APPLICATION OF OSTEOMETRIC METHODS IN DETERMINING SEX, AGE AND RACE OF THE SKULL
APPLICATION OF OSTEOMETRIC METHODS IN DETERMINING SEX, AGE AND RACE OF THE SKULL
Abstract
The determination of age, sex and race by craniometry requires the attention of anthropologists and forensic scientists in need of new universal methods for rapid, reliable and cost-effective identification of “osteobiography”, particularly important in screening studies in anthropology, forensics and archaeology.
Age was determined by the 'approximate' method, taking into account suture overgrowth, and compared with sex-age regression equations. Sex and race were determined using a table of qualitative traits. As a result of craniometry, the sex and race of 20 skulls from the collection of the Department of Normal Anatomy of the FSBEI HE of Kuban State Medical University of the Ministry of Health of Russia were determined.
The introduction of the method of ‘approximate estimation’ made it possible to determine the age of the skulls in 70% of cases. Sex-age “series” of samples were compiled, and the dependence between the intensity of obliteration and sex was found. When comparing the calculated age values with the data of regression equations, the highest mean values of absolute and relative errors corresponded to female skulls of Caucasoid race (6.43% and 12.33%, respectively); the lowest values of absolute and relative errors corresponded to male skulls of Caucasoid race (3.03% and 5.84%, respectively).
In addition to the table cranioscopic and craniometric traits for the facial skeleton, the lower edge of the pyriform aperture, which correlates with race, was taken into account in determining race.
The aim of the study is to examine craniometric methods used in the identification of age sex and race in the format of a screening method. This research allows to regard craniometric determination of age, sex and race as universal methods of identification of anthropometric parameters, as well as an actual screening method in forensic and archaeological practice in the identification of human ‘osteobiography’.
1. Введение
В разделе антропологии методы, связанные с установлением признаков по метрическим данным костной системы для индивидуального человека, парадоксально противоречивы. Выбор методов для идентификации, формируемый на основе врождённых и приобретённых с возрастом морфологических признаков, позволяет эксперту составить предполагаемую «остеобиографию» человека
, , .Установлено, что череп представляет наибольшую диагностическую ценность в связи с возможностью установления по костям лицевого отдела и свода не только половой, возрастной и расовой принадлежности, но и индивидуальных краниологических параметров, имеющих различную частоту вариантов и не зависящих от возрастных изменений
, , , .В то же время широкий вариационный ряд некоторых признаков, представляющих академический интерес, вызывает сложности у специалистов на практике из-за отсутствия ясных рекомендаций по их применению, что усложняет процесс определения морфометрических признаков личности
, . Судебно-медицинская антропология значительно нуждается в новых и структурированных краниометрических методах, так как большое количество морфометрических параметров не даёт целостной картины об идентифицируемой личности человека, а лишь предоставляет отдельные характеристики по конкретной кости или группе останков . В отечественной литературе за последние 30 лет не появилось новых, структурированных рекомендаций по определению личности с использованием черепа, а программное обеспечение для краниометрических вычислений требует не только пополнения новым материалом для расширения его использования, но и дополнительной стандартизации .Так, методам, определяющим возраст по степени зарастания зубчатых швов свода черепа, освещаемым в учебных пособиях по возрастной антропологии как основным в краниологических измерениях, практически не посвящено обзоров и вычислительных исследований, что существенно усложняет поиск актуального материала для воспроизведения метода
, . С другой стороны, краниометрия выгодна благодаря относительной быстроте выполнения, а частные методики с использованием узких вариантов признаков помогают определить личность опознаваемого объекта, что может повлиять на дальнейший ход работы правоохранительных органов .Отмечено, что пополняющиеся теоретические сведения о вариациях черепа и костной системы могут служить основой для составления новых и универсальных методов идентификации личности
. Известны случаи успешного применения краниометрии в археологической практике при составлении «остеобиографии» объектов краниологических коллекций краеведческих музеев, что способствовало более детальному изучению палеоантропологии регионов , , . Несомненным преимуществом краниометрических методов является их дешевизна по сравнению с генетической и гистологической диагностикой кости, так как метод не нуждается в специфическом оборудовании и реактивах, а зависит исключительно от квалификации эксперта , .Это делает перспективным использование краниометрического определения в качестве скринингового метода в идентификации морфометрических параметров личности при массовых захоронениях и может представлять интерес для археологических сообществ при проведении палеоантропологических экспертиз. Целью данного исследования является изучение краниометрических методов, применяемых при определении таких антропометрических параметров, как возрастная, половая, и расовая принадлежность в формате скрининг-метода.
