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Medicine

Scan Skelettreste für Bone Mineral Density in forensischen Kontexten

doi: 10.3791/56713 Published: January 29, 2018

Summary

Knochendichte (BMD) ist ein wichtiger Faktor im Verständnis Nahrungsaufnahme. Für menschliche Skelettreste ist es eine nützliche Metrik zur Bewertung der Lebensqualität bei Jugendlichen und Erwachsenen, insbesondere bei tödlichen Hunger und Vernachlässigung. Dieses Dokument enthält Leitlinien für das Scannen von menschlichen Skelettresten für forensische Zwecke.

Abstract

Der Zweck dieses Papiers ist eine vielversprechende, neue Methode, um Hilfe bei der Beurteilung der Knochenqualität in forensisch relevante Skelettreste einzuführen. BMD ist ein wichtiger Bestandteil des Ernährungszustandes des Knochens und Skelettreste von Jugendlichen und Erwachsenen, und sie informieren Sie über die Knochenqualität. Für Erwachsene bleibt kann er Auskunft über pathologischen Zuständen oder Knochen Insuffizienz des Auftretens haben kann. Bei Jungtieren bietet es eine nützliche Metrik, um Fälle von Tödlicher Hunger oder Vernachlässigung, zu erhellen, die in der Regel schwer zu identifizieren sind. Dieses Dokument enthält ein Protokoll für die anatomische Ausrichtung und Analyse der Skelettreste für das Scannen über Dual-Energy x-ray Absorptiometry (DXA). Drei Fallstudien werden vorgestellt, um zu veranschaulichen, wenn DXA-Scans für den forensischen Praktiker informativ sein können. Die erste Fallstudie präsentiert ein Individuum mit beobachteten längs Frakturen im Gewicht tragenden Knochen und DXA wird verwendet, um Knochen Insuffizienz zu beurteilen. BMD findet normal schlägt eine andere Ätiologie für die Fraktur Muster vorhanden sein. Das zweite Fallbeispiel beschäftigt DXA, vermuteten chronischen Unterernährung zu untersuchen. Der BMD-Ergebnisse stehen im Einklang mit den Ergebnissen aus Röhrenknochen Längen und schlage vor, dass der Jugendliche an chronischer Unterernährung litten. Die abschließende Fallstudie zeigt beispielhaft, wo Tödlicher Hunger in ein 14-Monats-Kind vermutet wird, die Autopsie Ergebnisse der tödlichen Hunger unterstützt. DXA-Scans zeigten niedrige Knochendichte für chronologisches Alter und wird durch traditionelle Bewertungen der Säugling Gesundheit begründet. Jedoch beim Umgang mit sollte Skelettreste abgestorbene Veränderungen betrachtet werden, bevor Sie diese Methode anwenden.

Introduction

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Das Ziel der forensischen anthropologischen Analysen stützt sich auf die Praktiker Verständnis von Knochen als ein komplexes Gewebe mit mehreren Einheiten und Variation. Knochen ist ein hierarchisches, zusammengesetzte Gewebe mit organischen und anorganischen Komponenten, die in einer Matrix aus Kollagen und kohlensäurehaltige Apatit1,2,3,4organisiert. Die anorganischen Komponente oder Bone Mineral eine nanokristallinen Struktur gliedert sich in Steifigkeit und Rahmen für die organische Teil1,2,5zu. Die mineralischen Aspekt umfasst etwa 65 % des Knochens durch Gewicht und seine "Masse wird durch beide genetischen und umweltbedingten Faktoren1,2,4,6beeinflusst. Da Bone Mineral einen dreidimensionalen Raum einnimmt, als Knochenmineraldichte (BMD) gemessen werden, oder eine Funktion der Masse und dem Volumen besetzt7. Die Schüttdichte des Bone Mineral variiert mit dem Alter von der Geburt ins Erwachsenenalter8,9,10,11,12 und wurde ausgiebig in klinischen Einstellungen als eine Indikator für Osteoporose und Fraktur Risiko4,13,14,15,16,17,18. Dual-Energy x-ray Absorptiometry (DXA) ist eine weit verbreitete Werkzeug für die Beurteilung der Gesundheit der Knochen seit seiner Einführung im Jahr 1987, vor allem in der Lendenwirbelsäule und Hüfte Regionen11,13,19 durchgeführten Scans gewesen. . Validierung der DXA Scans nachweislich als Goldstandard bei der Untersuchung von Veränderungen der BMD13,19,20,21,22,23. Anschließend hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erstellt normative Standards einschließlich t- und Z-score Definitionen für juvenilen und adulten Lendenwirbelsäule (L1-L4) und Hüften sind die Regionen leicht volumetrisch erfasst11 ,13,19,24.

Die zunehmende Abhängigkeit von forensischen Anthropologie in rechtsmedizinische Fallarbeit bestärkt die Untersuchung neuartiger Techniken Skelettreste in einer Vielzahl von Umständen besser einzuschätzen. Unter diesen möglichen Techniken ist die Anwendung der DXA Scans BMD als Indikator für die Knochenqualität in Fällen, in denen Tödlicher Hunger und Vernachlässigung in Jugendliche25,26, Identifizierung von metabolischen Knochenerkrankungen, bewerten und Schätzung der Überlebensfähigkeit des skelettartigen Elementen in abgestorbene Forschung7,27.

In der US-Department of Health And Human Services Kind Misshandlungen Report 2015 waren 75,3 % der gemeldeten Kind Mißbrauch Fälle irgendeine Form von Vernachlässigung mit ~ 1.670 Todesfälle infolge Tödlicher Hunger und Vernachlässigung in 49 Staaten28. Die meisten Jugendlichen Opfer von Vernachlässigung nicht Anzeichen von externen körperlicher Misshandlung, aber Versagen gedeihen gilt in allen Fällen29,30. Misserfolg gedeihen ist definiert als die unzureichende Nahrungsaufnahme, Wachstum und Entwicklung zu unterstützen. Diese können verschiedene Faktoren, von denen ist Vernachlässigung aus ernährungsphysiologischen Entbehrung25,31 haben (siehe Ross und Abel32 für eine umfassendere Überprüfung). Absichtlich verhungern, die Ergebnisse in den Tod eines Kindes oder das Kind ist viel seltener und gilt als die extremste Form der Misshandlung25,33,34. Diese Mangelerscheinungen haben einen signifikanten Einfluss auf Knochenwachstum, besonders Längenwachstums bei Kindern als eine unmittelbare Folge der Unterernährung35. Skelett-Wachstum und Mineralisierung in erster Linie abhängig von Vitamin D und Kalzium, und ihre Ergänzung zu erhöhten BMD25,35,36verknüpft wurde.

