Изучение морфологических изменений нижней челюсти, связанных с половым диморфизмом: цифровое панорамное исследование

Полный текст

В судебно-медицинской антропологии остеологические останки широко используются для оценки различных характеристик человека, что помогает при установлении личности умершего или служит дополнительным доказательством в спорных случаях [1]. Одна из основных трудностей ― идентифицировать скелетные останки в том случае, если личность умершего не установлена [2]. Установление личности имеет решающее значение в отношении лиц, погибших в результате убийств, несчастных случаев, самоубийств и стихийных бедствий (теракты, взрывы, землетрясения, авиакатастрофы), а также в отношении преступников, скрывающих свою личность [3].

При изучении возрастных скелетных изменений и особенностей ротовой полости (у живых и умерших) необходимо учитывать целый ряд факторов [4]. По мере взросления и изменения дентоальвеолярного статуса нижняя челюсть человека претерпевает множество структурных и морфологических изменений. Это касается и мужчин, и женщин [5]. К зонам нижней челюсти, подверженным наиболее выраженным изменениям, относятся гониальная и антегониальная области, мыщелок и нижнечелюстная ветвь [6]. Поскольку двух одинаковых рентгеновских снимков не бывает, данные о возрасте умершего можно получить, изучив особенности скелета. Этот принцип применим и к методам радиологической визуализации [7]. Одним из таких методов, широко используемых в научных исследованиях и расследованиях уголовных дел, является ортопантомография. Несмотря на то, что существует множество способов определения пола, ортопантомография позволяет выполнить измерения анатомических размеров высокой точности в случае серьёзных внешних повреждений тела [8].

Цель исследования ― оценить возрастные морфологические изменения нижней челюсти и состояние зубного аппарата с помощью одного углового и четырёх линейных измерений, выполняемых на теле и ветви нижней челюсти.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проспективное наблюдательное исследование включало 420 условно здоровых людей четырёх возрастных групп (12–18 лет, 19–40 лет, 41–60 лет и старше 60 лет), отобранных путём формирования целевой выборки. Всем пациентам была рекомендована панорамная рентгенография для оценки/лечения челюстно-лицевых заболеваний без дефектов развития или травм в области головы и шеи, а также без признаков перелома средней части лица.

Критерии соответствия

Критерии включения: субъекты, у которых все зубы были интактными, за исключением ретинированных третьих моляров; субъекты старше 60 лет, имеющие не менее пяти зубов в каждом квадранте, за исключением третьих моляров; идеальные цифровые панорамные рентгенографические снимки с оптимальным диагностическим качеством и чётким отображением всех эталонных ориентиров.

Критерии исключения: субъекты с любым системным заболеванием, поражающим челюстную кость; субъекты с историей или признаками ортодонтического или ортогнатического лечения; субъекты с частично съёмными зубными протезами; рентгенографические признаки аномалий развития челюсти, сверхкомплектных зубов, травматических/хирургических дефектов и патологий, затрагивающих челюстно-лицевую область; цифровые панорамные снимки с какими-либо артефактами.

Метод исследования

Клиническое обследование проводилось после получения письменного согласия пациентов.

Полученные результаты фиксировали на индивидуальных бланках, специально разработанных для исследования. Лица, удовлетворяющие критериям отбора, проходили ортопантомографию с заданными параметрами, исходя из строения челюсти пациента, с соблюдением необходимых мер радиационной защиты. Линейные и угловые измерения всех параметров с обеих сторон выполняли с помощью цифровых панорамных снимков с использованием программного обеспечения Planmeca Romexis (3D-модуль).

