Name: Skanowanie szczątków szkieletowych pod kątem gęstości mineralnej kości w kontekście kryminalistycznym (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 56 s
Description: Poznaj metodę skanowania szczątków szkieletowych w celu oceny gęstości mineralnej kości w kryminalistyce. Technika ta umożliwia nieinwazyjną analizę jakości kości w przypadkach zaniedbania i głodzenia.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy pragną podziękować recenzentom redakcyjnym, jak również dwóm anonimowym recenzentom. Ich sugestie i krytyka były słuszne, bardzo cenione i znacznie poprawiły oryginalny rękopis.

Niniejszy protokół jest zgodny z wytycznymi etycznymi Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej dotyczącymi badań na ludziach.
1. Przygotowanie maszyny
UWAGA: Poniższy protokół może być szeroko stosowany do każdego skanera całego ciała, klinicznego DXA i BMD.
<ol>
	<li>Wykonuj kalibrację raz dziennie przed skanowaniem jakichkolwiek osób, aby zapewnić kontrolę jakości. Po wyświetleniu monitów o kalibrację po uruchomieniu oprogramowania systemu, zeskanuj fantom odcinka lędźwiowego kręgosłupa o znanej gęstości, aby zapewnić prawidłowy odczyt skanera BMD.</li>
	<li>Jeśli używany skaner nie ma funkcji kontroli jakości w oprogramowaniu, porównaj wyniki odcinka lędźwiowego kręgosłupa z wynikami zarejestrowanymi na fantomie kręgosłupa, aby zapewnić prawidłowe pomiary. 
	UWAGA: Fantom kręgosłupa powinien być umieszczony na środku stołu skanowania, a odcinek lędźwiowy kręgosłupa powinien być wybrany do kontroli jakości.</li>
	<li>W razie potrzeby wykonać dodatkowe badania (np. jednorodność radiologiczną). Wykonuj jednorodność radiograficzną maksymalnie co dziesięć skanów, aby upewnić się, że cała powierzchnia skanowania jest wykrywana przez skaner.</li>
	<li>Jeśli używany skaner nie ma testu jednorodności radiograficznej w menu kontroli jakości, wybierz skanowanie całego ciała, aby upewnić się, że skaner może odczytać całą powierzchnię skanowania. 
	UWAGA: Zawsze wyśrodkuj stół egzaminacyjny po kontroli jakości i przed wykonaniem egzaminów.</li>
</ol>
2. Przeprowadzanie egzaminu
<ol>
	<li>Tworzenie profili pacjentów
	<ol>
		<li>Twórz nowe profile pacjentów dla każdej nowo zeskanowanej osoby, aby utrzymać łańcuch dowodowy i upewnić się, że skany są prawidłowo powiązane z poszczególnymi szczątkami. Jeśli skanowana osoba zostanie zidentyfikowana, przejdź do kroku 2.1.2. Jeśli osoba jest niezidentyfikowana, ustal profil biologiczny przed skanowaniem, aby zastosować najdokładniejsze odniesienia do bazy danych.</li>
		<li>Wprowadź informacje demograficzne do profilu pacjenta, w tym szacowany wzrost, jeśli nie jest znany. Upewnij się, że wybrałeś najbardziej odpowiednie równanie dla badanych szczątków.</li>
		<li>Wybierz typ skanowania. W krokach 2.2 wybierz Przednio-tylny (AP) kręgosłup lędźwiowy. W kroku 2.3 wybierz opcję Skanowanie lewego lub prawego biodra.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Skan kręgosłupa lędźwiowego AP 
	UWAGA: Wymagaj kręgów lędźwiowych (L) od jednego do czterech.
	<ol>
		<li>Wybierz opcję Wykonaj badanie | wybierz pacjenta | Wybierz typ skanowania |AP Kręgosłup lędźwiowy | Następny. Wybrać otwarty pojemnik co najmniej tak duży jak segment przegubowy L1-L4. 
		UWAGA: Ten użyty w tym badaniu ma wymiary 48,26 dł. X 26,85 szer. X 8,89 cm (19 cali). L X 10.57 cala szer. X 3,5 cala D).</li>
		<li>Napełnij dno pojemnika ryżem jako proxy tkanek miękkich. 
		UWAGA: Każdy rodzaj ryżu może działać jako proxy tkanek miękkich.</li>
		<li>Umieść L1-L4 w pozycji anatomicznej (wyrostki kolczyste powinny być skierowane w dół) w ryżu, zachowując około 0,7 cm (0,28 cala) między każdym trzonem kręgowym, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 1A. Upewnij się, że górne i dolne fakty stawowe są wyartykułowane, ale trzony kręgów nie stykają się ze sobą.</li>
		<li>Wyśrodkuj stół skanowania i umieść pojemnik tak, aby L1 był skierowany w stronę góry (głowicy) stołu skanującego, a L4 był umieszczony 1 cm wyżej od przecinającego się krzyża nitkowego. Pionowa linia lasera powinna przecinać na pół ciała kręgowców wszystkich czterech kręgów (<silna klasa="xfig">Rysunek 1B).</li>
		<li>Przykryj odsłoniętą kość ryżem.</li>
		<li>Wybierz opcję Rozpocznij skanowanie.</li>
		<li>Przejdź do analizy (krok 3.1), jeśli zostały prawidłowo zeskanowane (Rysunek 2). Powtórz skanowanie, jeśli nie wszystkie kręgi zostaną uchwycone.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Skany lewego lub prawego biodra 
	UWAGA: <silna klasa="xfig">Rysunek 3 pochodzi z badania lewego biodra, jeśli wykonujesz badanie prawego biodra, pozycja jest lustrzana.
	<ol>
