Email this article Determination of gender based on osteometric fracture of the pelvic bones using discriminant analysis
- Authors: Peregoroda S.A.1, Zaichenko A.A.2
-
Affiliations:
- ФГБОУ ВО Минздрава России "Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского"
- ФГБОУ ВО "Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского"
- Section: Original study articles
- Submitted: 29.10.2024
- Accepted: 24.01.2025
- Published: 21.03.2025
- URL: https://for-medex.ru/jour/article/view/16208
- DOI: https://doi.org/10.17816/fm16208
- ID: 16208
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription or Fee Access
Abstract
Abstract
Backgraund: One of the current problems of forensic medicine is the sexual identification of a person based on bone remains. A separate difficulty is the conduct of sexual identification based on isolated bones. Thus, the study of the possibility of conducting sexual identification of a person based on an isolated pelvic bone is of great interest. .
Aims: The aim of the study was to develop a method for determining somatic sex based on osteometric features of skeletal pelvic bones using multivariate discriminant analysis. .
Materials and methods: The study is observational, retrospective, cross-sectional. The object of the study was skeletonized pelvic bones (n=42) of individuals of both sexes aged 18 to 86 years. from the collection of the Department of Human Anatomy of the Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky, as well as 25 pelvic bones from the collection of the Department of Human Anatomy, Operative Surgery and Topographic Anatomy of the Lugansk State Medical University. The measurements were carried out using a large thick compass, a sliding compass, and a centimeter tape according to the method of V. P. Alekseev. Classification models were built by step-by-step discriminant analysis.
Results: The study resulted in a model with a set of variables that allows determining the sex of bone remains based on osteometric parameters. The accuracy of the model identification was 90.4%. When tested on the verification group, the accuracy was 84%. Statistically significant differences were demonstrated by the following dimensions used in the mathematical model: pelvic bone height, ischial bone height, and the largest diameter of the acetabulum (p<0.01). .
Conclusions: The conducted research allowed to create a mathematical model that can be used for gender identification of bone remains based on 7 pelvic bone sizes; the theoretical accuracy of the model was 90.4%, and the practical accuracy was 84%.
Full Text
Обоснование
Одной из актуальных проблем судебной медицины является половая идентификация личности по костным останкам. Отдельную сложность вызывает проведение половой идентификации по изолированным костям [1].
Классическими методиками, к которым прибегают исследователи в ходе половой идентификации костных останков, являются остеометрия и остеоскопия, при этом остеоскопические методики отличаются меньшей объективностью определения [2].
В настоящее время предпочтение отдаётся остеометрическим методикам с применением статистического анализа [3].
С целью половой идентификации костных останков многими исследователями применяется анализ дискриминантных функций [4, 5].
Общепринято рассматривать тазовую кость как анатомический объект, демонстрирующий высокую половую изменчивость у взрослых людей [6].
В настоящее время с целью определения половой принадлежности по изолированной тазовой кости используется методика, предложенная А.К. Гармусом [7].
Таким образом, высокий интерес вызывает изучение возможности проведения половой идентификации личности по изолированной тазовой кости.
Цель
Цель исследования заключалась в разработке методики определения соматического пола по остеометрическим признакам скелетированных тазовых костей с использованием многомерного дискриминантного анализа.
Методы
Дизайн исследования
Исследование обсервационное, ретроспективное, поперечное.
Критерии соответствия
Критерии включения: скелетированные тазовые кости (n=42) лиц обоего пола в возрасте от 18 до 86 лет.
Критерии невключения: аномалии развития; повреждения кости; признаки общей скелетной патологии.
Условия проведения
Использовались тазовые кости из коллекции кафедры анатомии человека Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского, а также тазовые кости из коллекции кафедры анатомии человека, оперативной хирургии и топографической анатомии Луганского государственного медицинского университета им. Святителя Луки
Продолжительность исследования
Период проведения исследования – май-август 2024 года.
Описание медицинского вмешательства
При исследовании тазовых костей измеряли следующие признаки:
1) Высота таза (ВТ): расстояние от наивысшей точки гребня подвздошной кости до наиболее низко расположенной точки седалищного бугра.