Es ist äußerst schwierig zu identifizieren oder zu verfolgen diesen Fällen sogar eine vollständige Autopsie31,37,38 und besonderer Berücksichtigung Methoden beschäftigt Folgendes verwendet werden muss. So ist in Fällen Tödlicher Hunger und Mangelernährung bei Verdacht auf ein multidisziplinärer Ansatz insbesondere in Fällen, in denen Reste in fortschrittlichen Staaten Zersetzung26erforderlich. Wenn Skelettreste beteiligt sind, ist Knochendichtemessung ein nützliches Werkzeug in Verbindung mit anderen Skeletten Indikatoren wie Zahnentwicklung, Messung der Pars Basilaris des Schädels und der langen Röhrenknochen Längen26. Ohne die skelettartigen Indikatoren für Kleinkinder und Jugendliche erwähnt, wäre es nicht möglich zu erkennen, wenn niedrige BMD das Ergebnis eines inhärenten Stoffwechselstörungen, Mangelernährung oder abgestorbene Prozess ist. Ein weiteres Problem ist die Schätzung der Körpergröße (Gewicht und Statur) in Säugling oder juvenile Skelettreste. Die normative Datensätze benötigen Informationen über Höhe oder Gewicht zu Vergleichszwecken Knochenwachstum bei Kindern ist Größe und das Alter von12. Wenn die Überreste einer Bewertung nicht identifizierten sind, sollte Schätzverfahren eingesetzt werden. Für Säuglinge unter einem, normative DXA sind Daten Alter nur abgestimmt. Bei Jungtieren, die älter als 1, Ruff39 oder Cowgill40 empfohlen für Körpergröße in Skelettreste Schätzung, da sie auf dem Denver Wachstumsstudie Probe einschließlich basieren im Alter von 1-1739,40. Wenn Alter und Körpergröße geschätzt, Konfidenzintervalle variieren und Vergleich des Mittelwerts an das Center for Disease Control (CDC) hergestellten sollten Wachstum Kurven41 in den Bericht sowie das Konfidenzintervall für die geschätzte Körpergröße aufgenommen werden. Es ist wichtig zu beachten, dass in den meisten Fällen Informationen über Herkunft und Geschlecht von juvenile Skelettreste vor der Pubertät, kann, die besonders wichtig für Jugendliche bestimmt werden wie Herkunft und Geschlecht sind bekanntermaßen BMD in wesentlich Erwachsene. Unter diesen Umständen kann die DXA-Methode nicht anwendbar. In bestimmten Fällen erhalten Sie vor der Analyse biologischen Informationen über Abstammung, Geschlecht und Körpergröße.

Knochendichtemessung in der Pädiatrie ist mit der Entwicklung der normativen Daten42,43 mit DXA wird die am weitesten verbreitete Technik44gestiegen. Unterernährte Kinder zeigen signifikant niedrigere Werte in BMD als gesunde Kinder mit Mineralisierung korreliert mit der Schwere der Unterernährung45. DXA-Scans der Lendenwirbelsäule und Hüfte sind die am besten geeignete Bereiche für Jugendliche nach dem American College of Radiology46zu bewerten. Reproduzierbarkeit wurde für Wirbelsäule, ganze Hüfte und Ganzkörper Kinder im gesamten Wachstum Zeitraum47gezeigt. Jedoch wird die Lendenwirbelsäule bevorzugt, da es in erster Linie aus trabekulären Knochen besteht die empfindlicher auf metabolische Veränderungen während des Wachstums und festgestellt wurde, genauer gesagt als ganze hip Bewertungen25,47, 48. mittels DXA-Scans ist üblich bei pädiatrischen Beurteilung. Jedoch da DXA zweidimensional ist, erfasst keine wahre Volumen und produziert ein BMD basierend auf Knochen Bereich13. Bei Kindern ist dies eine wichtige Unterscheidung als Körper und Knochen Größe variieren innerhalb und zwischen den Altersgruppen der Kinder12. Die normative Daten verfügbar ist für den Vergleich mit DXA-Messungen, aber wählen Sie eine entsprechende Bezugspopulation Vorsicht (siehe Binkovitz und Henwood13 für eine Liste der häufig verwendeten DXA normativen Datenbanken).

Nach dem Scan, ein Z-Score wird anhand einer Alter abgestimmt und Bevölkerung bestimmte Referenzprobe. Z-Scores sind besser geeignet für Jugendliche seit t-Scores vergleichen die gemessenen BMD zu einem jungen Erwachsenen Probe12. Ein Z-Score zwischen 01:58 zeigt normale BMD für chronologisches Alter während jede Ergebnis unter-2 niedrige BMD für chronologisches Alter49zeigt. Die 01:58 reichen für die t- und Z-Score stehen bis zu zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. Klar ist, wenn eine gemessene BMD Gäste innerhalb zwei Standardabweichungen oberhalb oder unterhalb ihrer Referenz Bevölkerung bedeuten, gelten sie als klinisch normal.

Die Abhängigkeit von morphologischen Variation für die forensische Anthropologin kommt aus vielen Quellen. Einer davon ist die skelettartigen Variation, die aus Krankheitsprozesse, einschließlich metabolische Knochen Erkrankungen50entsteht. Die Fähigkeit zur Identifizierung von spezifischen Erkrankungen in Skelettreste hat einen zweifachen Vorteil: (1) die biologischen Informationen hinzufügen Profil machen es robuster und (2) identifizieren, wenn Frakturen sind pathologische oder das Ergebnis der zugefügte Trauma. Es gibt eine Vielzahl von metabolische Knochen Erkrankungen51,52,53, aber die relevantesten für BMD Maßnahmen des zeitgenössischen bleibt ist Osteoporose. Osteoporose entsteht, wenn die Verlustrate der trabekulären Knochen größer als die Verlustrate der Kortikalis mit einem Reinverlust im Knochen Dichte53,54,55ist. Trabekuläre Knochenverlust korreliert, ein erhöhtes Risiko für Frakturen, vor allem in den Knochen, die größere trabekulären Knochen Inhalt (z.B. os Coxa)4,55haben.

Zahlreiche Studien über Osteoporose und Knochen-Mineral-Dichte in Skelettreste wurden auf archäologische Assemblagen mit DXA56,57,58,59 und andere Methoden60 durchgeführt , 61 , 62. jedoch Osteoporose des Erwachsenen Skeletts aus archäologischen Kontexten zu beurteilen, Praktiker außer acht lassen, dass Osteoporose klinisch Diagnose den Mittelwert aus einer jüngeren Referenzprobe zeitgleich mit den Personen erfordert 55,63,64bewertet wird. Dies ist kein Problem in forensischen Anthropologie zusammenhängen, da Individuen Alters- und Geschlechts-abgestimmt auf modernen Bevölkerungen mit entwickelten Referenzproben für die Hüfte und der Lendenwirbelsäule sind zwar Änderungen in BMD durch Diagenese bei beachtet werden sollte forensische bleibt. Mission ist jedoch wahrscheinlicher Faktor, die Auswirkungen auf die Fähigkeit, legitime BMD Maßnahmen von archäologischen Proben zu erhalten. Dies ist eine Prüfung forensische auch in Kontexten, wo Reste von Begräbnis Bedingungen mit potentiellen Post-mortem-Takt über ein paar Monate erholt. Während noch der forensischen Interesse konnte genügend Zweifel für jede BMD-Scores gewonnenen Funde in diesen Umständen erhöht werden.

Osteoporose ist klinisch geprüft, mit t-Resultate von BMD-Maßnahmen, die von den Einzelpersonen BMD Maßnahmen in der Hüfte oder lumbalen Wirbelsäule im Vergleich zu einem jungen Erwachsenen Referenzprobe mit DXA65,66,67 stammen ,68. Dieser Referenzprobe einsetzbar für das Auftreten von Osteoporose im Skelett zu identifizieren. In forensischen Kontexten, Dies empfiehlt sich aus zwei Gründen: 1) Unterscheidung zwischen Frakturen im Zusammenhang mit Missbrauch zugefügten Traumata in der älteren Patienten und solchen aus erhöhter Knochenbrüchigkeit osteoporotische Individuen69und (2) als eine mögliche persönliche Kennung verfügen über50.

Knochendichte galt lange Zeit als Indikator, der die Aktivität und Ernährung von einem Tier70,71widerspiegelt. Vor kurzem wurde festgestellt, dass Knochendichte als eine intrinsische Eigenschaft des Knochens, seine Überlebensfähigkeit während abgestorbene Prozesse7betrifft.  Eine Folge der Zersetzung ist die differentielle Überlebensfähigkeit des skelettartigen Elementen (d.h., diskrete, anatomisch komplette Einheiten des Skeletts) und Knochendichte einsetzbar als Prädiktor für Überlebensfähigkeit oder Knochen Stärke7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75. Dies ist wichtig in forensischen Kontexten sowie archäologische und paläontologische Umgebungen, dass wirkt sich die Praktizierenden Fähigkeit, angemessen beschäftigen Methoden, um eine biologische Profil (oder Alter, Geschlecht, Statur und Abstammung) zu schätzen, wenn nur bestimmte skelettartigen Elemente vertreten sind.