		<li>Wybierz opcję Wykonaj badanie | wybierz pacjenta | Wybierz typ skanowania | Lewe biodro (lub prawe biodro) | Następny. Wybierz otwarty pojemnik co najmniej tak duży, jak skanowany przegubowy os coxa i kość udowa. 
		UWAGA: Ten użyty w tym badaniu ma wymiary 88.5 dł. x 41.5 szer. x 13.9 gł. w cm (34.85 cala). dł. X 16,35 cala szer. x 5,47 cala D).</li>
		<li>Napełnij dno pojemnika ryżem (każdy rodzaj ryżu będzie działał jako proxy tkanek miękkich).</li>
		<li>Umieść os coxa tak, aby panewka i otwór zasłonowy były skierowane na boki, z kością łonową zorientowaną przyśrodkowo. Umieść guzowatość kulszową poniżej głowy kości udowej, tak jak łączy się z panewką (<silna klasa="xfig">Rysunek 3A). 
		UWAGA: Umiejscowienie guzowatości kulszowej jest najważniejsze, ponieważ jeśli rozciąga się ona bocznie poniżej szyjki kości udowej, zawyża szacunki BMD.</li>
		<li>Umieść kość udową z głową kości udowej w panewce, a z krętarzem większym i głową kości udowej w linii równoległej do stołu skanującego (tj. w tej samej płaszczyźnie). Upewnij się, że trzon kości udowej jest obrócony przyśrodkowo, a dystalny kłykieć jest obrócony przyśrodkowo i nieco wyżej niż kłykieć przyśrodkowy (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3B).</li>
		<li>Wyśrodkuj stół skanujący, a następnie przesuń pozycję ramienia skanującego i stołu, aż krzyż laserowy zostanie zorientowany tak, aby środek znajdował się bezpośrednio nad obszarem podkrętarzowym kości udowej z pionową linią przecinającą górną połowę trzonu kości udowej (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3A). Nie przesuwaj szczątków po ich umieszczeniu. Przesuwanie stołu zapewnia, że kości pozostają w prawidłowej pozycji anatomicznej.</li>
		<li>Przykryj pozostałą widoczną część stawu udowo-panewkowego ryżem.</li>
		<li>Wybierz opcję Rozpocznij skanowanie.</li>
		<li>Przejdź do analizy w kroku 3.2, jeśli zostały prawidłowo zeskanowane (Rysunek 4). 
		UWAGA: Skany powinny uchwycić wyrównanie stawu w taki sposób, aby linia środkowa bliższej części kości udowej znajdowała się w jednej płaszczyźnie. Linia środkowa powinna leżeć od środka głowy kości udowej do tuż pod krętarzem większym.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Analiza egzaminów
<ol>
	<li>Analizuj skan kręgosłupa lędźwiowego AP
	<ol>
		<li>Po zakończeniu skanowania pojawi się okno z komunikatem Exit Exam. Wybierz opcję Analyze Scan. 
		UWAGA: Oprogramowanie podzieli każdy kręg na osobne obszary, aby ocenić poszczególne elementy i całkowite BMD po prawidłowym zeskanowaniu, jak pokazano na Rysunek 5.</li>
		<li>Wybierz opcję Wyniki w oknie Analiza skanowania. Wybierz linie kręgów, jeśli kręgi nie są odpowiednio oddzielone w celu drobnych korekt lub bezpośrednio zmień położenie kręgów w celu ponownego skanowania.</li>
		<li>Uzyskaj zarówno dopasowane do wieku, jak i specyficzne dla populacji miary referencyjne BMD, aby obliczyć wskaźnik Z podczas wykonywania skanów BMD u nieletnich.</li>
		<li>Zbierz wykres wyników w celu wizualizacji osobnika w stosunku do populacji referencyjnej. 
		UWAGA: <silna klasa="xfig">Rysunek 6 pokazuje wyniki skanowania dla AP Odcinek lędźwiowy kręgosłupa 31-letniej kobiety.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przeanalizuj skan stawu biodrowego.
	<ol>
		<li>Po zakończeniu skanowania pojawi się okno z komunikatem Exit Exam. Wybierz opcję Analyze Scan. 
		UWAGA: Oprogramowanie automatycznie uchwyci szyjkę kości udowej, trójkąt Warda i obszar krętarzowy, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 7, jeśli zostanie prawidłowo zeskanowana.</li>
		<li>Wybierz narzędzie do mapowania kości, aby dodać lub usunąć obszary, które nie są częścią szyjki kości udowej i okolicy krętarzowej, gdy nie są dokładnie odczytywane przez oprogramowanie z powodu niewielkiego nieprawidłowego ułożenia. Dokonaj korekty linii środkowej bezpośrednio podczas skanowania, wybierając narzędzie szyjki i zmieniając położenie linii środkowej.</li>
		<li>Zmień położenie i skanuj ponownie, jeśli te małe korekty nie pozwalają na prawidłowe wyrównanie pokazane na Rysunek 7.</li>
		<li>Wybierz opcję Wyniki w oknie Analiza skanowania. Porównaj z danymi referencyjnymi dla szyjki kości udowej, okolicy krętarzowej i okolicy międzykrętarzowej w oprogramowaniu dla dorosłych.</li>
		<li>Porównaj wyniki z odpowiednimi odniesieniami dopasowanymi pod względem wieku i populacji podczas oceny młodocianych.</li>
		<li>Wskaźnik t-score należy stosować dla dorosłych, ponieważ jest on najbardziej odpowiedni do różnicowej oceny stanów patologicznych. 
		UWAGA: <silna klasa="xfig">Rysunek 8 pokazuje idealne wyniki skanowania dla analizy lewego biodra u 31-letniej kobiety.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.