2) Ширина подвздошной кости (ШП): расстояние между вершинами передней верхней и задней верхней ости подвздошной кости.
3) Высота седалищной кости (ВС): расстояние между средней точкой вертлужной впадины и наиболее низко расположенной точкой седалищного бугра.
4) Ширина лобковой кости (ШЛ): расстояние между средней точкой вертлужной впадины и верхним краем передней поверхности симфиза.
5) Ширина запирательного отверстия (ШЗ): расстояние между наиболее удалёнными точками на боковых краях запирательного отверстия.
6) Наибольший диаметр вертлужной впадины (ДВП).
7) Передняя высота малого таза (ПВМТ): расстояние между наиболее низко расположенной точкой седалищного бугра и верхним краем симфиза.
Основной исход исследования
В результате проведенного исследования получена математическая модель с набором переменных, позволяющая определить половую принадлежность костных останков по остеометрическим показателям изолированной тазовой кости.
Дополнительные исходы исследования
Практическая точность полученной модели оценивалась при помощи проверки эффективности на группе верификации.
Анализ в подгруппах
Для создания обучающей выборки использовали скелетированные паспортизированные тазовые кости из коллекции кафедры анатомии человека Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского. Группу верификации составили 14 женских и 11 мужских тазовых костей из коллекции кафедры анатомии человека, оперативной хирургии и топографической анатомии Луганского государственного медицинского университета им. Святителя Луки.
Методы регистрации исходов
Измерения проводили при помощи большого толстотного циркуля, скользящего циркуля, сантиметровой ленты по методике В. П. Алексеева[8]. Классификационные модели строили путём пошагового дискриминантного анализа.
Этическая экспертиза
Исследование проведено в соответствии с рекомендациями комитета по этике ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского».
Статистический анализ
Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался.
Методы статистического анализа данных: статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета программ STATISTICA 10. Достоверность различий исследуемых размеров и указателей тазовых костей мужчин и женщин оценивали при помощи непараметрического критерия Манна-Уитни (U критерий). Различия считали достоверно значимыми при значениях Uэмп < 621 (p<0,01).
Результаты
Объекты (участники) исследования
42 тазовые кости мужчины (18-75 лет) и 42 кости женщины (22-86 лет), проживавших на территории Верхнего и Нижнего Поволжья в конце XIX – начале XX вв, а также 14 женских и 11 мужских тазовых костей, проживавших на территории Луганской области в середине XX века.
Основные результаты исследования
В результате проведенного исследования была получена модель с набором переменных, позволяющая определить половую принадлежность костных останков по остеометрическим показателям (табл. 1). Точность идентификации модели составила 97,6% для мужских тазовых костей, 83,3% для женских тазовых костей и общая точность модели - 90,4%. Таким образом, уравнение расчета дискриминантной функции с использованием размеров кости для мужских индивидов будет иметь вид:
Yм = ВТ×1,529 + ШП×0,559 + ВС×(-0,168) + ШЛ×(-0,356) + ШЗ×(-0,469) + ДВП×2,017 + ПВМТ×1,060 + (-291,616)
С целью определения пола у индивида необходимо подставить значения остеометрических показателей тазовой кости в предлагаемые уравнения и сравнить их между собой. Если полученное значение Yм больше чем Yж, то исследуемая тазовая кость принадлежит мужчине. В противоположном случае (Yж больше чем Yм) исследуемая кость принадлежит женщине.
Статистически значимые отличия демонстрировали следующие размеры, используемые в математической модели: высота тазовой кости (p=0,000028), высота седалищной кости (p=0,00001), наибольший диаметр вертлужной впадины (p=0,000002).
Дополнительные результаты исследования
Точность половой идентификации при тестировании полученных моделей на группе верификации (табл. 2) составила 84%.
Нежелательные явления
Нежелательные явления в ходе проведения исследования не произошли.