Schüttdichte (Knochendichte mit Porenraum in die Messung einbezogen) ist die entsprechende Messung in dieser Situation bedenkt es genau die poröse Struktur des Knochens, der seine Anfälligkeit für abgestorbene Prozesse7beeinflusst. Viele Methoden zur Beurteilung der Knochendichte sind eingesetzt worden, einschließlich Single-Beam Photon Densitometrie27,75, Computertomographie76,77,78, Photodensitometry72 ,79und DXA80,81,82. DXA-Scans möglicherweise vorzuziehen, andere Methoden, da es relativ kostengünstig, Ganzkörper-Scans durchgeführt werden können, und Skelett Einzelelemente getrennt beurteilt werden können oder zusammen während der Analyse. Mit BMD scannt vor und nach der abgestorbene Forschungsstudien liefert nützliche Informationen über Knochen Überlebensfähigkeit aus verschiedenen abgestorbene Faktoren und Umgebungen82.

Dieses Papier beschreibt ein Protokoll für den Erhalt der DXA-Scans von Skelettresten. Die Methode setzt die gemeinsame, klinische Positionierung von Personen bei der Durchführung der Lendenwirbelsäule und Hüfte scannt. Dies ermöglicht Praktikern, die Skelettreste mit den entsprechenden normativen Standards zu vergleichen. Das Protokoll beschrieben gilt für Jugendliche und Erwachsene bleibt mit Einschränkungen weiter unten erläutert.

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Protocol

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Das Protokoll hier hält sich an der North Carolina State University Ethik-Richtlinien für die Forschung am Menschen.

1. Maschine vorbereiten

Hinweis: Das folgende Protokoll kann im großen und ganzen auch auf jede Ganzkörper, klinische DXA und BMD-Scanner.

  1. Führen Sie die Kalibrierung einmal täglich vor dem Scannen Einzelpersonen um Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Nach der Kalibrierung Eingabeaufforderungen beim Start von der System-Software Scannen einer Lendenwirbelsäule Phantom der bekannten Dichte um richtige Lesart des BMD-Scanners zu gewährleisten.
  2. Wenn der Scanner verwendet wird eine Qualitätskontrolle-Funktion in der Software nicht vorhanden ist, vergleichen Sie die Lendenwirbelsäule-Ergebnisse mit denen auf die Wirbelsäule Phantom um die korrekten Maße zu gewährleisten.
    Hinweis: Sollten die Wirbelsäule Phantom in der Mitte des Tisches Scan gespeichert und Lendenwirbelsäule gewählt werden, für die Qualitätskontrolle.
  3. Zusätzliche Tests durchführen (zB., radiographische Einheitlichkeit) nach Bedarf. Führen Sie radiologische Einheitlichkeit jeder bis zu zehn Scans um sicherzustellen, dass die gesamte Scan-Oberfläche vom Scanner erkannt wird.
  4. Wenn der Scanner verwendet wird nicht über eine radiologische Einheitlichkeit im Menü Qualitätskontrolle zu testen, wählen Sie Ganzkörper-Scan, um sicherzustellen, dass der Scanner die gesamte Scanfläche lesen kann.
    Hinweis: Immer Mitte der Prüfung vorzulegen, nach Qualitätskontrolle und vor der Durchführung von Prüfungen.

2. Durchführung der Prüfung

  1. Patienten-Profile erstellen
    1. Erstellen Sie neue Patienten Profile für jede neue Person gescannt, der Produktkette beizubehalten und sicherzustellen, dass Scans einzelner bleibt korrekt zugeordnet sind. Wenn das Individuum zu scannenden identifiziert wird, fahren Sie mit Schritt 2.1.2. Wenn das Individuum nicht identifizierte, schaffen Sie die biologische Profil vor dem Scannen, um die genauesten Datenbankverweise beschäftigen.
    2. Das Patientenprofil einschließlich geschätzte Statur, wenn unbekannte eingehen Sie demografischen Informationen. Sicherstellen Sie, dass Sie auswählen, die am besten geeigneten Gleichung für die Reste untersucht.
    3. Wählen Sie Scan-Typ. Wählen Sie für Schritte 2.2 Lendenwirbelsäule Anterior-posterioren (AP). Für Schritt 2.3 scannt wählen Sie links oder rechts Hip.
  2. Lendenwirbelsäule AP scan
    Hinweis: Erfordern Sie Lendenwirbel (L) ein bis vier.
    1. Wählen Sie Ausführen Prüfung | wählen Sie Patienten | Wählen Sie scan-Typ | AP-Lenden-Wirbelsäule | Nächsten. Wählen Sie einen offenen Behälter mindestens so groß wie das bewegliche Segment L1-L4.
      Hinweis: Die in dieser Studie verwendeten ist 48,26 L X 26.85W X 8,89 D in cm (19 in. L X in 10.57. W X 3,5 Zoll. (D).
    2. Füllen Sie den Boden des Behälters mit Reis als Weichgewebe Proxy.
      Hinweis: Jede Art von Reis kann als Weichgewebe Proxy arbeiten.
    3. Ort L1-L4 anatomische Position (Dornfortsätze sollte nach unten ausgerichtet werden) in den Reis mit ca. 0,7 cm (0,28 Zoll) zwischen jedem Wirbelkörper wie in Figur 1Adargestellt. Damit sind die superior und inferior artikuläre Fakten artikuliert, sondern der Wirbelkörper sind nicht miteinander in Kontakt.
    4. Die Scan-Tabelle zentrieren und Ort der Container mit L1 orientiert sich an oben (Kopf) der Scan-Tabelle und L4 befindet sich überlegen die sich überschneidenden Fadenkreuz 1 cm. Die vertikale Laserlinie sollte die vertebrate Körper alle vier Wirbel (Abbildung 1 b) halbiert werden.
    5. Decken Sie die freiliegende Knochen mit Reis.
    6. Wählen Sie Start Scan.
    7. Fahren Sie mit der Analyse (Schritt 3.1), wenn ordnungsgemäß gescannt (Abbildung 2). Wiederholen Sie den Scan, wenn nicht alle Wirbel erfasst werden.
  3. Linken oder rechten Hüfte scans
    Hinweis: Abbildung 3 ist aus einer linken Hüfte Prüfung, wenn eine rechten Hüfte Prüfung durchführen Positionierung gespiegelt wird.
    1. Wählen Sie Perform Prüfung | wählen Sie Patienten | Wählen Sie scan-Typ | Linke Hüfte (oder rechten Hüfte) | Nächsten. Wählen Sie einen offenen Behälter mindestens so groß wie die artikulierte os Coxa und Femur gescannt.
      Hinweis: Die in dieser Studie verwendeten ist 88,5 L X 41.5W X 13,9 D in cm (34,85 In. L X 16,35 in. W X 5.47 in. (D).
    2. Füllen Sie den Boden des Behälters mit Reis (jede Art von Reis als Weichgewebe Proxy funktioniert).
    3. Legen Sie die os Coxa mit Hüftpfanne und Obturator Foramen seitlich vor dem Schambein medial orientierten. Positionieren Sie die Sitzbeinhöcker Tuber unterhalb der Femurkopf, wie es mit der Hüftpfanne (Abbildung 3A) artikuliert.
      Hinweis: Die Sitzbeinhöcker Tuber Positionierung ist sehr wichtig, weil wenn es seitlich unterhalb des Schenkelhalses reicht es BMD Schätzungen aufgeblasen wird.
    4. Legen Sie den Oberschenkelknochen mit des Hüftkopfes in der Hüftpfanne und der Trochanter Major und Femurkopf in Linie parallel zum Scan Tisch (i.e., in der gleichen Ebene). Sicherstellen Sie, dass die femorale Welle medial mit dem distalen Kondylus medial gedreht und etwas höher als der medialen Kondylus (Abb. 3 b) gedreht wird.
    5. Zentrieren der Scan-Tabelle, dann verschieben Sie die Position der Scan Arm und der Tabelle, bis der Laser-Fadenkreuz ausgerichtet sind, so dass das Zentrum mit der vertikalen Linie halbiert der oberen Hälfte des femoral Welle ( direkt über dem Subtrochanteric Bereich des Oberschenkelknochens ist Abbildung 3A). Verschoben Sie die Reste werden nicht werden, sobald sie positioniert wurden. Umzug der Tabelle sorgt dafür, dass die Knochen in der richtigen anatomischen Position bleiben.
    6. Decken Sie den verbleibenden sichtbaren Teil des femoralen Acetabulum Gelenks mit Reis.
    7. Wählen Sie Start Scan.
    8. Fahren Sie mit Schritt 3.2 Analyse wenn ordnungsgemäß gescannt (Abbildung 4).
      Hinweis: Scans sollte die Ausrichtung des Gelenks erfassen, so dass die Mittellinie des proximalen Femur in einer Ebene. Die Mittellinie sollte von der Mitte der Femurkopf auf den Trochanter Major knapp liegen.