В нашем исследовании изучались следующие параметры:

1. гониальный угол: его измерение выполняется путём проведения линии между двумя воображаемыми линиями, которые проходят от нижнего края до ветви нижней челюсти (рис. 1);
2. длина мыщелка: расстояние, измеренное между двумя касательными линиями, проведёнными через самую верхнюю точку головки мыщелка до самой глубокой точки на вогнутой поверхности сигмовидной вырезки (рис. 2);
3. длина нижнечелюстной ветви: величина рассчитывается путём проведения двух линий, параллельных линии, касательной к ветви. Одна из них проводится на уровне наиболее латеральной точки мыщелка, другая ― на уровне наиболее латеральной точки ветви. Расстояние между этими двумя линиями и составляет длину ветви (рис. 3);
4. толщина кортикальной кости: толщина рентгеноконтрастной полосы измеряется у нижнего края тела нижней челюсти, где мезиально начинается антегониальная вырезка (рис. 4);
5. глубина вырезки нижней челюсти: величина рассчитывается путём проведения линии от касательной к ветви в направлении к самой глубокой точке на вогнутой поверхности вырезки нижней челюсти (рис. 5).

 

Рис. 1. Измерение гониального угла с обеих сторон.

 

Рис. 2. Измерение длины мыщелка с обеих сторон.

 

Рис. 3. Измерение длины нижнечелюстной ветви с обеих сторон.

 

Рис. 4. Измерение толщины кортикальной кости с обеих сторон.

 

Рис. 5. Измерение глубины вырезки нижней челюсти с обеих сторон.

 

Статистический анализ

Все полученные данные сведены в таблицы, обработаны статистически, сопоставлены в отношении гайморовых пазух одного и того же субъекта с обеих сторон и между гендерными группами соответственно с использованием программного обеспечения SPSS версии 22.0. Затем все данные были подвергнуты описательному статистическому анализу, оценивались с помощью парного t-теста и двухстороннего теста ANOVA.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследуемая выборка

В исследовании участвовало 420 человек, из них 210 (50%) мужчин и 210 (50%) женщин. Каждая возрастная группа насчитывала по 120 (28,6%) человек, из них 60 (14,3%) мужчин и 60 (14,3%) женщин, за исключением возрастной группы старше 60 лет, в которой было 60 (14,3%) человек, из них 30 (7,15%) мужчин и 30 (7,15%) женщин. Средний возраст мужчин составил 43,1333 года, женщин ― 41,8667 года (табл. 1).

 

Таблица 1. Распределение участников исследования по возрасту и полу с указанием средних значений

Table 1. Distribution of study subjects according to age and sex with the mean values

Возраст, лет	Пол		Всего
	Мужчины	Женщины
12–18	60 (14.3%)	60 (14.3%)	120 (28.6%)
19–40	60 (14.3%)	60 (14.3%)	120 (28.6%)
41–60	60 (14.3%)	60 (14.3%)	120 (28.6%)
≥60	30 (7.15%)	30 (7.15%)	60 (14.3%)
Всего	210 (50.0%)	210 (50.0%)	420 (100.0%)
Среднее значение	37.7857	35.1619	36.4738

 

Основные результаты исследования

Гониальный угол. Средняя величина гониального угла среди всех мужчин составила 181,0514º, среди женщин ― 179,8998º. В средних значениях отмечалась достоверная разница, где показатели мужчин были сравнительно выше, чем у женщин. Полученные значения были статистически более значимы при p=0,025 (табл. 2).

 

Таблица 2. Сравнение средних значений всех параметров у мужчин и женщин

Table 2. Comparison of the mean values of males and females in all parameters

Параметры	Пол	Возраст, лет				Общее среднее значение	p
		12–18	19–40	41–60	≥60
Гониальный угол	Мужчины	181.6615	180.6968	181.0040	180.6350	181.0514	.025*
	Женщины	180.0130	179.3363	180.2044	180.1912	179.8998
Длина мыщелка	Мужчины	20.4402	23.0337	22.6100	24.1550	22.3318	.001*
	Женщины	21.4392	21.3025	21.8392	20.1833	21.3350
Длина нижнечелюстной ветви	Мужчины	66.2783	71.6304	72.9633	76.1133	71.1225	.000*
	Женщины	65.6437	68.1577	67.3633	65.5600	66.8413
Толщина кортикальной кости	Мужчины	3.2467	3.6467	4.0667	4.0533	3.6712	.048*
	Женщины	3.4300	3.6467	4.0667	4.0533	3.5988
Глубина вырезки нижней челюсти	Мужчины	2.2583	3.0658	3.0542	3.6883	2.9207	.114
	Женщины	2.8675	2.6983	2.8092	3.0833	2.8333

Примечание. * p <0,05 при 5% уровне значимости.

