±4.60cm）。经回代检验，利用侧位全椎体高所建立的回归方程准确性最高，平均绝对误差为±3.32 cm。与上述其他研究相比，本研究利用全脊柱正侧位DDR片测量全椎体高建立的身高推断方程标准估计误差和平均绝对误差均较小，采用全椎体高度进行身高推断具有较高的应用价值。

我国目前使用的身高推断方程多是20世纪80年代的研究成果，在实际工作中已经存在明显误差，同时鉴于种族、地域等的差异，推算身高的研究已经成为一项常规性研究[20]。本研究利用影像学技术，以活体为研究对象，测量数据较准确，与利用尸骨进行身高推断相比较，减少了许多外界因素的影响，所建立的方程平均绝对误差较小，具有较强的实用性。同时，此技术可用于碎尸案及无名尸案传统尸体检验前的影像学检查。值得注意的是，本次的研究样本具有一定的地域、民族、时代的特异性，其他地区或民族的身高推断应用该方程具有一定的局限性，需做进一步研究。

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