3. Analyse von Prüfungen

  1. Lendenwirbelsäule AP Scan analysieren
    1. Nach dem Scan erscheint ein Exit Prüfung Souffleurkasten. Wählen Sie Scan zu analysieren.
      Hinweis: Software trennen jeder Wirbel in ihren eigenen Regionen zur Bewertung einzelner Elemente und total BMD gescannt richtig, wie in Abbildung 5dargestellt.
    2. Wählen Sie Ergebnisse im Fenster Scan Analyse . Wählen Sie die Wirbelkörper Linien, wenn die Wirbel nicht ordnungsgemäß für kleinere Anpassungen getrennt sind oder Wirbel für erneutes Scannen direkt neu zu positionieren.
    3. Erhalten beide Alter abgestimmt und Bevölkerung BMD Referenz Sondermaßnahmen zur Z -Berechnung bei Durchführung juvenile BMD scannt.
    4. Ergebnisse Diagramm zur Visualisierung des einzelnen im Verhältnis zur Referenz-Bevölkerung zu sammeln.
      Hinweis: Bild 6 zeigt Scan-Ergebnisse für AP Lendenwirbelsäule der a 31-Year-Old weibliche.
  2. Hip-Scan zu analysieren.
    1. Nach dem Scan erscheint ein Exit Prüfung Souffleurkasten. Wählen Sie Scan zu analysieren.
      Hinweis: Software wird automatisch der Schenkelhals, Wards Dreieck und Trochanter Bereich wie in Abbildung 7gezeigt erfassen, wenn ordnungsgemäß gescannt.
    2. Wählen Sie das Knochen-Map-Tool zum Hinzufügen oder Löschen von Bereichen, die nicht Teil des Schenkelhalses und Trochanter Region, wenn nicht genau von der Software durch leichte Fußfehlstellung zu lesen sind. Anpassungen Sie Mittellinie direkt auf Scan durch Auswahl des Hals-Tools und Neupositionierung der Mittellinie.
    3. Neu zu positionieren Sie und neu einlesen Sie, wenn diese kleinen Anpassungen nicht, die richtige Ausrichtung, die in Abbildung 7gezeigt zulassen.
    4. Wählen Sie Ergebnisse im Fenster Scan Analyse . Im Vergleich zu Referenzdaten für Schenkelhals, Trochanter Region und die intertrochanteric Region in der Software für Erwachsene.
    5. Vergleichen Sie Ergebnisse mit den entsprechenden Alter und Bevölkerung abgestimmt Referenzen bei Jungtieren.
    6. Verwenden Sie den t-Punkten für Erwachsene, da es die am besten geeignete differentiell pathologische Bedingungen einzuschätzen ist.
      Hinweis: Die Abbildung 8 zeigt die ideale Scan-Ergebnisse für die linke Hüfte Analyse der a 31-Year-Old weibliche.

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Representative Results

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Die hier vorgeschlagene Methode wird häufig verwendet, in lebenden Patienten und Berücksichtigung seiner Neuheit verstorbenen Personen sollte beachtet werden. Abbildung 6 und Abbildung 8 präsentieren die Ergebnisse eines AP Lendenwirbelsäule und linke Hüfte Scan, beziehungsweise. Die einzelnen bewertet diese Scans ist ein verstorbenen weiß, Weiblich, 31 Jahre alt, der bei der forensischen Analyse Labor der North Carolina State University untergebracht ist. Diese Person hatte eine Gesamtpunktzahl von BMD 0,944 g/cm2 mit einem entsprechenden t-score (-0,9) für die Herkunft und Geschlecht abgestimmt Referenzpopulation. Nach der WHO-Klassifikation ist ihr BMD-Ergebnis klinisch normal und nicht unter die -2 t-Score, die eine Übereinstimmung mit Osteoporose/erhöht BMD suggeriert Fraktur Risiko8,83. Die vorgestellten Ergebnisse sind aus drei forensischen Fällen wo BMD Partituren verwendet wurden, um unterschiedliche Ätiologien in jedem einzelnen Satz bleibt zu beurteilen. Die vorgeschlagene Methode nicht systematisch in Skelettreste bewertet wurde, aber in Kombination mit anderen Methoden kann helfen die Ermittler bei ihrer Bewertung. Fallstudie 1 zeigt seine Verwendung bei Erwachsenen, wobei Perimortem, längs-Risse zeigt sich in den langen Röhrenknochen. BMD Partituren wurden verwendet, um festzustellen, ob diese Risse aufgrund Frakturrisikos während Leben oder Obduktion Prozesse, wo Farbe Änderung Vergleich nicht anwendbar war. Fallstudie 2 zeigt seine Verwendung in juvenile bleibt bei auf langfristige Missbrauch und Vernachlässigung Verdacht. Fallstudie 3 veranschaulicht die Methode Verwendung in Säuglingssterblichkeit bei auf Tödlicher Hunger Verdacht.

In der Fallstudie 1war diese Person eine 40 Jahre alte männliche ausstellen einer seltenen Fraktur-Serie, die beinhaltet längs Frakturen der beiden vorderen Flächen des Femur und Tibia, die komplett den kortikalen Knochen in der Mitte jedes Knochens ( durchdrungen Abbildung 9A und 9 b). Die longitudinalen Frakturen sind auch mit quer halbiert des vorderen Teils des Schienbeins an midshaft und leicht distale Frakturen verbunden. Da gibt es keine Anzeichen für eine Heilung, aber keine Unterschiede in der Färbung, waren traditionelle Fraktur Timing Methoden, Peri- und Obduktion zu unterscheiden nicht schlüssig. Darüber hinaus gibt es pathologische Veränderungen, die im Leben beobachtet haben Diabetes-Patienten, die unter anderem einen sichtbaren Verlust des trabekulären Knochens, die beobachtet werden können in der individuellen Röntgenaufnahmen (Abbildung 9A). Um festzustellen, ob die akute Frakturen der unteren Extremität präsentieren Knochen waren das Ergebnis der Fraktur Zerbrechlichkeit oder einfacher gesagt, eine Post-mortem Artefakt aus natürlichen Trocknung Prozesse80ein DXA-Scan der linken Hüfte wurde erhalten (Abbildung 10). Die linke Hüfte wird bewertet, da die längs-Frakturen in den Oberschenkelknochen beobachtet und Tibiae und der Lendenwirbelsäule war unvollständig. Der Ansatz hier war es, festzustellen, ob die BMD niedrig genug war, dass normale Gewichtsbelastung Aktivitäten die Frakturen beobachtet verursachen könnte. Insgesamt BMD war 1,299 g/cm2 mit einem entsprechenden t-Score von 1,8 Angabe Knochen Insuffizienz war nicht die Ursache der longitudinalen Frakturen. Darüber hinaus produziert die Post-mortem längs-Risse Bruchlinien, die laufen entlang der Maserung des Knochens und Frakturen im senkrechten Winkel von einander84produzieren können.