Note: * p <0.05 at 5% significance level.

 

Справа отмечалась значимая разница в средних значениях гониального угла, причём у мужчин эти данные были сравнительно выше, чем у женщин. Слева достоверных различий между мужчинами и женщинами не выявлено (табл. 3).

 

Таблица 3. Сравнение средних значений гониального угла с обеих сторон в зависимости от пола

Table 3. Comparison of the mean values of the right and left gonial angles according to gender

Параметры	Сторона	Пол	Среднее значение	Стандартное отклонение
Гониальный угол	Справа	Мужчины	237.2703	6.75731
		Женщины	234.9221	9.29245
	Слева	Мужчины	124.8325	11.74227
		Женщины	124.8775	7.29529
Длина мыщелка	Справа	Мужчины	22.3792	4.49094
		Женщины	21.2486	3.80511
	Слева	Мужчины	22.2844	4.71649
		Женщины	21.4214	3.91457
Длина нижнечелюстной ветви	Справа	Мужчины	71.3717	10.22537
		Женщины	67.0469	6.37968
	Слева	Мужчины	70.8733	10.22272
		Женщины	66.6358	6.37097
Толщина кортикальной кости	Справа	Мужчины	3.6319	.80761
		Женщины	3.6038	.70500
	Слева	Мужчины	3.7105	.82884
		Женщины	3.5938	.69234
Глубина вырезки нижней челюсти	Справа	Мужчины	2.8324	1.09059
		Женщины	2.7600	.97506
	Слева	Мужчины	3.0090	1.19190
		Женщины	2.9067	.93607

 

Отмечалась статистически достоверная разница в значениях гониального угла справа и слева (p=0,000), причём величина угла справа была сравнительно выше, чем слева, как у мужчин, так и у женщин во всех возрастных группах (табл. 4).

 

Таблица 4. Сравнение средних значений по каждому параметру с обеих сторон с указанием значений парного t-теста

Table 4. Comparison of mean values of right and left sides in each parameter. Paired T-test values on pairing right and left values

Параметры	Сторона	Среднее значение	Стандартное отклонение	Парный t-тест (парные различия)
				Среднее значение	Стандартное отклонение	p
Гониальный угол	Справа	236.0962	8.19937	111.24123	15.46445	.000*
	Слева	124.8550	9.76338
Длина мыщелка	Справа	21.8139	4.19556	-.03900	2.69601	.767
	Слева	21.8529	4.35044
Длина нижнечелюстной ветви	Справа	69.2093	8.78312	.45469	3.06425	.003*
	Слева	68.7546	8.76774
Толщина кортикальной кости	Справа	3.6179	.75727	-.03429	.46712	.133
	Слева	3.6521	.76497
Глубина вырезки нижней челюсти	Справа	2.7962	1.03384	-.16167	.69174	.000*
	Слева	2.9579	1.07159

Примечание. * p <0,05 при 5% уровне значимости.

Note: * p <0.05 significance at 5% level of significance.

 

Длина мыщелка. Среднее значение длины мыщелка среди всех мужчин составило 22,3318 мм, среди женщин ― 21,3350 мм. В средних значениях отмечались значимые различия, при этом показатели мужчин были сравнительно выше, чем у женщин. Выявленную разницу можно считать статистически достоверной при p=0,001.

В средних значениях длины мыщелка между правой и левой сторонами челюсти наблюдались различия, причём у мужчин эти показатели были сравнительно выше, чем у женщин.