Wyniki przedstawione w niniejszym artykule ilustrują możliwość zastosowania wskaźników BMD w kontekście kryminalistycznym. Jak pokazują ryc. 6 i ryc. 8 , pozycja skanowania żywych osób do klinicznych skanów BMD jest odtwarzalna w przypadku szczątków szkieletowych, ale należy zachować ostrożność, aby zapewnić prawidłowe umiejscowienie. Jest to szczególnie ważne w przypadku badania stawu biodrowego, gdzie identyfikacja linii środkowej szyjki kości udowej wymaga od...

Cel analiz antropologicznych opiera się na zrozumieniu przez praktyka kości jako złożonej tkanki z wieloma jednostkami i zmiennościami. Kość jest hierarchiczną, złożoną tkanką z organicznymi i nieorganicznymi składnikami zorganizowanymi w matrycę kolagenu i węglanowanego apatytu1,2,3,4. Składnik nieorganiczny, czyli minerał kostny, jest zorganizowany w strukturę nanokrystaliczną, aby zapewnić sztywność i ramy dla części organicznej1,2,5. Aspekt mineralny stanowi około 65% masy kości, a na jego masę wpływają zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe1,2,4,6. Ponieważ minerał kostny zajmuje przestrzeń trójwymiarową, można go zmierzyć jako gęstość mineralną kości (BMD) lub funkcję masy i zajmowanej objętości7. Gęstość nasypowa minerału kości zmienia się wraz z wiekiem od urodzenia do dorosłości8,9,10,11,12 i jest szeroko stosowany w warunkach klinicznych jako wskaźnik osteoporozy i ryzyka złamań4,13,14,15,16,17,18. Absorpcjometria promieniowania rentgenowskiego o podwójnej energii (DXA) jest szeroko rozpowszechnionym narzędziem do oceny zdrowia kości od czasu jej wprowadzenia w 1987 roku, w szczególności skanów wykonywanych w odcinkach lędźwiowych kręgosłupa i bioder11,13,19. Walidacja skanów DXA została uznana za złoty standard podczas badania zmian w BMD13,19,20,21,22,23. Następnie Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stworzyła normy normatywne, w tym definicje t- i z-score dla młodocianych i dorosłych kręgosłupa lędźwiowego (L1-L4) oraz bioder, ponieważ są to regiony, które można łatwo uchwycić wolumetrycznie11,13,19,24.
Rosnące poleganie na antropologii sądowej w sprawach medyczno-prawnych zachęciło do badania nowych technik w celu lepszej oceny szczątków szkieletowych w różnych okolicznościach. Wśród tych potencjalnych technik jest zastosowanie skanów DXA do oceny BMD jako wskaźnika jakości kości w przypadkach śmiertelnego głodu i zaniedbania u młodocianych 25,26, identyfikacja metabolicznych chorób kości oraz szacowanie przeżywalności elementów szkieletowych w badaniach tafonomicznych7,27.
W raporcie Departamentu Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych z 2015 roku na temat maltretowania dzieci, 75,3% zgłoszonych przypadków znęcania się nad dziećmi było jakąś formą zaniedbania z ~1,670 ofiarami śmiertelnymi wynikającymi ze śmiertelnego głodu i zaniedbania w 49 stanach28. Większość młodocianych ofiar zaniedbania nie wykazuje oznak zewnętrznego znęcania się fizycznego, ale niepowodzenie w rozwoju jest widoczne we wszystkich przypadkach29,30. Brak rozwoju definiuje się jako nieodpowiednie spożycie składników odżywczych w celu wspierania wzrostu i rozwoju. Mogą to mieć różne czynniki, z których jednym jest zaniedbanie wynikające z deprywacji żywieniowej25,31 (zobacz Ross i Abel32 dla bardziej wszechstronnego przeglądu). Celowe głodzenie, które skutkuje śmiercią dziecka lub niemowlęcia, jest znacznie rzadsze i uważane za najbardziej ekstremalną formę maltretowania25,33,34. Te niedobory żywieniowe mają znaczący wpływ na wzrost kości, szczególnie wzrost podłużny u dzieci jako bezpośrednią konsekwencję niedożywienia35. Wzrost i mineralizacja szkieletu zależą przede wszystkim od witaminy D i wapnia, a ich suplementacja została powiązana ze zwiększonym BMD25,35,36.
