利用CT三维测量额窦以推断新疆维吾尔族人群性别的研究

孙 迪 邓 爽 金 苗 王杰睿 米丛波

鉴定人体遗骸是法医学最重要的方面之一，确定性别不明的人在法医调查中具有至关重要的意义[1]。虽然骨骼残片已被用于个体性别鉴定，但是在人死后骨头仍然会消失，除了牙齿的釉质。因此，当发生爆炸、战争和其他大规模灾害如地震、洪水等时，性别判定是非常困难的[2]。据资料记载，当颅骨及其他骨骼严重变形时额窦仍保持不变，因此，额窦可用于性别推断[3]。额窦位于额骨内，它们由成对的空腔组成，其通过漏斗与鼻窝连通[4]。额窦由于形状不规则而具有很大的变异性，并且由于个体差异性使得每个个体的额骨具有独特性，就像同卵双胞胎一样[5]。额窦在出生时不明显，在大约2岁时开始发育，5岁时在放射学上可见，20岁时达到最大值并保持稳定[6]，除非出现额骨骨折、肿瘤或严重感染等非常罕见的疾病才会被破坏[7]。CT技术具有对病变显示更全面，防止遗漏；具有高密度分辨率，对有密度改变的细微病变也能显示出来，CT增强可以进一步明确病变性质的特点[8]被广泛应用于法医学的研究中，本研究从三维方向测量额窦的CT图像，以推断新疆地区维吾尔族人群的性别，得出额窦与性别之间的关系。

资料和方法

1.研究对象：本研究选取2016年12月～2018年4月就诊于新疆医科大学第一附属医院口腔颌面外科和耳鼻喉科拍摄CT的患者138例（有10位患者因额窦受过外伤、手术、病理性因素而被排除），最终纳入128例，其中男性70例，女性58例，年龄范围在20～70岁。纳入标准：①20～70岁维吾尔族患者；②患者登记有完整的个人信息；③额窦无炎症、骨折、畸形等疾病。排除标准[9]：①年龄小于20岁或大于70岁的患者；②额窦先天生长发育畸形或有炎症、创伤等疾患。

2.研究方法：所有患者均由同一种机型拍摄（64排螺旋CT∶GE LightspeedVCT），且拍摄医师经过统一培训；扫描过程中嘱咐患者不能移动和做吞咽动作。

测量人员同样须经统一培训，每张片子测量三次取平均值，测量内容包括：额窦的长度，即在冠状面上从上额窦的最内侧壁到最外侧壁的最大距离（图1）；额窦的宽度，即在冠状面上额窦上壁最高点和最低点间的最大距离（图2）；额窦的深度，即在轴面上额窦前壁到后壁的最大距离（图3）。

图1 额窦的长度

图2 额窦的宽度

图3 额窦的深度

3.统计学分析：本研究采用SPSS23.0进行数据分析；本研究为计量资料，采用独立样本t检验进行左右侧额窦间的比较；采用配对样本t检验进行性别组间比较；根据logistic多元回归方程建立性别推断方程；ROC曲线下面积确定性别判定的最佳指标。

结 果

左右侧额窦测量数据比较显示（表1），女性组左侧额窦长度的均值为24.010±3.257，男性组左侧额窦长度的均值为28.343±3.601，P＜0.05，有统计学差异；女性组右侧额窦长度的均值为和24.537±4.696mm，男性组右侧额窦长度的均值为27.594±4.322mm，P＜0.05，有统计学差异。女性组左侧额窦深度的均值为9.493±1.836，男性组左侧额窦深度的均值为10.557±2.127，P＜0.05，有统计学差异；女性组右侧额窦深度的均值为9.493±2.349mm，男性组右侧额窦深度的均值为10.257±2.445mm，P＞0.05，有统计学差异.女性组左侧额窦高度的均值为15.879±5.973，男性组左侧额窦高度的均值为19.577±6.323，P＜0.05，有统计学差异；女性组右侧额窦高度的均值为15.634±4.863mm，男性组右侧额窦高度的均值为18.969±4.916mm，P＞0.05，有统计学差异。