2. МАтериалы и методы
Объект исследования – 20 черепов обоих полов с цельным сводом из краниологической коллекции кафедры нормальной анатомии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России. Установление половой принадлежности осуществлялось по таблице «качественных» диагностических признаков (В.В. Томиллин, 2000) . Определение расовой принадлежности заключалось в оценке антропометрических (высота и ширина грушевидной апертуры, глазниц (см); лобно-скуловой указатель (%), измеряемый координатным циркулем) и антропоскопических (определение типа нижнего края грушевидной апертуры согласно классификации В.П. Алексеева (1966), степень выраженности клыковых ямок, выступ скуловых дуг) признаков. Для установления возраста вычислялись облитерация зубчатых швов (Ед) мозгового отдела черепа (по шкале Krogman & Iscan, 1986) и черепной указатель (%), измеряемый толстотным циркулем , . Возраст рассчитывался по алгоритму «ориентировочной оценки», сопоставляющему баллы облитерации с возрастными диапазонами синостозирования зубчатых швов свода согласно оценке Симпсона и Оливье . Значения возраста, рассчитанные по методу «ориентировочной оценки», сравнивались с возрастом, рассчитанным по регрессионным уравнениям, не содержащим значения черепного указателя как переменной (В.Н. Звягин, 1998) . Количественные показатели облитерации, диагностированной возрастной принадлежности и краниометрических указателей оценивались на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Накопление, корректировка и систематизация входных данных осуществлялись в базах данных Microsoft Access 2016 и электронных таблицах Microsoft Excel 2016 (Microsoft Corp., США). Статистический анализ проводился с использованием программы Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США). Результаты считались статистически значимыми при p<0,05.
3. Результаты и обсуждение
Согласно результатам диагностики пола, 10 черепов из исследуемой группы были отнесены к мужскому полу, 10 — к женскому. По данным краниометрического определения расовой принадлежности, для черепов, идентифицированных как принадлежащие к монголоидной расе (n=4), характерными диагностическими признаками являлись: нижний край грушевидной апертуры в форме «предносовых ямок» (75%) (см. рис. 1), больший размер глазниц (32,38±3,2×34,88±2,39 см — высота и ширина для правой и левой глазниц), слабо выраженные клыковые ямки. У одного черепа монголоидной расы, отнесённого к мужскому полу, была определена желобовидная форма нижнего края грушевидной апертуры (25%), при прочих морфометрических параметрах, не отличающихся от типичных для монголоидной расы. Для черепов, идентифицированных как принадлежащие к европеоидной расе (n=16), независимо от установленной возрастной принадлежности определялась антропинная форма нижнего края грушевидной апертуры, выраженные клыковые ямки, направленные кзади скулы, меньший размер глазниц (30,5±2,35×31,83±3,19 см — высота и ширина для правой и левой глазниц). Среднее значение лобно-скулового указателя для черепов европеоидной расы составило 93,72%, а для черепов монголоидной расы — 91,25%, что указывает на более уплощённый лицевой скелет в области скул у европеоидной расы по сравнению с монголоидной, что согласуется с предыдущими исследованиями . Установлено, что среднее значение высоты и ширины грушевидной апертуры для черепов монголоидной расы превышало значения размеров грушевидных апертур у черепов, отнесённых к европеоидной расе (высота и ширина — 3,38±0,41×2,68±0,34 см для монголоидной расы; высота и ширина — 3,31±0,48×2,31±0,35 см для европеоидной расы), что согласуется с результатами других антропометрических исследований . Распространение форм нижнего края грушевидной апертуры относительно диагностированной расовой принадлежности в выборках не противоречило данным В.П. Алексеева и Г.Ф. Дебеца .