Niezmiernie trudno jest zidentyfikować lub osądzić te przypadki, nawet po pełnej autopsji31,37,38 i należy zwrócić szczególną uwagę na stosowane metody. Tak więc, w przypadkach, w których podejrzewa się śmiertelny głód lub niedożywienie, potrzebne jest podejście multidyscyplinarne, szczególnie w przypadkach dotyczących szczątków w zaawansowanych stanach rozkładu26. W przypadku szczątków szkieletowych densytometria kości jest użytecznym narzędziem w połączeniu z innymi wskaźnikami szkieletu, takimi jak rozwój zębów, pomiar pars basilaris czaszki i długie długości kości26. Bez zastosowania wyżej wymienionych wskaźników szkieletowych dla niemowląt i młodocianych nie byłoby możliwe określenie, czy niskie BMD jest wynikiem wrodzonego zaburzenia metabolicznego, niedożywienia czy procesu tafonomicznego. Innym problemem jest oszacowanie wielkości ciała (masy i postury) w szczątkach szkieletowych niemowląt lub młodocianych. Większość normatywnych zestawów danych wymaga informacji o wzroście lub wadze w celach porównawczych, ponieważ wzrost kości u dzieci zależy od rozmiaru i wieku12. W przypadku gdy oceniane szczątki są niezidentyfikowane, należy zastosować metody szacowania. W przypadku niemowląt poniżej pierwszego roku życia normatywne dane DXA są dopasowane tylko do wieku. U osobników młodocianych w wieku powyżej 1 roku życia Ruff39 lub Cowgill40 są zalecane do szacowania wielkości ciała w szczątkach szkieletowych, ponieważ są one oparte na próbie Denver Growth Study, obejmującej wiek 1 - 1739,40. Gdy wiek i wielkość ciała są szacowane, przedziały ufności różnią się, a porównanie średniej z krzywymi wzrostu opracowanymi przez Centrum Kontroli Chorób (CDC) 41 powinno być uwzględnione w raporcie, a także przedział ufności dla szacowanej wielkości ciała. Należy zauważyć, że w większości przypadków nie można ustalić informacji dotyczących pochodzenia i płci na podstawie szczątków młodocianych przed okresem dojrzewania, co jest szczególnie ważne dla nastolatków, ponieważ wiadomo, że pochodzenie i płeć mają znaczący wpływ na BMD u dorosłych. W takich okolicznościach metoda DXA może nie mieć zastosowania. W zidentyfikowanych przypadkach przed analizą należy uzyskać informacje biologiczne dotyczące pochodzenia, płci i wielkości ciała.
Densytometria kości w pediatrii wzrosła wraz z rozwojem danych normatywnych42,43, przy czym DXA jest najpowszechniej dostępną techniką44. Niedożywione dzieci wykazują istotnie niższy poziom BMD niż zdrowe dzieci, a mineralizacja jest skorelowana z nasileniem niedożywienia45. Skany DXA odcinka lędźwiowego, kręgosłupa i bioder są najbardziej odpowiednimi obszarami do oceny dla młodocianych według The American College of Radiology46. Wykazano powtarzalność dla kręgosłupa, całego biodra i całego ciała u dzieci przez cały okres wzrostu47. Jednak kręgosłup lędźwiowy jest preferowany, ponieważ składa się głównie z kości beleczkowej, która jest bardziej wrażliwa na zmiany metaboliczne podczas wzrostu i stwierdzono, że jest bardziej precyzyjna niż oceny całego biodra25,47,48. Korzystanie ze skanów DXA jest powszechne w ocenie pediatrycznej. Ponieważ jednak DXA jest dwuwymiarowy, nie rejestruje rzeczywistej objętości i tworzy BMD na podstawie obszaru kości13. U dzieci jest to ważne rozróżnienie, ponieważ rozmiar ciała i kości różni się w obrębie i między grupami wiekowymi w dzieciach12. Większość dostępnych danych normatywnych służy do porównania z pomiarami DXA, ale należy zachować ostrożność w celu wybrania odpowiedniej populacji referencyjnej (zobacz Binkovitz i Henwood13 dla listy powszechnie używanych normatywnych baz danych DXA).
Po skanowaniu, wynik z jest obliczany przy użyciu dopasowanej wiekowo i specyficznej dla populacji próbki referencyjnej. Wskaźniki Z są bardziej odpowiednie dla młodocianych, ponieważ wyniki t porównują zmierzone BMD z próbką młodych dorosłych12. Wskaźnik Z od -2 do 2 oznacza normalne BMD dla wieku chronologicznego, podczas gdy każdy wynik poniżej -2 oznacza niski BMD dla wieku chronologicznego49. Zakres od -2 do 2 zarówno dla wskaźnika t, jak i z reprezentuje do dwóch odchyleń standardowych od średniej. Oczywiście, jeśli zmierzony wynik BMD mieści się w granicach dwóch odchyleń standardowych powyżej lub poniżej średniej populacji referencyjnej, uważa się, że są one klinicznie normalne.
Poleganie na zmienności morfologicznej dla antropologa sądowego pochodzi z wielu źródeł. Jednym z nich jest zmienność szkieletowa, która wynika z procesów chorobowych, w tym zaburzeń metabolicznych kości50. Zdolność do identyfikacji konkretnych zaburzeń w szczątkach szkieletowych ma dwojaką zaletę: 1) dodanie informacji do profilu biologicznego, dzięki czemu jest on bardziej odporny, oraz 2) określenie, czy złamania są patologiczne, czy też są wynikiem zadanego urazu. Istnieje wiele różnych zaburzeń metabolicznych kości51,52,53, ale najbardziej istotna dla pomiarów BMD współczesnych szczątków jest osteoporoza. Osteoporoza rozwija się, gdy tempo utraty kości beleczkowej jest większe niż tempo utraty kości korowej z ubytkiem netto gęstości kości53,54,55. Ubytek kości beleczkowej jest skorelowany ze zwiększonym ryzykiem złamań, szczególnie w kościach o większej zawartości kości beleczkowej (np. os coxa)4,55.