表2显示在男性组左右侧额窦的长度、深度、高度的测量值均没有统计学差异；同样，在女性组左右侧额窦的长度、深度、高度的测量值也没有统计学差异。

表1 正常成年人左右侧额窦各测量指标组间比较（n=128）

表2 正常成年人不同性别组间额窦测量数据的对比（n=128）

根据logistic多元回归方程（表3）得出利用左侧额窦推断性别方程为：Logit（Y＝1）＝9.828-0.384*L长度（B＝-0.384，常数＝9.828 P＝0.000），总计百分比为75%（其中男性为77，1%，女性为72.4%）。

表4显示，ROC曲线显示左侧额窦长度的曲线下面积最大为0.809，表明左侧额窦的长度在性别推断中是最灵敏的指标。

表3 利用左侧额窦长度得出性别推断方程

表4 ROC曲线表明左侧额窦长度在性别推断中是最灵敏的指标

讨 论

法医学是一门对未知身份识别的重要学科，性别推断更是一项至关重要的环节，以往国内关于额窦性别判定的相关研究均是以汉族为研究对象，本研究是以新疆维吾尔族人群为研究对象进行一系列测量，弥补了相关数据库，具有地域特色。为了使结果更精确，本研究严格的使用纳入排除标准，排除额窦有先天性发育畸形或后天疾病等的患者，使用64排螺旋CT来进行额窦的三维测量，使得结果更加可靠和精准。从冠状面和轴面测量左右侧额窦的长度、高度和深度。

在法医学研究中，与多层CT扫描相比，CBCT具有低剂量辐射和相对低成本的优点。再加上其图像的质量和保真度，CBCT在所有口腔专业诊断影像中占有非常重要的地位[10]。不同于口外X线片的限制（如二维图像，其质量仍取决于所使用的技术和设备），CBCT程序提供了轴位，冠状位，矢状位和斜位图像重建的视图，以及三维重建模式[11]。因此，CBCT在法医学研究中也起着非常重要的作用。

但CT同样是被推荐用于法医鉴定的方法之一。CT的优点有很多，如CT可以获取窦腔的截面图像，对窦腔进行三维扫描，并能消除重叠结构[12]；并且CT扫描的图像分辨率高，测量数据更精准[13]。但CT仍有其局限性，其机器的高成本限制了其在法医研究中的应用，尤其是在经济不发达的国家[14]。

本研究通过测量额窦CT图像在冠状位、轴位上的最大长度、最大高度以及最大深度来推测其与性别之间的关系，发现与女性相比，男性额窦的长度、宽度、深度的测量均值均显著高于女性，此结果与Lee等人[15]的研究结果一致，他们通过测量额窦CT图像得出男性的额窦三维测量值均大于女性。同样，2016年，Mitra Akhlaghi等人[16]发现在20～34岁年龄组，男性额窦的高度和宽度测量值均高于女性，在35～49岁年龄段，男性右侧额窦的前后径测量值高于女性，也与本研究结果一致。

在本研究中，多元回归方程提示左侧额窦长度是所有测量项目中最好的性别推断指标，总体准确率为75%，虽然75%在性别推断中是非常高的，但在实际应用时仍有局限性，如果在进行性别推断时结合其它测量指标，此百分比还会有所增加。Uthman等人[12]将颅骨测量结果添加到额窦的测量结果中，性别推断的整体准确度上升到85.9%。除此之外，Camargo等人[17]报道额窦测量值在性别推断中的准确率也高达79.7%。在本研究中，ROC曲线下面积也表明了左侧额窦长度是最佳性别推断指标。而Uthman等人[12]的结果是左侧额窦的高度是最灵敏的诊断指标，其次为右侧额窦的长度。这种差异可能与自身营养状况、地理环境、和种族特色等有关[18]。

虽然本研究的性别判定的准确率高达75%，但仍有一些不足的地方，①在进行性别判定时，如果能增加额窦的其它测量项目（容积、形状[19]）其准确率还会上升。②本研究经过严格的纳入排除标准筛选后，样本量较小，后期为进一步提高准确率，将扩大样本量。

以上研究表明，额窦的CT影像测量值（尤其是左侧额窦的长度）在性别推断中是有价值的，为法医学数据库增补了新疆维吾尔族性别判定的相关资料。