Рисунок 1 - Форма черепа
Примечание: А – форма «предносовых ямок» нижнего края грушевидной апертуры, характерная для представителей монголоидной расы, женский череп, фронтальная норма; Б – антропинная форма нижнего края грушевидной апертуры, характерная для представителей европеоидной расы, мужской череп, фронтальная норма. У черепа А больший размер глазниц (высота и ширина 28×36см для правой и левой глазниц), менее глубокие клыковые ямки (выделены синим контуром), относительно широкий лицевой скелет (значение лобно-скулового указателя 91,48%), боковые края грушевидной апертуры соединяются ниже нижнего края, формируя ямки (обведены синим). У черепа Б боковые края апертуры при соединении образуют выступ снизу (острый выступ выделен зелёным), меньший размер глазниц (высота и ширина 33×29см для правой и 33×29,5см для левых глазниц), более выраженные клыковые ямки (выделены зелёным контуром) широкий лицевой скелет (значение лобно-скулового указателя 93,75%)
Таблица 1 - Распределение пола, расы и формы черепа в исследуемой группе
Мужской пол, ♂ | ||||||
Раса | cau | cau | cau | mon | mon | mon |
Черепной указатель | долихокран | мезокран | брахикран | долихокран | мезокран | брахикран |
Количество (N) | 2 | 0 | 5 | 0 | 2 | 1 |
Женский пол, ♀ | ||||||
Раса | cau | cau | cau | mon | mon | mon |
Черепной указатель | долихокран | мезокран | брахикран | долихокран | мезокран | брахикран |
Количество (N) | 2 | 3 | 4 | 0 | 0 | 1 |
Рисунок 2 - Принцип облитерации швов на примере женского черепа
Примечание: А – вертикальная норма. Наблюдается более интенсивная облитерация венечного шва С (заключён в красную скобку), по сравнению с сагиттальным S (заключён в зелёную скобку). Данная тенденция в облитерации более характерна для женского пола. У женского черепа на фотографии облитерация венечного шва на наружной поверхности свода равна 27 Ед.; на внутренней–30 Ед.; значения облитерации сагиттального шва для наружной и внутренней поверхностей свода равны соответственно 17Ед. и 20 Ед.; Б – ламбдовидный шов L (заключён в жёлтую скобку), синостозирующий позже других зубчатых швов. Облитерация ламбдовидного шва на наружной поверхности свода равна 28 Ед.; на внутренней–30 Ед. Возраст черепа согласно «ориентировочной оценке» по Симпсону и Оливье ≥55 лет. Возраст черепа по уравнению составляет 58,8 лет
Таблица 2 - Сравнение результатов метода «ориентировочной оценки» и возраста, рассчитанного по регрессионным уравнениям
№/пол/ раса | Возраст, ориентировочная оценка (лет) | Возраст, регрессия (лет) | Удовлетворение возрастному диапазону (+/-) | Абсолютная погрешность, А (лет) | Относительная погрешность, ∂ (%) | среднее значение, ∆|А|, ∆∂ |
1/♀/cau | 40-55 | 54,51 | + | ∆A(♂cau)=3,03 | ||
2/♀/cau | 35-40 | 51,96 | - | |-11,96| | 23,02 | ∆∂(♂cau)=5,84 |
3/♀/cau | ≥55 | 58,79 | + | |||
4/♀/cau | 40-55 | 45,81 | + | ∆A(♀cau)=6,43 | ||
5/♀/cau | 40-55 | 54,27 | + | ∆∂(♀cau)=12,33 | ||
6/♀/cau | ≥55 | 54,11 | - | |+0,89| | 1,64 | |
7/♀/cau | 40-55 | 50,36 | + | ∆∂(♂mon)=4,19 | ||
8/♀/mon | 40-55 | 56,54 | + | ∆∂(♂mon)=8,25 | ||
9/♀/cau | 40-55 | 52,7 | + | |||
10/♀/cau | 40-55 | 49,52 | + | |||
1/♂/cau | 40-55 | 43,28 | + | |||
2/♂/cau | ≥55 | 52,39 | - | |+2,61| | 4,98 | |
3/♂/cau | 40-55 | 43,21 | + | |||
4/♂/cau | 40-55 | 47,16 | + | |||
5/♂/cau | ≥55 | 51,55 | - | |-3,45| | 6,69 | |
6/♂/cau | ≥55 | 54,38 | + | |||
7/♂/cau | 40-55 | 44,55 | + | |||
8/♂/мon | ≥55 | 51,19 | - | |+3,81| | 7,44 | |
9/♂/мon | ≥55 | 50,06 | - | |+4,94| | 9,87 | |
10/♂/мon | ≥55 | 51,19 | - | |+3,81| | 7,44 |
При сравнении значений возраста, рассчитанного краниометрическим методом диагностики, со значениями, вычисленными по регрессионным уравнениям, выявлено 14 (70%) результатов, удовлетворяющих предполагаемому возрастному диапазону для обоих полов. Наибольшие значения абсолютной и относительной погрешностей у результатов, выходящих за расчётные возрастные диапазоны, были вычислены для женских черепов европеоидной расы (6,43 и 12,33%) и мужских черепов монголоидной расы (4,19 и 8,25%); наименьшие значения абсолютной и относительной погрешностей соответствовали мужским черепам европеоидной расы (3,03 и 5,84%). Стоит отметить, что в диагностике возраста не было выявлено зависимости между значением черепного указателя и интенсивностью облитерации венечного и сагиттального швов, несмотря на ранее установленную тенденцию их взаимообратного синостозирования у долихокранов и брахикранов , , .
4. Заключение
Были установлены половозрастная и расовая принадлежность 20 черепов из краниологической коллекции, а также выявлены морфометрические особенности, на которых основывалась диагностика возраста. Полученные данные показывают, что наиболее труднодиагностируемым признаком является возраст, модернизация методов определения которого позволит выявить оптимальные морфометрические критерии для наиболее достоверного отражения возрастного диапазона человека. Исследование показало перспективность применения данных о последовательном синостозировании и баллах облитерации, в частности для внутренней поверхности свода и зубчатых швов, в краниометрической диагностике возраста.