Статистически достоверных различий между длиной мыщелка справа и слева не выявлено (p=0,767). Среди всех возрастных групп длина мыщелка у мужчин справа превышала длину мыщелка слева у женщин.

Если говорить о возрастных группах, в первой группе (12–18 лет) средние значения у женщин были выше, чем у мужчин. В остальных трёх группах показатели мужчин были более высокими, чем у женщин.

Длина нижнечелюстной ветви. Среднее значение длины нижнечелюстной ветви у всех мужчин составило 71,1225 мм, у женщин ― 66,8413 мм. В отношении этого параметра также отмечались значимые различия, где показатели мужчин были сравнительно выше, чем у женщин. Выявленная разница считалась достоверно значимой при p=0,000.

В средних значениях длины ветви наблюдалась разница с правой и левой стороны, при этом показатели мужчин были сравнительно выше, чем у женщин.

В длине ветви справа и слева выявлены статистически достоверные различия (p=0,003), причём с правой стороны значения были более высокие, чем с левой, как у мужчин, так и у женщин всех возрастных групп.

Толщина кортикальной кости. Среднее значение толщины кортикальной кости у всех мужчин составило 3,6712 мм, тогда как у женщин ― 3,5988 мм. Здесь также отмечались различия: у мужчин толщина кости была сравнительно больше, чем у женщин. Достоверно значимой признана разница при p=0,048.

В средних значениях толщины кортикальной кости отмечались различия с левой стороны, причём у мужчин эти показатели были сравнительно выше, чем у женщин. С правой стороны достоверных различий между мужчинами и женщинами не обнаружено.

В толщине кортикальной кости справа и слева также не было выявлено достоверно значимых различий (p=0,133). Среди всех возрастных групп данный показатель был выше справа у женщин, слева ― у мужчин.

Что касается возрастных особенностей, только в двух группах (12–18 и 19–40 лет) средние значения были выше у женщин, чем у мужчин. В двух других группах (41–60 и старше 60 лет), наоборот, эти показатели были выше у мужчин.

Ширина вырезки нижней челюсти. В нашем исследовании также выявлены различия в ширине вырезки нижней челюсти среди мужчин и женщин, при этом у мужчин эти показатели были более высокими. В целом, ширина вырезки оказалась статистически незначимой для определения пола.

При сравнении данных показателей с обеих сторон обнаружено, что вырезка челюсти слева была шире, чем справа, однако эти данные нельзя считать статистически значимыми.

ОБСУЖДЕНИЕ

Обсуждение исследования посвящено ряду методологических проблем, которые могут возникнуть при попытке определить пол умершего на момент смерти. В судебно-медицинской антропологии остеологические останки человека часто используются для оценки различных характеристик, что позволяет установить личность погибшего или получить дополнительные доказательства в спорных случаях [1]. Живые и недавно умершие люди, разлагающиеся, обезображенные или обожжённые тела, скелетные останки ― всё это необходимо идентифицировать [9]. В судебной медицине определение возраста и пола по скелетным и зубным останкам человека ― это первый шаг в установлении личности и выявлении причины смерти [10].

В недавно проведённых исследованиях сообщается об оценке нескольких особенностей скелета при определении вариаций, связанных с полом и этнической принадлежностью умерших, что позволяет упростить идентификацию личности в судебно-медицинской практике [11]. В течение жизни человека кости подвергаются постоянным изменениям в определённом хронологическом порядке. Знание того, какие именно изменения происходят в костях, поможет в определении пола умершего. Кости черепа, нижней челюсти и таза ― это те скелетные останки, где половой диморфизм выражен наиболее сильно, поэтому, по возможности, их нужно оценивать в первую очередь [12]. Нижняя челюсть считается важным инструментом в определении пола, поскольку это крепкая кость, которую трудно сломать или серьёзно повредить.