Case Study 2liefert Abbildung 11 die Ergebnisse für ein 13-Year-Old, weibliche eine heimliche Grab mit einer vermuteten Geschichte von langfristigen Missbrauch erholt. Zeigten sich zahlreiche Leistungund Frakturen und Musterung entsprach mit Kind Missbrauch85. Aktuellen Standards zu Unterernährung bei Jungtieren zu beurteilen sind Vergleich der langen Röhrenknochen Längen zu einer Referenzprobe. Die juvenile Glied Längen für diese Person waren 355 mm und 300 mm für die linken Femur und Tibia, beziehungsweise. Diese Längen sind am ehesten mit 9-Year-Old mittlere Längen Größe abgestimmt (350 mm und 280 mm für Oberschenkelknochen und Tibiae, beziehungsweise). Dies steht im Einklang mit einer ausgeprägten Wachstumsdefizit für diese einzelnen86,-87. Ruffs39 Gleichung für Femur und Tibia Längen wurde verwendet, um Jugendliche Statur für die Verstorbenen zu schätzen. Die geschätzte Statur war 53,3 Zoll (136,2 cm) (95 % CI: 51,1-55,5 Inches). Dies war im Vergleich zu den CDC 2000 Wachstumskurven für Mädchen im Alter von 2-2041. Wie in Abbildung 12dargestellt, der verstorbene liegt unterhalb der 3rd -Perzentile für Statur für Alter darauf hindeutet Wachstum deutlich unter die meisten US verzögert 13 jährige Weibchen.  BMD wurde bewertet, um einen tieferen Einblick in das Ausmaß der Unterernährung zu bieten, wie die Zuordnung zwischen BMD Verlust und schlechte Ernährung gut etablierte25,35,36ist. Die Lendenwirbelsäule wurde für deren Vollständigkeit und größeren Komposition des trabekulären Knochens gewählt. Die gesamte BMD der Lendenwirbelsäule AP wurde gemessen bei 0,660 g/cm2 mit einem Z-Score von -2.2 aus der Hersteller-Datenbank. Die Herstellerdatenbank ist ein Alter und Geschlecht abgestimmt Probe mit 1.948 Personen im Alter von 3-20 Jahren88.  Diese Z-Score steht im Einklang mit niedrigen BMD für chronologisches Alter der Nachweis weiterer Einklang mit chronischer Unterernährung (Abbildung 13).

Fallstudie 3zeigt Abbildung 14 die BMD-Ergebnisse der Lendenwirbelsäule für ein 14 Monate altes Kleinkind mit Hunger als die Ursache des Todes vermutet. Die Überreste wurden noch im Anfangsstadium der Zersetzung frische Artikulation der Epiphysen war also kein Anliegen und Gewicht betrug 6,1 kg (13,4 lbs). Zu Vergleichszwecken wurden Gomez und Kollegen und Waterlow Klassifikationssysteme eingesetzt, um Mangelernährung von Referenzmessungen Körpergröße und dem Alter zu schätzen. Nach der Gomez und Kollegen89 -Gleichung:

Prozent der Referenz Gewicht für Alter = ((patient weight) / (Gewicht der normalen Kind gleichen Alter)) * 100

wo ist das Gewicht des normalen Kind gleichen Alters einer Bezugspopulation entnommen. Das Kind gemessen in diesem Fall bei 38 % Gewicht für Alter von der Referenzprobe von Gomez und Kollegen89, das entspricht Grad III (schwerer Mangelernährung). Klassensystem Waterlow90 Plätze 38 % als schwere verschwenden, aber ohne Wachstumsstörungen wie Höhe im normalen Bereich war. Die gesamte BMD wurde bei 0,190 g/cm2 gemessen, während die Alter abgestimmt Referenzgruppe eine durchschnittliche Gesamt BMD der Lendenwirbelsäule 0.399 + 0,040 g/cm2 / 45 hat. Der Z-Score war als berechnet:

Z-Score = ((gemessene BMD - Alter abgestimmt bedeuten BMD) / Bevölkerung SD)

und wurde -5.225 mit dem Alter abgestimmt Mittelwert aus einer 1-Year-Old Bezugspopulation von 40 Kindern. Die Referenzdaten produzierte aus einer Längsschnittstudie Braillon und Kollegen91 , die in der Literatur für DXA Wirbelsäule BMD Maßnahmen49,92validiert wurde. Darüber hinaus schlägt eine Studie von Gallo und Kollegen das Kleinkind ist BMD beobachtet unter dem 3rd Perzentil der Wirbelsäule BMD für Alter für 12 - Monat Olds92. Jeder Wert unter-2 gilt als niedrige BMD für chronologisches Alter, indem das Kind in der 0,1 Perzentile der Normalbevölkerung (Abbildung 13). Zum Vergleich: das Gewicht des Säuglings (6,1 kg) wurde auf dem CDC 2000 Wachstum Kurve Diagramm geplottet, für Männer im Alter von 0-341. Wie in Abbildung 15sehen, fällt das Kind gut unterhalb der 3rd -Perzentile für Gewicht für Alter, die im Einklang mit der DXA Z -Score deutlich unter -2 für das untere Ende des normalen Menschen.

Figure 1
Abbildung 1: Ausrichtung und Platzierung der Lendenwirbelsäule Segmente L1-L4 zum Scannen: (A) zeigt die richtige Ausrichtung für das Scannen mit Dornfortsätze nach unten ausgerichtet entspricht (Schritt 2.2.3); (B) richtigen Speicherort für das Scannen mit Laser Linie halbiert vertebrate Körper und kein Kontakt zwischen vertebrate Körper und schwarzen Punkt stellt das Fadenkreuz (entspricht Schritt 2.2.4). Pfeil zeigt die Richtung zum Kopf des Scanners. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: erfolgreiche AP Lendenwirbelsäule Scan ideal für Analyse. 2.2.7 Schritt entspricht.

Figure 3
Abbildung 3: Platzierung des Hüftgelenks (os Coxa und Femur), Acetabulo-Femur Gelenk neu. (A) gibt an, dass die Hüftgelenk Ausrichtung für das Scannen mit der Femurkopf in der Hüftpfanne und Femurkopf und Trochanter Major in der gleichen Ebene parallel zum Scan Tisch (Schritt 2.3.3) und der schwarze Punkt zeigt die Position des Fadenkreuzes für korrekte Tabelle Platzierung (Schritt 2.3.5). (B) zeigt den Grad der medialen Drehung des Oberschenkelknochens angebracht zum Scannen (Schritt 2.3.4). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: erfolgreiche links hip Scan ideal für Analyse. Beachten Sie, dass die os Coxa sich nicht unterhalb der Schenkelhals erstreckt. Sicherstellen Sie, dass die Platzierung des Gelenks nicht den Beckenkamm Tuber unterlegen der Schenkelhals (Schritt 2.3.8) aufweist.

Figure 5
Abbildung 5: Beispiel für eine erfolgreiche AP Lendenwirbelsäule Scan. L1 - L4 zeigt die richtige Platzierung der Wirbelkörper Linien zwischen jedem Wirbel (Schritt 3.1.1).