Liczne badania nad osteoporozą i gęstością mineralną kości w szczątkach szkieletowych zostały przeprowadzone na zbiorach archeologicznych przy użyciu zarówno DXA56,57,58,59 i inne metody60,61,62. Jednak oceniając osteoporozę w szkielecie dorosłego człowieka na podstawie kontekstu archeologicznego, praktycy ignorują fakt, że kliniczne zdiagnozowanie osteoporozy wymaga średniej z młodszej próbki referencyjnej współcześnie z osobami ocenianymi55,63,64. Nie stanowi to problemu w kontekście antropologii sądowej, ponieważ osoby są dopasowywane pod względem wieku i płci do współczesnych populacji z opracowanymi próbkami referencyjnymi zarówno dla biodra, jak i odcinka lędźwiowego kręgosłupa, chociaż zmiany BMD poprzez diagenezę powinny być brane pod uwagę w przypadku szczątków sądowych. Jednak tafonomia jest prawdopodobnym czynnikiem wpływającym na zdolność do uzyskania uzasadnionych pomiarów BMD z próbek archeologicznych. Jest to również brane pod uwagę w kontekście kryminalistycznym, gdzie szczątki zostały wydobyte z warunków pochówku, z potencjalnymi przerwami pośmiertnymi przekraczającymi kilka miesięcy. Chociaż nadal jest to interesujące z punktu widzenia medycyny sądowej, można mieć wystarczające wątpliwości co do wszelkich wyników BMD uzyskanych ze szczątków znalezionych w tych okolicznościach.
Osteoporoza jest klinicznie oceniana za pomocą t-score pomiarów BMD, które pochodzą z pomiarów BMD poszczególnych osób w biodrze lub odcinku lędźwiowym kręgosłupa w stosunku do próbki referencyjnej młodego dorosłego przy użyciu DXA65,66,67,68. Ta próbka referencyjna może być wykorzystana do identyfikacji występowania osteoporozy w szkielecie. W kontekście sądowym jest to przydatne z dwóch powodów: 1) rozróżnienia między złamaniami związanymi z urazami spowodowanymi znęcaniem się u osób starszych a tymi wynikającymi ze zwiększonej łamliwości kości u osób z osteoporozą69, oraz 2) jako możliwa cecha identyfikacji osobistej50.
Gęstość kości od dawna jest uważana za wskaźnik odzwierciedlający aktywność i odżywianie zwierzęcia70,71. Ostatnio zauważono, że gęstość kości, jako wewnętrzna właściwość kości, wpływa na jej przeżywalność podczas procesów tafonomicznych7. Konsekwencją rozkładu jest zróżnicowana przeżywalność elementów szkieletu (tj. dyskretnych, anatomicznie kompletnych jednostek szkieletu), a gęstość kości może być używana jako predyktor przeżywalności, czyli wytrzymałości kości7, 70,71,72,73,74,75. Jest to ważne w kontekście kryminalistycznym, a także w środowiskach archeologicznych i paleontologicznych, ponieważ wpływa na zdolność praktyków do odpowiedniego zastosowania metod oceny profilu biologicznego (lub wieku, płci, postury i pochodzenia), jeśli reprezentowane są tylko niektóre elementy szkieletu.
Gęstość nasypowa (gęstość kości z przestrzenią porów uwzględnioną w pomiarze) jest odpowiednim pomiarem w tej sytuacji, biorąc pod uwagę, że to właśnie porowata struktura kości wpływa na jej podatność na procesy tafonomiczne7. Zastosowano wiele metod oceny gęstości kości, w tym densytometrię fotonową pojedynczej wiązki27,75, tomografia komputerowa76,77,78, photodensytometry72,79 oraz DXA80,81,82. Skany DXA mogą być lepsze od innych metod, ponieważ są stosunkowo tanie, skany całego ciała mogą być wykonywane, a poszczególne elementy szkieletu mogą być oceniane osobno lub razem podczas analizy. Korzystanie ze skanów BMD przed i po badaniach tafonomicznych dostarcza użytecznych informacji na temat przeżywalności kości wynikającej z różnych czynników i środowisk tafonomicznych82.
Ten artykuł przedstawia protokół uzyskiwania skanów DXA szczątków szkieletowych. Metoda wykorzystuje typowe, kliniczne ułożenie osób podczas wykonywania skanów odcinka lędźwiowego kręgosłupa i bioder. Dzięki temu praktycy mogą porównać szczątki szkieletowe z odpowiednimi normami normatywnymi. Przedstawiony protokół ma zastosowanie zarówno do szczątków młodocianych, jak i dorosłych, z ograniczeniami omówionymi w dalszej części.