Рентгенография играет крайне важную роль в определении возраста и пола человека [11]. Панорамная рентгенография ― один из наиболее часто используемых методов визуализации, в том числе при стандартных обследованиях ротовой полости. К тому же этот метод позволяет выявить имеющиеся стоматологические проблемы с помощью всего лишь одного панорамного снимка. По этой причине интересующие нас параметры в данном исследовании измерялись с помощью панорамной рентгенографии [13].

Основная цель исследования ― изучение, корреляция и оценка одного углового (гониальный угол) и четырёх линейных параметров (длина мыщелка, длина ветви, толщина кортикальной кости и ширина вырезки) нижней челюсти, наблюдаемых на цифровых панорамных снимках, для уточнения их эффективности в определении пола.

Гониальный угол. Мы наблюдали различия в величине гониального угла среди мужчин и женщин, при этом у женщин эти показатели были выше, чем у мужчин. Данное утверждение частично согласуется с результатами исследований R.H. Chole и соавт. [14], J.K. Joo и соавт. [15] и V. Sairam и соавт. [13], которые отмечали значимую разницу между женщинами и мужчинами в величине гониального угла, где более широкий угол наблюдался у женщин. В целом, этот параметр признан перспективным в определении пола.

В нашем исследовании обнаружены значимые различия в отношении гониального угла с правой и левой стороны. Полученные данные согласуются с результатами исследования R.H. Chole и соавт. [14], которые также обнаружили разницу в величине угла справа и слева. Тем не менее эти результаты не согласуются с выводами T.A. Larheim и соавт. [16], которые не выявили значимых различий по этому параметру. Данное несоответствие может быть связано с разными размерами выборки и возрастом исследуемой популяции (14–28 лет). Кроме того, в нашем исследовании сообщается также, что размеры гониального угла с правой стороны превышали показатели слева. Выявленные различия можно считать достоверно значимыми при p <0,05.

Длина мыщелка. Исследование L.T. Humphrey и соавт. [17] показало, что длина мыщелка значимо различается между полами. Исследование, проведённое J.K. Joo и соавт. [15] с целью определения пола с помощью цифровой панорамной рентгенографии, напротив, не выявило существенных различий в длине мыщелка между гендерными группами. В нашем исследовании такие различия были выявлены. У мужчин длина мыщелка была больше, чем у женщин. Выводы авторов, которые не согласуются с нашими, могут быть связаны с различиями в размерах выборки, этнической принадлежностью популяции, а также с участием пациентов гораздо более старшего возраста (60–69 лет) по сравнению с нашим исследованием. В указанной работе оценивались только субъекты пожилого возраста с зубами и без зубов. В целом, данный параметр можно считать перспективным в определении пола. Кроме того, в нашем исследовании не было выявлено статистически значимой разницы в длине мыщелка при сравнении челюсти с обеих сторон.

Длина нижнечелюстной ветви. В нашем исследовании также были обнаружены различия между мужчинами и женщинами в длине ветви нижней челюсти. Это утверждение коррелирует с некоторыми другими исследованиями, в частности G.M. Morant и соавт. (1936) [18], L.T. Humphrey и соавт. [17], A. Hrdlicka (1940) [19], R. Mangla и соавт. [20]. Мы выявили, что длина ветви у мужчин была большей по сравнению с женщинами. Это утверждение согласуется с результатами исследования R. Mangla и соавт. [20], которые пришли к такому же выводу. В целом, этот параметр также считается перспективным в определении пола.

Мы обнаружили различия в длине ветви с правой и левой стороны, что оказалось статистически значимым, причём показатели справа были сравнительно выше показателей слева (p ≤0,05).

Толщина кортикальной кости. В нашем исследовании выявлена статистически значимая разница в толщине кортикальной кости между мужчинами и женщинами, при этом более высокие показатели были характерны для мужчин. Это утверждение полностью согласуется с результатами исследования, представленными J.K. Joo и соавт. [15]. Таким образом, данный параметр может быть с полной уверенностью использован в процедуре определения пола.