Figure 6
Abbildung 6: BMD ergibt sich aus einer AP-Lendenwirbelsäule-Analyse (Schritt 3.1.4). Die hier vorgestellten Ergebnisse sind von einem verstorbenen weiß, Weiblich, 31 Jahre alt, und 64 Zoll groß. Bericht wurde für die Veröffentlichung anonymisiert. (A) zeigt Bild richtig gescannten Lendenwirbel durch Software platziert Wirbelkörper Linien getrennt; (B) Scan-Ergebnisse auflisten der einzelnen Wirbel und Gesamtnoten BMD sowie die t- und Z -Werte für den einzelnen. Die t- und Z -Scores wurden unter Verwendung der WHO-Referenzdatenbank für weiße Frauen erhalten; (C) BMD vs. Alter Grafik stellt, wo Gäste des Individuums BMD (Kreuzschraffur Kreis) fällt im Bereich der durchschnittliche Erwachsene Weibchen in der WHO-Datenbank. 83 die dunklere blaue Färbung stellt den zulässigen Bereich über dem Mittelwert und die hellere blaue Färbung dar den zulässigen Bereich unterhalb der Mittelwert oder die zwei Enden der Glockenkurve um den Mittelwert in einer Normalverteilung Kurve. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 7
Abbildung 7: Bildschirm zeigt ein Beispiel eines erfolgreichen hip Scans mit der femoralen Mittellinie halbiert die femoral Kopf nur minderwertige Trochanter Region. Der Schenkelhals sollte in einem Winkel, den volle Schenkelhals Winkel (Schritt 3.2.2) zu erfassen.

Figure 8
Abbildung 8: BMD ergibt sich aus einer linken Hüfte Analyse (Schritt 3.2.5). Die hier vorgestellten Ergebnisse sind von einem verstorbenen weiß, Weiblich, 31 Jahre alt, 64 Zoll groß. Bericht wurde für die Veröffentlichung anonymisiert. (A) zeigt Bild richtig gescannten linke Hüfte mit Mittellinie genau platziert mit keine zusätzlichen Knochen von os Coxa enthalten; (B) Scan-Ergebnisse am Hals, Trochanter Region (Troch), intertrochanteric Region (Inter), sowie BMD Gesamtnoten und die t- und Z -Werte für die einzelnen auflisten. Die t- und Z -Werte wurden mit der WHO-Referenzdatenbank für weiße Frauen. Diese Person wird als Osteopenic mit erhöhten Frakturrisiko unter Verwendung der WHO83verweist klassifiziert; (C) BMD vs. Alter Grafik stellt, wo Gäste des Individuums BMD (Kreuzschraffur Kreis) fällt allerdings am unteren Ende der Spitze adulte Weibchen in der WHO-Datenbank innerhalb des zulässigen Bereichs. Die dunklere blaue Färbung stellt den zulässigen Bereich über dem Mittelwert und die hellere blaue Färbung dar den zulässigen Bereich unterhalb der Mittelwert oder die zwei Enden der Glockenkurve um den Mittelwert in einer Normalverteilung Kurve. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 9
Abbildung 9: Röntgenaufnahmen für Fallstudie 1. (A) zeigt den longitudinalen Frakturen des rechten Oberschenkels und (B) die transversale Stressfraktur des rechten Schienbeins. Beachten Sie auch die reduzierten röntgendichten Qualität des proximalen Femur. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 10
Abbildung 10: BMD ergibt sich für Fallstudie 1. Die hier vorgestellten Ergebnisse sind von einem verstorbenen weiß, Männlich, 40 Jahre alt, ca. 72 Zoll groß. Bericht wurde für die Veröffentlichung anonymisiert. (A) zeigt Bild der linken Hüfte Scan; (B) Scan-Ergebnisse präsentiert den Hals, Trochanter Region (Troch), der intertrochanteric Region (Inter) und Gesamtnoten BMD sowie der t- und Z -Scores für die Fallstudie 1. Die t- und Z -Scores wurden unter Verwendung der WHO-Referenzdatenbank für weiße Männer. 83 diese Person gilt als normal mit den WHO-Referenzen; (C) BMD vs. Alter Grafik stellt, wo Gäste des Individuums BMD (Kreuzschraffur Kreis) fällt innerhalb des zulässigen Bereichs von Erwachsenen Männern in der WHO-Datenbank. Die dunklere blaue Färbung stellt den zulässigen Bereich über dem Mittelwert und die hellere blaue Färbung dar den zulässigen Bereich unterhalb der Mittelwert oder die zwei Enden der Glockenkurve um den Mittelwert in einer Normalverteilung Kurve. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 11
Abbildung 11: BMD ergibt sich für die Case Study 2. Die hier vorgestellten Ergebnisse sind von einem verstorbenen weiß weiblich, 13 Jahre alt, ca. 53 Zoll groß. Bericht wurde für die Veröffentlichung anonymisiert. (A) Geschenke scan AP Lendenwirbel für Fallstudie 2 durch Software platziert Wirbelkörper Linien getrennt; (B) Scan-Ergebnisse präsentieren die einzelnen Wirbel und total BMD Partituren als auch die Z -Scores für den einzelnen. Z -Scores sind nur in juvenile Fälle vorgestellt, weil sie mit der WHO-Referenzdatenbank für Alter und Geschlecht abgestimmt Personen gewonnen wurden; (C) BMD vs. Alter Grafik stellt, wo Gäste des Individuums BMD (Kreuzschraffur Kreis) fällt unter dem Bereich (Z -Score =-2,2) von 13-Year-Old weiße Frauen in der Herstellerdatenbank. 88 die dunklere blaue Färbung stellt den zulässigen Bereich über dem Mittelwert und die hellere blaue Färbung dar den zulässigen Bereich unterhalb der Mittelwert oder die zwei Enden der Glockenkurve um den Mittelwert in einer Normalverteilung Kurve. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 12
Abbildung 12: Wachstumsdiagramm zur Veranschaulichung der verzögerten Reifung des 13-Year-Old weibliche Erblassers. 41 der schwarze Punkt stellt die geschätzte mittlere Statur und die schwarzen Linien stellen das 95 % Konfidenzintervall für die Statur-Gleichung. Die einzelnen liegt unterhalb der 3rd Perzentile für Statur für Alter innerhalb des gesamten Bereichs der CI. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 13
Abbildung 13: Zuordnung der Fallstudie 3 Kleinkinder Z -Score im Vergleich zu den normalen Bevölkerungsverteilung. Alle Werte unter dem roten Zentrum Feld für die Normalbevölkerung Maßnahmen gelten niedrige BMD für chronologisches Alter anzugeben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 14
Abbildung 14: BMD ergibt sich für Fallstudie 3. Die hier vorgestellten Ergebnisse sind von einem verstorbenen männlichen Kind 14 Monate alt. Bericht wurde für die Veröffentlichung anonymisiert. (A) Geschenke Scan AP Lendenwirbel für Fallstudie 3 getrennte Knochen Karte des Wirbelkörpers Epiphysen und umliegenden Wirbelkörper Prozesse; (B) Scan-Ergebnisse präsentieren die einzelnen Wirbel und total BMD Partituren. Die Herstellerdatenbank von dieser Software verwendet habe nicht aufeinander abgestimmt von Alter und Geschlecht Informationen für Säuglinge, die jünger als drei Jahre alt. Referenzen von Braillon und Kollegen91 wurden zur Berechnung der Z-Score.

Figure 15
Abbildung 15: Wachstumsdiagramm zur Veranschaulichung der schweren Verschwendung von dem 14 Monate alten Säugling. 41 der schwarze Punkt stellt die 6,1 kg (13,4 lbs) Gewicht des Säuglings. Das Kind fällt deutlich unter der 3rd -Perzentile für Gewicht für Alter. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Discussion

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In diesem Whitepaper vorgestellten Ergebnisse sind Beispiele für die Anwendbarkeit der BMD Metrik in forensischen Kontexten. Wie Abbildung 6 und Abbildung 8 zeigen, die Abtastposition lebenden Personen für klinische BMD-Scans ist reproduzierbar mit Skelettreste, sondern muss darauf geachtet werden, um die richtige Positionierung zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig für die Hüfte Prüfung wo Identifizierung der Mittellinie des Schenkelhalses erfordern den richtigen Winkel des Oberschenkelknochens und Überschätzung der BMD kann auftreten, wenn der Beckenkamm Tuber nicht richtig medial am Acetabulo-femorale Gelenk sitzt . Für das Männchen im Fallbeispiel 1diskutiert stellen BMD Metriken der Sozialarbeiter mit zusätzlichen Informationen zu möglichen pathologischen Zuständen. Ohne ein Maß für BMD hätte längs Frakturen mit Knochen Insuffizienz. Dies zeigt auch, dass BMD vorteilhaft über Röntgenstrahlen bewertet können für anspruchsvolle möglichen Bruch Ätiologien.