Обсуждение
Резюме основного результата исследования
Предложено уравнение дискриминантной функции, позволяющее установить половую принадлежность костных останков по размерам тазовых костей. Теоретическая общая точность модели составляет 90,4% (97,6% для мужских костей и 83,3% – для женских) и практическая – 84%.
Обсуждение основного результата исследования
Правильность выявления половой принадлежности по предлагаемой модели, включая верификацию на независимой выборке, позволяет предложить её использование в сочетании с методикой А.К. Гармуса (1990), включающей комплексный анализ анатомо-морфологических признаков таза, а также результаты одномерного и многомерного дискриминантного анализа, что практически исключит возможные ошибки.
Ограничения исследования
По результатам верификации предлагаемой методики на независимой выборке (женщины –14, мужчины – 11) ошибочность диагностики пола наблюдалась в 4-х случаях из 25.
Заключение
Проведенное исследование позволило создать математическую модель, которую можно использовать для половой идентификации костных останков по 7 размерам тазовой кости, теоретическая точность модель составила 90,4%, практическая - 84%.
Дополнительная информация.
Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи
Участие авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: С.А. Перегорода ― сбор данных, написание черновика рукописи; А.А. Зайченко ― научная редакция рукописи.
Благодарности. Авторы выражают слова благодарности проф., д.м.н. В.И. Лузину и Мосягиной Н.А. за предоставление материала для создания верификационной выборки.
Таблицы
Таблица 1. Дискриминантные функции для определения половой принадлежности по размерам тазовой кости
Остеометрический показатель | Пол | |
м | ж | |
Высота таза | 1,529 | 1,376 |
Ширина повздошной кости | 0,559 | 0,806 |
Высота седалишной кости | -0,168 | -0,348 |
Ширина лобковой кости | -0,356 | -0,112 |
Ширина запирательного отверстия | -0,469 | -0,248 |
Наибольший диаметр вертлужной впадины | 2,017 | 1,661 |
Передняя высота малого таза | 1,060 | 0,822 |
Константа | -291,616 | -267,636 |
Таблица 2. Результаты оценки практической точности полученной модели
№ | Пол | Модель 1 | ||
Yм | Yж | Расчётный пол | ||
1 | ж | 261,577 | 263,371 | ж |
2 | ж | 234,331 | 243,71 | ж |
3 | м | 244,454 | 253,007 | ж |
4 | м | 261,108 | 267,413 | ж |
5 | м | 274,628 | 272,553 | м |
6 | м | 294,062 | 290,203 | м |
7 | м | 277,14 | 276,729 | м |
8 | м | 280,164 | 278,676 | м |
9 | ж | 225,688 | 236,508 | ж |
10 | ж | 231,122 | 241,195 | ж |
11 | ж | 218,781 | 221,855 | ж |
12 | ж | 219,913 | 221,861 | ж |
13 | м | 230,715 | 226,636 | м |
14 | м | 232,391 | 229,675 | м |
15 | ж | 204,45 | 206,141 | ж |
16 | ж | 205,247 | 208,437 | ж |
17 | ж | 254,906 | 256,143 | ж |
18 | ж | 264,974 | 265,46 | ж |
19 | ж | 246,908 | 247,261 | ж |
20 | ж | 231,745 | 239,042 | ж |
21 | м | 313,545 | 306,65 | м |
22 | м | 196,232 | 200,395 | ж |
23 | м | 195,876 | 200,283 | ж |
24 | ж | 202,187 | 206,132 | ж |
25 | ж | 199,323 | 203,502 | ж |
About the authors
Sergey A. Peregoroda
ФГБОУ ВО Минздрава России "Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского"
Author for correspondence.
Email: sergej.peregoroda@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-0823-778X
SPIN-code: 2011-4352
студент 5 курса лечебного факультета
Россия, 410000, Россия, Саратов, ул. Большая Казачья 137Aleksandr A. Zaichenko
ФГБОУ ВО "Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского"
Email: zaichenko1958@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3683-6507
SPIN-code: 9344-4417
Scopus Author ID: 7006414488
доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека
Россия, 410000, г. Саратов, ул. Большая Казачья 137References
Supplementary files
