在法医背景下对骨骼遗骸进行骨密度扫描

摘要

骨密度（BMD）是评估营养摄入状况的重要因素。对于人类骨骼遗骸而言，它是评估儿童和成人生活质量的一项有用指标，尤其适用于致命性饥饿和严重 neglect 病例的分析。本文为法医学目的下的人类骨骼遗骸扫描提供了操作指南。

摘要

本文旨在介绍一种具有前景的新型方法，以辅助评估法医学相关骨骼遗骸的骨质量。骨密度（BMD）是骨骼营养状况的重要组成部分，对于儿童和成人的骨骼遗骸均可提供有关骨质量的信息。对于成人遗骸，骨密度可提供有关病理性状况或骨量不足发生时间的信息；对于儿童，则可提供一项有用的指标，以阐明致死性饥饿或忽视案件，而此类情况通常难以识别。本文提供了一套解剖定位及骨骼遗骸分析的操作流程，用于指导通过双能X射线吸收测定法（DXA）进行扫描。文中展示了三个案例研究，以说明DXA扫描在何种情况下可为法医从业人员提供有价值的信息。第一个案例研究涉及一名个体，其承重骨存在纵向骨折，采用DXA评估骨量不足情况，结果显示骨密度正常，提示该骨折模式可能由其他病因所致。第二个案例研究利用DXA调查疑似慢性营养不良情况，其骨密度结果与长骨长度的分析结果一致，表明该儿童曾遭受慢性营养不良。最后一个案例研究展示了一个疑似14个月大婴儿因严重饥饿致死的案例，其结果支持尸检关于致死性饥饿的发现。DXA扫描显示该婴儿的骨密度低于同龄正常水平，并得到传统婴儿健康评估结果的支持。然而，在处理骨骼遗骸时，应用该方法前应考虑埋藏学改变的影响。

引言

法医人类学分析的目标依赖于实践者对骨骼作为一种具有多个结构单元和变异性的复杂组织的理解。骨骼是一种具有层级结构的复合组织，由有机成分和无机成分组成，共同构成胶原蛋白和含碳酸盐的羟基磷灰石基质^1,2,3,4。其中无机成分，即骨矿物，以纳米晶体结构排列，为有机部分提供刚度和结构支撑^1,2,5。骨矿物按重量计约占骨骼总质量的65%，其质量受遗传和环境因素的共同影响^1,2,4,6。由于骨矿物占据三维空间，因此可测量为骨矿物密度（BMD），即其质量与所占体积的函数关系⁷。骨矿物的整体密度从出生至成年期间随年龄变化而变化^8,

方案

本方案遵循北卡罗来纳州立大学关于人类研究的伦理指南。

1. 机器准备

注意：以下方案可广泛适用于任何全身、临床双能X线吸收测定法（DXA）及骨密度（BMD）扫描仪。

1. 每天在扫描任何受试者之前进行一次校准，以确保质量控制。系统软件启动后出现校准提示时，应扫描已知密度的腰椎体模，以确保骨密度扫描仪读数正确。
2. 若所使用的扫描仪软件中无质量控制功能，则需将腰椎扫描结果与该体模上记录的结果进行比较，以确保测量准确。
   注意：应将腰椎体模置于扫描床中央，并选择腰椎模式进行质量控制。
3. 根据需要进行其他测试（例如，射线均匀性测试）。每最多十次扫描后进行一次射线均匀性测试，以确保扫描仪能够检测整个扫描表面。
4. 若所使用的扫描仪在质量控制菜单中无射线均匀性测试功能，则选择全身扫描模式，以确保扫描仪能够读取整个扫描表面。
   注意：每次质量控制完成后以及开始检查前，务必对检查床进行居中校正。

2. 实施检查

1. 创建患者档案
   1. 为每位接受扫描的新个体创建新的患者档案，以保持监管链的完整性，并确保扫描数据与相应的遗骸正确关联。如果被扫描个体已确认身份，则进入步骤 2.1.2。如果个体身份未明，则在扫描前先建立生物学....

结果

本文提出的这种方法通常用于活体患者，其应用于遗骸个体的新颖性应予以注意。图6 和 图8 分别展示了腰椎前后位及左侧髋部扫描的结果。接受扫描的个体为一具存放在北卡罗来纳州立大学法医分析实验室的已故白人女性，年龄31岁。该个体的总骨密度（BMD）评分为0.944 g/cm²，相对于与其族裔和性别匹配的参考人群，其相应的t-评分（-0.9）。根据世界卫生组织（WHO）的分类标准，她的骨密度评分在临床上属于正常范围，未低于提示骨质疏松症或骨折风险增加的-2 t-评分阈值^8,83。所展示的结果来自三个法医学案例，其中骨密度评分被用于评估每具遗骸个体的不同病因。本文提出的方法尚未在骨骼遗骸中进行系统性评估，但结合其他方法，可在鉴定过程中为调查人员提供辅助。<.......

讨论

本文展示的结果说明了骨密度（BMD）指标在法医学背景下的适用性。图6 和 图8 显示，活体个体进行临床BMD扫描时的扫描体位在骨骼遗骸上具有可重复性，但必须注意确保正确的定位。这一点在髋部检查中尤为关键，因为确定股骨颈中线需要股骨处于适当角度，若髂骨结节未正确置于髋臼-股骨关节内侧，则可能导致BMD的高估。对于案例研究1中讨论的成年男性，BMD测量值可为案件调查人员提供有关可能存在的病理状况的额外信息。若无BMD测量数据，纵向骨折可能被归因于骨质不足。这同时也表明，在鉴别可能的骨折病因方面，BMD评估相比X射线具有优势。

案例研究 2 和 3 提供了骨矿物质密度（BMD）指标在确立严重营养不良方面发挥关键作用的实例，这些指标支持了更为常用的方法。在遗骸处于高度分解阶段才被发现的情况下，识别和起诉因饥饿致死的青少年案件尤为困难^31,

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
QDR Discovery 4500W 系统	Hologic	Discovery W	包含 APEX 软件的全身 DXA 扫描仪，用于扫描图像的可视化与分析。整合了由世界卫生组织（WHO）开发的 FRAX 参考数据，可提供 T 值和 Z 值。
APEX 3.2	Hologic	APEX	连接至骨密度仪（QDR Discovery 4500W 系统）的 DXA 计算机所使用的软件，用于获取骨密度（BMD）数据并分析结果。