Case Study 2 und 3 bieten Instanzen wo BMD Metriken waren integraler Bestandteil der Einrichtung schweren Mangelernährung, der häufig verwendete Methoden unterstützt. Juvenile Fälle von Tödlicher Hunger sind schwer zu identifizieren und strafrechtlich zu verfolgen, vor allem wenn Reste in fortgeschrittenen Stadien der Zersetzung31,37,38wiederhergestellt werden. Die Zugabe von DXA Protokolle scannen, bei auf Tödlicher Hunger Verdacht kann weitere Erkenntnisse unterstützen. In beiden juvenile Fallstudien galten DXA-Scans in Verbindung mit standard-Methoden, diese Personen mit lebenden Kindern zu vergleichen. In der Tat waren die Ergebnisse in beiden Fällen die DXA konsistent mit der Standardmethode Ergebnisse illustrieren seine Nützlichkeit in forensischen Fällen tödliche verhungern oder Vernachlässigung. Insgesamt waren die drei Fälle, die hier besprochenen gestützt durch DXA Analyse entweder ein-oder ausschließen bestimmte Rückschlüsse auf jeden Fall. Allerdings gibt es Einschränkungen, wenn diese Methode in forensischen Kontexten angewendet werden soll. Zum Beispiel hat die Forschung gezeigt, dass die Beziehung zwischen Knochenvolumen und Knochenbereich bei Jungtieren zwischen Wachstum Stufen12,92 variiert. Um sicherzustellen, dass die richtige Methodik und normativen Daten verwendet wird (zB., normativen Daten Alter abgestimmt) ist zwingend erforderlich. Bei Säuglingen sollten im Vergleich zu anderen Methoden, wie Messungen der Extremität Segmente des Praktikers Bewertung25,33aufgenommen werden.

Eine der wichtigsten Einschränkungen dieser Methode ist die Berücksichtigung der Mission (d.h. diagenetischen Änderungen Skelett Zusammensetzung nach Tod). Dies bezieht sich auf die Einschätzung des Überlebenden des skelettartigen Elementen. In der Regel Skelett Elemente mit höheren BMD-Werten im Leben werden leichter bewahren,7,27, aber dies schließt nicht die Wahrscheinlichkeit, die die Knochen-Mineral wurde im Laufe der Zeit verändert. So, während BMD eingesetzten Bioarchaeologically auf allgemeiner Ebene des Überlebenden zu beurteilen sein kann es nicht als lebende BMD am Tod auszulegen ist. Und zwar deshalb, weil Reste diagenetically verändert worden, der BMC kein genaues Bild der BMD während des Lebens, wenn mineralische Austausch oder Katabolismus55aufgetreten ist. Z. B. präsentieren Ross und Juarez85 einen Fall, bei Verdacht auf Kindesmord war, der aufgrund von Tödlicher Hunger gewesen sein mag. Jedoch wurden traditionelle Methoden ausgewählt, weil die Sprödigkeit der Überreste umfangreiche abgestorbene Änderung vorgeschlagen, wie die Reste für ungefähr vier Jahre unter einem Schuppen vor Entdeckung85beigesetzt worden war. So, wie bereits erwähnt, die abgestorbene Veränderung wäre kein genaues Bild von den Säugling BMD bei Tod gewesen. Zum Abschluss dieser Methode kann andere Indikatoren an Unterernährung oder metabolische Knochen Erkrankungen unterstützen, jedoch sollten Zustand bleibt vor der Interpretation DXA Ergebnisse in Skelettreste beurteilt werden.

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Disclosures

Die Autoren erklären keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Acknowledgments

Die Autoren möchten die redaktionellen Gutachter sowie zwei anonymen Gutachtern bestätigen. Ihre Anregungen und Kritiken waren gültig, viel geschätzt und das Originalmanuskript in beträchtlichem Ausmaß verbessert.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
QDR Discovery 4500W system Hologic Discovery W All inclusive DXA whole body scanner that includes APEX software for visualization and analysis of scans. Incorporates FRAX reference data developed by WHO to provide both t- and z- scores.
APEX 3.2 Hologic APEX Software used by the DXA PC connected to the bone desitometer (QDR Discovery 4500W system) to acquire the BMD data and analyze results.