Несмотря на то, что мы обнаружили разницу в толщине кортикальной кости между правой и левой сторонами челюсти, где показатели справа были выше, чем слева, эти данные не были статистически значимыми (p >0,05).

Ширина вырезки нижней челюсти. В нашем исследовании выявлена разница в ширине вырезки нижней челюсти между мужчинами и женщинами. У мужчин эти показатели были выше, чем у женщин. Однако в целом ширина вырезки признана статистически незначимой для определения пола. Кроме того, при сопоставлении данного параметра с двух сторон обнаружено, что с левой стороны ширина вырезки была больше, чем с правой, тем не менее эти различия не являются статистически значимыми.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В течение многих лет судебно-медицинская экспертиза проводится как на живых, так и неживых субъектах для достижения различных целей следственной деятельности. В судебно-медицинских исследованиях рентгенологические снимки считаются наиболее важным инструментом для определения возраста. Размеры гониального угла, длина мыщелка, толщина кортикальной кости, длина ветви и ширина вырезки нижней челюсти ― наиболее важные параметры среди многих других в силу их стабильности даже при серьёзных повреждениях черепа.

Из общих результатов, полученных в нашем исследовании, следует, что не все параметры могут быть использованы для определения пола. Гониальный угол, длина мыщелка, длина ветви челюсти и толщина кортикальной кости, за исключением ширины вырезки, показывают анатомические различия между различными гендерными группами и являются статистически значимыми. Таким образом, можно сделать вывод, что одно угловое и три линейных измерения из четырёх, выполненные на цифровых панорамных снимках и выявляющие значимые различия между возрастными и гендерными группами, можно использовать в судебной антропологии как ценный инструмент для определения пола. Следовательно, результаты этих измерений могут служить доказательной базой в судебной медицине, особенно в тех случаях, когда другие кости скелета не подлежат оценке.

Ограничения исследования

Поскольку наше исследование было ограничено во времени, оценивалась статистически обоснованная выборка минимального размера. Для подтверждения нашей гипотезы об определении возраста требуются дальнейшие исследования с бό́льшим размером выборки, которая включала бы группы с различными этническими и социально-экономическими особенностями.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад 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: K. Patil ― планирование, дизайн исследования, написание рукописи и редактирование рукописи; N. Harshitha, D.K.R. Renuka, S. Viveka ― планирование и проведение исследований, сбор данных, анализ данных, редактирование и написание рукописи; C.J. Sanjay ― дизайн исследования, сбор данных, анализ данных и написание рукописи; D. Nagabhushana ― анализ данных, редактирование и написание рукописи.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. Karthikeya Patil ― planning, study design, manuscript writing and manuscript editing; N. Harshitha, Devi K.R. Renuka, S. Viveka ― planning and conducting research, data acquisition, data analysis, manuscript editing and manuscript writing; C.J. Sanjay ― study design, data acquisition, data analysis and manuscript writing; D. Nagabhushana ― data analysis, manuscript editing and manuscript writing.

Об авторах

Karthikeya Patil

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Email: dr.karthikeyapatil@jssuni.edu.in
ORCID iD: 0000-0002-7941-2467

MD, Professor

Индия, Карнатака

N. Harshitha

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Автор, ответственный за переписку.
Email: harshi.bnk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8795-5365

MD

Индия, Карнатака

C.J. Sanjay

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Email: drsanjaycj_dch@jssuni.edu.in
ORCID iD: 0000-0003-2830-1481

MD

Индия, Карнатака

D. Nagabhushana

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Email: dr.nagabhushand@jssuni.edu.in
ORCID iD: 0000-0001-9035-0888

MD

Индия, Карнатака

Devi K.R. Renuka

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Email: renuraj796@gmail.com

MD

Индия, Карнатака

S. Viveka

JSS Dental College and Hospital, JSS Academy of Higher Education and Research

Email: sviveka96@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2232-579X

MD

Индия, Карнатака

Список литературы

Дополнительные файлы