<table><tbody><tr><td>System QDR Discovery 4500W</td> Skaner całego ciała <td>Hologic</td><td>Discovery W</td><td>All inclusive DXA, który zawiera oprogramowanie APEX do wizualizacji i analizy skanów. Zawiera dane referencyjne FRAX opracowane przez WHO w celu zapewnienia zarówno wyników t, jak i z.</td></tr><tr><td>APEX 3.2</td><td>Hologic</td><td>APEX</td><td>Oprogramowanie używane przez komputer DXA podłączony do desytometru kostnego (system QDR Discovery 4500W) do pozyskiwania danych BMD i analizy wyników.</td></tr></tbody></table>

skanowanie szczątków szkieletowych pod kątem gęstości mineralnej kości w kontekście kryminalistycznym

Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts

Celem tego artykułu jest przedstawienie obiecującej, nowatorskiej metody pomagającej w ocenie jakości kości w istotnych z punktu widzenia medycyny sądowej szczątkach szkieletowych. BMD jest ważnym składnikiem stanu odżywienia kości oraz szczątków szkieletowych zarówno osobników młodocianych, jak i dorosłych, a także może dostarczyć informacji o jakości kości. W przypadku szczątków dorosłych może dostarczyć informacji o stanach patologicznych lub o tym, kiedy mogła wystąpić niewydolność kości. U młodocianych osobników stanowi przydatną metrykę do wyjaśnienia przypadków śmiertelnego głodu lub zaniedbania, które są na ogół trudne do zidentyfikowania. W artykule przedstawiono protokół orientacji anatomicznej i analizy szczątków szkieletowych do skanowania za pomocą absorpcjometrii promieniowania rentgenowskiego o podwójnej energii (DXA). Przedstawiono trzy studia przypadków, aby zilustrować, kiedy skany DXA mogą być pouczające dla lekarza medycyny sądowej. Pierwsze studium przypadku przedstawia osobę, u której zaobserwowano podłużne złamania kości nośnych, a DXA służy do oceny niewydolności kostnej. Stwierdzono, że BMD jest prawidłowe, co sugeruje inną etiologię obecnego wzorca złamań. W drugim studium przypadku wykorzystano DXA do zbadania podejrzenia przewlekłego niedożywienia. Wyniki BMD są zgodne z wynikami dotyczącymi długich kości i sugerują, że młodociany osobnik cierpiał na chroniczne niedożywienie. Ostatnie studium przypadku dostarcza przykładu, w którym podejrzewa się śmiertelne zagłodzenie u czternastomiesięcznego niemowlęcia, co potwierdza wyniki autopsji mówiące o śmiertelnym zagłodzeniu. Skany DXA wykazały niską gęstość mineralną kości w stosunku do wieku chronologicznego i są potwierdzone tradycyjnymi ocenami stanu zdrowia niemowląt. Jednak w przypadku zajmowania się szczątkami szkieletowymi przed zastosowaniem tej metody należy wziąć pod uwagę zmiany tafonomiczne.

Metodologia zaproponowana w niniejszej pracy jest powszechnie stosowana u żyjących pacjentów, dlatego należy zwrócić uwagę na nowatorski charakter jej zastosowania u osób zmarłych. Rycina 6 oraz Rycina 8 przedstawiają odpowiednio wyniki skanowania kręgosłupa lędźwiowego w rzucie AP oraz lewego biodra. Osobą ocenianą na tych skanach jest zmarła biała kobieta w wieku 31 lat, której szczątki znajdują się w Laboratorium Analiz Sądowy...

Gęstość mineralna kości (BMD) jest ważnym czynnikiem w zrozumieniu spożycia składników odżywczych. W przypadku ludzkich szczątków szkieletowych jest to przydatny wskaźnik do oceny jakości życia zarówno u młodocianych, jak i dorosłych, szczególnie w przypadkach śmiertelnego głodu i zaniedbania. Niniejszy artykuł zawiera wytyczne dotyczące skanowania ludzkich szczątków szkieletowych do celów kryminalistycznych.

Skanowanie szczątków szkieletowych pod kątem gęstości mineralnej kości w kontekście kryminalistycznym

The purpose of this paper is to introduce a promising, novel method to aid in the assessment of bone quality in forensically relevant skeletal remains. ...

Ogólnym celem tej procedury jest dostarczenie informacji na temat jakości kości w szczątkach istotnych z punktu widzenia medycyny sądowej. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na istotne pytania dla antropologów sądowych, takie jak nieniszczące oceny śmiertelnych przypadków głodu i zaniedbań wśród młodocianych. Metoda ta może również rozróżniać znęcanie się nad osobami starszymi a patologie, a także odróżniać artefakty tafonomiczne od patologii lub traumy.Główną zaletą tej techniki jest to, że jest powtarzalna i zapewnia ocenę ilościową, którą można uzasadnić standardami klinicznymi. Aby rozpocząć tę procedurę, przygotuj maszynę zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Następnie utwórz nowy profil pacjenta dla każdej nowej osoby, która ma zostać zeskanowana, aby zachować łańcuch dowodowy i upewnić się, że skany są prawidłowo powiązane.Jeśli skanowana osoba jest niezidentyfikowana, ustal profil biologiczny przed skanowaniem. Wprowadź informacje demograficzne do profilu pacjenta, w tym szacowany wzrost, jeśli rzeczywisty wzrost jest nieznany. W przypadku skanów odcinka lędźwiowego kręgosłupa przednio-tylnego wybierz opcję Wykonaj skanowanie, wybierz opcję Pacjent, wybierz opcję Typ skanowania, AP Odcinek lędźwiowy kręgosłupa, a następnie wybierz Dalej.Następnie wybierz kontener, który jest co najmniej tak duży jak przegubowy segment od L1 do L4. Napełnij dno pojemnika ryżem, który będzie działał jako proxy tkanek miękkich. Umieść segment w anatomicznej pozycji w ryżu w odległości około 0,7 centymetra między każdym trzonem kręgu. Upewnij się, że górna i dolna powierzchnia stawowa są przegubowe, ale trzony kręgów nie stykają się ze sobą.Następnie wyśrodkuj stół skanowania. Umieść pojemnik na stole tak, aby L1 był zorientowany w kierunku czoła stołu skanującego, a L4 był umieszczony o jeden centymetr wyżej od przecinającego się krzyża nitkowego. Pionowa linia lasera powinna przecinać ciała kręgowców wszystkich czterech kręgów.Następnie przykryj odsłoniętą kość ryżem. Po zakończeniu skanowania pojawi się okno z komunikatem Exit Exam. Wybierz opcję Analizuj skanowanie.W oknie Analiza skanowania wybierz opcję Wyniki. Jeśli kręgi nie zostały prawidłowo oddzielone, wybierz Linie kręgów, aby dokonać drobnych korekt. Następnie zbierz wykres wyników w celu wizualizacji jednostki w stosunku do populacji referencyjnej.Aby wykonać skan lewego lub prawego biodra, najpierw wybierz opcję Wykonaj badanie, wybierz pozycję Pacjent, wybierz opcję Typ skanowania, Lewe biodro lub Prawe biodro, a następnie Dalej. Wybierz otwarty pojemnik, który jest co najmniej tak duży, jak skanowany przegubowy nos, coxa i kość udowa. Następnie napełnij dno pojemnika ryżem.Umieść coxa wołową w ryżu tak, aby panewka i otwór zasłonowy były skierowane na boki, a kość łonowa była zorientowana przyśrodkowo. Umieść guzowatość kulszową poniżej głowy kości udowej, tak jak łączy się ona z panewką. Następnie umieść kości udowe tak, aby głowa kości udowej znajdowała się w panewce, a krętarz większy i głowa kości udowej w linii równoległej do stołu skanującego.Upewnij się, że trzon kości udowej jest obrócony przyśrodkowo, a kłykieć boczny jest obrócony przyśrodkowo i nieco wyżej niż kłykieć przyśrodkowy. Następnie wyśrodkuj stół skanowania. Przesuwaj ramię skanujące i stół, aż celownik lasera zostanie zorientowany w taki sposób, aby środek znajdował się bezpośrednio nad obszarem podkrętarzowym kości udowej.Pionowa linia lasera powinna przecinać górną połowę trzonu kości udowej. Następnie przykryj pozostałą widoczną część stawu panewkowego kości udowej ryżem. Wybierz opcję Rozpocznij skanowanie.Po zakończeniu skanowania pojawi się monit o zakończenie egzaminu. Wybierz opcję Analizuj skanowanie. Następnie wybierz narzędzie Mapa kości, aby dodać lub usunąć obszary, które nie są częścią szyjki kości udowej i okolicy krętarzowej.Wybierz narzędzie Szyja i zmień położenie linii środkowej, aby wyrównać dopasowania bezpośrednio na skanie. W oknie Analiza skanowania wybierz opcję Wyniki. W przypadku dorosłych porównaj skan z danymi referencyjnymi dla szyjki kości udowej, okolicy krętarzowej i okolicy międzykrętarzowej.W tym badaniu szczątki szkieletowe są skanowane pod kątem wykorzystania w kontekście kryminalistycznym. Reprezentatywne skany pokazują, że pozycje skanowania zwykle używane dla żywych osób do klinicznych skanów BMD mogą być odtworzone ze szczątkami szkieletowymi. Pierwsze studia przypadków 40-letniego mężczyzny, który wykazywał rzadką serię złamań.Skan DXA lewego biodra jest uzyskiwany w celu określenia, czy złamania te były wynikiem kruchości złamania, czy po prostu artefaktem pośmiertnym powstałym w wyniku naturalnych procesów wysuszania. Wyznaczony całkowity BMD wynosi 1,299 grama na centymetr kwadratowy z odpowiadającym mu wynikiem T 1,8, co wskazuje, że przyczyną nie była niewydolność kości. Drugim przykładem jest 13-letnia dziewczynka z podejrzeniem długotrwałego znęcania się nad nią, wydobyta z tajnego grobu.Całkowite BMD wynosi 0,660 grama na centymetr kwadratowy przy wskaźniku Z wynoszącym 2,2. Wskaźnik Z jest zgodny z niskim BMD dla wieku chronologicznego, co potwierdza inne metody sugerujące przewlekłe niedożywienie. Trzecim i ostatnim studium przypadku jest 14-miesięczne niemowlę, którego podejrzeniem jest śmierć głodowa.Całkowite BMD odcinka lędźwiowego kręgosłupa mierzy się na poziomie 0,190 grama na centymetr kwadratowy, podczas gdy średnia dla grupy referencyjnej dopasowanej do wieku wynosi około 0,399 grama na centymetr kwadratowy. Oblicza się, że wskaźnik Z wynosi 5,225 z odpowiednią średnią dopasowaną do wieku. Te niskie wartości sugerują, że niemowlę znajduje się poniżej trzeciego percentyla BMD kręgosłupa u 12-miesięcznych dzieci.Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu godziny, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podejmując tę procedurę, należy pamiętać, że orientacja anatomiczna jest głównym wyznacznikiem udanego skanowania. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak dostosować kliniczne BMD do przypadków kryminalistycznych.

scanning-skeletal-remains-for-bone-mineral-density-forensic

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Przeprowadzono podłużną analizę ubytku kostnego w kościach udowych i piszczelowych u dorosłych myszy po urazie rdzenia kręgowego, wykorzystując sekwencyjne skanowanie rentgenowskie w niskiej dawce. Ubytek kostny w obrębie kości piszczelowych stwierdzono przez cały okres trwania badania, natomiast ubytek w kości udowej wykryto dopiero 40 dni po urazie.

Podłużna ocena utraty masy kostnej kończyn tylnych myszy po urazie rdzenia kręgowego z wykorzystaniem nowej metodologii in vivo

Ten film przedstawia technikę wielospektrometrii echograficznej o częstotliwości radiowej (REMS) do oceny gęstości mineralnej kości (BMD). Pacjent jest ustawiany na wznak, a żel ultradźwiękowy jest nakładany na szyjkę kości udowej, miejsce podatne na złamania w kości udowej. Następnie sonda emituje fale ultradźwiękowe, które odbijają się od tkanki kostnej z prędkością, na którą wpływa BMD. Sonda wychwytuje te odbite fale, umożliwiając ilościowe określenie BMD.

Ocena gęstości mineralnej kości za pomocą multispektrometrii echograficznej o częstotliwości radiowej

Przedstawiamy solidny protokół, jak starannie zabezpieczyć i przygotować kość udową zwłok do testów złamań i ilościowego obrazowania tomografii komputerowej.  Metoda zapewnia precyzyjną kontrolę nad warunkami wejściowymi w celu określenia zależności między gęstością mineralną kości, wytrzymałością na złamania oraz zdefiniowaniem geometrii i właściwości modelu elementów skończonych.

Przygotowanie bliższej części kości udowej do badania wytrzymałości na pękanie i ilościowej analizy elementów skończonych opartej na tomografii komputerowej

Zastosowaliśmy protokół geologicznego (rdzeniowego) pobierania próbek, aby pozyskać próbki kości korowej o jednakowej wielkości do eksperymentów SRμCT z przedniej strony ludzkiej kości udowej. Metoda ta jest minimalnie destrukcyjna, wydajna, daje w wyniku cylindryczne próbki, które minimalizują artefakty obrazowania z nieregularnych kształtów próbek oraz poprawiają wizualizację i analizę mikroarchitektoniczną.

Przewodnik po cięciu, rdzeniowaniu i przetwarzaniu obrazów do wysokoprzepustowego pobierania i analizy próbek kości korowych do synchrotronowej mikrotomografii komputerowej

Protokół przedstawia serię najlepszych praktyk w zakresie pobierania proszku kostnego z ośmiu zalecanych miejsc pobierania próbek anatomicznych (konkretne miejsca na danym elemencie szkieletu) na pięciu różnych elementach szkieletu od średniowiecznych osobników (radiowęgiel datowany na okres ok. 1040-1400 CE, kalibrowany zakres 2-sigma).

Zoptymalizowane protokoły pobierania próbek kości w celu odzyskania starożytnego DNA ze szczątków archeologicznych

Mechaniczne badanie kości gryzoni jest cenną metodą pozyskiwania informacji na temat podatności kości na złamania. Przy braku odpowiedniego zrozumienia praktycznego wyniki mogą być nadinterpretowane lub nieaktualne. Protokół ten posłuży jako przewodnik zapewniający, że testy mechaniczne są wykonywane dokładnie, aby zapewnić prawidłowe i funkcjonalne dane.

Praktyczne uwarunkowania dotyczące projektowania, wykonywania i interpretacji badań obejmujących próby zginania kości gryzoni w całości

Ten protokół przedstawia ekonomiczną i efektywną metodę ilościowej oceny mikroarchitektury kości w mysim modelu osteoporozy poprzez połączenie barwienia Hematoxylin-Eosin (HE) i technik mikrotomografii komputerowej (Micro-CT).

Ocena mikroarchitektury kości beleczkowej w mysim modelu osteoporozy

Tutaj szczegółowo prezentujemy protokół pomiarowy urządzenia ultradźwiękowego z dwukierunkową transmisją osiową (BDAT) i testujemy go w badaniu odtwarzalności, biorąc pod uwagę 14 zdrowych uczestników i 3 operatorów. Wiarygodność, mierzona za pomocą wewnątrzklasowych współczynników korelacji (ICC), była dobra lub doskonała dla czterech interesujących parametrów.

Ocena kory kostnej za pomocą ultradźwiękowych fal kierowanych: badanie odtwarzalności w zdrowej populacji

Proponowany protokół zakłada globalne podejście do oceny procesu tworzenia się kości w kontekście regeneracji kości za pomocą analiz multimodalnych. Ma on na celu dostarczenie jakościowych i ilościowych informacji na temat tworzenia się nowych kości, zwiększenie rygoru i trafności badań podstawowych i przedklinicznych.

Kompleksowa charakterystyka mineralizacji tkanek w modelu ex vivo

Ten protokół wykorzystuje mikrotomografię komputerową, aby umożliwić ekonomiczną kwantyfikację beztłuszczowej masy, w tym mięśni szkieletowych i tkanki trzewnej, tkanki tłuszczowej i tkanki szkieletowej u małych zwierząt. Rozróżnia tkankę beztłuszczową i tłuszczową, co daje znaczące korzyści w badaniach biomedycznych, szczególnie w badaniach translacyjnych na małych zwierzętach.

Nieinwazyjna kwantyfikacja mięśni szkieletowych u małych zwierząt za pomocą mikrotomografii komputerowej

Proponujemy protokół oceny regeneracji kości na różnych poziomach hierarchicznych. To podejście multimodalne umożliwia analizę strukturalną na różnych skalach długości, skutecznie rozwiązując wyzwania związane z przygotowaniem próbek. Zapewnia również wiarygodny sposób oceny skuteczności biomateriałów w wspieraniu regeneracji kości.

Podejście multimodalne do oceny regeneracji kości i wydajności rusztowania

Poznaj metodę skanowania szczątków szkieletowych w celu oceny gęstości mineralnej kości w kryminalistyce. Technika ta umożliwia nieinwazyjną analizę jakości kości w przypadkach zaniedbania i głodzenia.

Skanowanie szczątków szkieletowych pod kątem gęstości mineralnej kości w kontekście kryminalistycznym

Przeglądaj więcej filmów