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References

  1. Ragsdale, B. D., Lehmer, L. M. A Knowledge of Bone at the Cellular (Histological) Level is Essential to Paleopathology. A Companion to Paleopathology. Grauer, A. L. Wiley-Blackwell. 225-249 (2011).
  2. Burr, D., Akkus, O. Bone Morphology and Organization. Basic and Applied Bone Biology. Burr, D., Allen, M. Elsevier/Academic Press. Amsterdam. 3-25 (2013).
  3. Hall, B. K. Bones and Cartilage. Academic Press. US. (2015).
  4. Yeni, Y. N., Brown, C. U., Norman, T. L. Influence of Bone Composition and Apparent Density on Fracture Toughness of the Human Femur and Tibia. Bone. 22, (1), 79-84 (1998).
  5. Glimcher, M. J. The Nature of the Mineral Phase in Bone: Biological and Clinical Implications. Metabolic Bone Disease and Clinically Related Disorders (Third Edition). Avioli, L. V., Krane, S. M. Academic Press. San Diego. 23-52 (1998).
  6. Bevier, W. C., Wiswell, R. A., Pyka, G., Kozak, K. C., Newhall, K. M., Marcus, R. Relationship of body composition, muscle strength, and aerobic capacity to bone mineral density in older men and women. J. Bone Miner. Res. 4, (3), 421-432 (1989).
  7. Lyman, R. L. Bone Density and Bone Attrition. Manual of Forensic Taphonomy. Pokines, J. T., Symes, S. A. CRC Press. Boca Raton, FL. 51-72 (2014).
  8. Vogel, K. A., et al. The effect of dairy intake on bone mass and body composition in early pubertal girls and boys: a randomized controlled trial. Am. J. Clin. Nutr. 105, (5), 1214-1229 (2017).
  9. van Leeuwen, J., Koes, B. W., Paulis, W. D., van Middelkoop, M. Differences in bone mineral density between normal-weight children and children with overweight and obesity: a systematic review and meta-analysis. Obes Rev. 18, (5), 526-546 (2017).
  10. Sopher, A. B., Fennoy, I., Oberfield, S. E. An update on childhood bone health: mineral accrual, assessment and treatment. Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes Obes. 22, (1), 35-40 (2015).
  11. Pezzuti, I. L., Kakehasi, A. M., Filgueiras, M. T., Guimaraes, J. A., Lacerda, I. A., Silva, I. N. Imaging methods for bone mass evaluation during childhood and adolescence: an update. J. Pediatr. Endocrinol. Metab. (2017).
  12. Specker, B. L., Schoenau, E. Quantitative Bone Analysis in Children: Current Methods and Recommendations. J. Pediatr. 146, (6), 726-731 (2005).
  13. Binkovitz, L., Henwood, M. Pediatric DXA: technique and interpretation. Pediatr. Radiol. 37, (1), 21-31 (2007).
  14. Siris, E. S., et al. Identification and Fracture Outcomes of Undiagnosed Low Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: Results From the National Osteoporosis Risk Assessment. JAMA. 286, (22), 2815-2822 (2001).
  15. Riggs, B. L., Wahner, H. W., Dunn, W. L., Mazess, R. B., Offord, K. P., Melton, L. J. Differential changes in bone mineral density of the appendicular and axial skeleton with aging: relationship to spinal osteoporosis. J. Clin. Invest. 67, (2), 328 (1981).
  16. Marshall, D., Johnell, O., Wedel, H. Meta-Analysis Of How Well Measures Of Bone Mineral Density Predict Occurrence Of Osteoporotic Fractures. Br. Med. J. 312, (7041), 1254-1259 (1996).
  17. Majumdar, S., et al. Correlation of Trabecular Bone Structure with Age, Bone Mineral Density, and Osteoporotic Status: In Vivo Studies in the Distal Radius Using High Resolution Magnetic Resonance Imaging. J. Bone Miner. Res. 12, (1), 111-118 (1997).
  18. Cundy, T., Cornish, J., Evans, M. C., Gamble, G., Stapleton, J., Reid, I. R. Sources of interracial variation in bone mineral density. J. Bone Miner. Res. 10, (3), 368-373 (1995).
  19. Blake, G. M., Fogelman, I. The role of DXA bone density scans in the diagnosis and treatment of osteoporosis. Postgrad. Med. J. 83, (982), 509-517 (2007).
  20. Blake, G. M., Fogelman, I. An Update on Dual-Energy X-Ray Absorptiometry. Semin. Nucl. Med. 40, (1), 62-73 (2010).
  21. Dhainaut, A., Hoff, M., Syversen, U., Haugeberg, G. Technologies for assessment of bone reflecting bone strength and bone mineral density in elderly women: an update. Womens Health.(Lond). 12, (2), 209-216 (2016).
  22. Patel, R., Blake, G. M., Rymer, J., Fogelman, I. Long-Term Precision of DXA Scanning Assessed over Seven Years in Forty Postmenopausal Women. Osteoporos. Int. 11, (1), 68-75 (2000).
  23. Amstrup, A. K., Jakobsen, N. F. B., Moser, E., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. Association between bone indices assessed by DXA, HR-pQCT and QCT scans in post-menopausal. J. Bone Miner. Metab. 34, (6), 638-645 (2016).
  24. Blake, G. M., Fogelman, I. How Important Are BMD Accuracy Errors for the Clinical Interpretation of DXA Scans? J. Bone Miner. Res. 23, (4), 457-462 (2008).
  25. Ross, A. Fatal Starvation/Malnutrition: Medicolegal Investigation from the Juvenile Skeleton. The Juvenile Skeleton in Forensic Abuse Investigations. Ross, A., Abel, S. M. Humana Press. Totowa, NJ. 151-165 (2011).
  26. Ross, A., Juarez, C. A brief history of fatal child maltreatment and neglect. Forensic Sci. Med. Pathol. 10, (3), 413-422 (2014).
  27. Lyman, R. L. Quantitative units and terminology in zooarchaeology. Am. Antiq. 59, (1), 36-71 (1994).
  28. U.S. Department of Health and Human Services. Child Maltreatment. Administration for Children and Families, Administration on Children, Youth, and Families, Children's Bureau (2015).
  29. Spitz, W. U., Clark, R., Spitz, D. J. Spitz and Fisher's Medicolegal Investigation of Death: Guidelines for the Application of Pathology to Crime Investigation. Charles C Thomas. Springfield. (2006).
  30. Dudley, M. D., Mary, H. Forensic Medicolegal Injury and Death Investigation. CRC Press. Milton. (2016).
  31. Block, R. W., Krebs, N. F. Committee on Child Abuse and Neglect & and Committee on Nutrition. Failure to Thrive as a Manifestation of Child Neglect. Pediatr. 116, (5), 1234 (2005).
  32. Ross, A. H., Abel, S. M. The Juvenile Skeleton in Forensic Abuse Investigations. Humana Press. Totowa, NJ. (2011).
  33. Damashek, A., Nelson, M. M., Bonner, B. L. Fatal child maltreatment: characteristics of deaths from physical abuse versus neglect. Child Abuse Negl. 37, (10), 735 (2013).
  34. Welch, G. L., Bonner, B. L. Fatal child neglect: characteristics, causation, and strategies for prevention. Child Abuse Negl. 37, (10), 745-752 (2013).
  35. Gosman, J. Growth and Development: Morphology, Mechanisms, and Abnormalities. Bone Histology: An Anthropological Perspective. Crowder, C., Stout, S. CRC Press. 23-44 (2011).
  36. Bass, S. L., Eser, P., Daly, R. The effect of exercise and nutrition on the mechanostat. J. Musculoskelet. Neuronal Interact. 5, (3), 239-254 (2005).
  37. Berkowitz, C. D. Fatal child neglect. Adv. Pediatr. 48, 331-361 (2001).
  38. Knight, L. D., Collins, K. A. A 25-year retrospective review of deaths due to pediatric neglect. Am. J. Forensic Med. Pathol. 26, (3), 221-228 (2005).
  39. Ruff, C. Body size prediction from juvenile skeletal remains. Am. J. Phys. Anthrop. 133, (1), 698-716 (2007).
  40. Cowgill, L. Juvenile body mass estimation: A methodological evaluation. J. Hum. Evol. (2017).
  41. Kuczmarski, R. J., et al. 2000 CDC Growth Charts for the United States: methods and development. Vital and health statistics. Series 11, Data from the national health survey. (246), 1 (2002).
  42. Crabtree, N. J., et al. Dual-energy X-ray absorptiometry interpretation and reporting in children and adolescents: the revised 2013 ISCD Pediatric Official Positions. J. Clin. Densitom. 17, (2), 225-242 (2014).
  43. Crabtree, N. J., Leonard, M. B., Zemel, B. S. Dual-energy X-ray absorptiometry. Bone densitometry in growing patients. Guidelines for clinical practice. Sawyer, A. J., Bachrach, L. K., Lung, E. B. Humana Press. Totowa. 41-57 (2007).
  44. Ward, K., Mughal, Z., Adams, J. Tools for Measuring Bone in Children and Adolescents. Bone Densitometry in Growing Patients. Guidelines for clinical practice. Sawyer, A. J., Fung, E. B., Bachrach, L. K. Humana Press. Totowa, NJ. 15-40 (2007).
  45. Alp, H., Orbak, Z., Kermen, T., Uslu, H. Bone mineral density in malnourished children without rachitic manifestations. Pediatr. Int. 48, (2), 128-131 (2006).
  46. American College of Radiology. ACR appropriateness criteria. https://acsearch.acr.org/list (2016).
  47. Leonard, C., Roza, M., Barr, R., Webber, C. Reproducibility of DXA measurements of bone mineral density and body composition in children. Pediatr. Radiol. 39, (2), 148-154 (2009).
  48. Carrascosa, A., Gussinye, M., Yeste, D., Audi, L., Enrubia, M., Vargas, D. Skeletal mineralization during infancy, childhood, and adolescence in the normal population and in populations with nutritional and hormonal disorders. Dual X-ray absorptiometry (DXA) evaluation. Paediatric Osteology: New Developments in Diagnostics and Therapy. Schiinau, E. 93-102 (1996).
  49. Blake, G. M., Wahner, H. W., Fogelman, I. The Evaluation of Osteoporosis. Martin Dunitz. London, UK. (1999).
  50. Christensen, A. M., Passalacqua, N. V., Bartelink, E. J. Forensic Anthropology: Current Methods and Practice. Academic Press. US. (2014).
  51. Brickley, M., Howell, P. G. T. Measurement of Changes in Trabecular Bone Structure with Age in an Archaeological Population. J. Archaeol. Sci. 26, (2), 151-157 (1999).
  52. Ortner, D. J., Putschar, W. G. Identification of pathological conditions in human skeletal remains. 28, Smithsonian Inst. Press. Washington. (1981).
  53. Waldron, T. Palaeopathology. Cambridge Univ. Press. Cambridge. (2009).
  54. Kozlowski, T., Witas, H. W. Metabolic and Endocrine Diseases. A Companion to Paleopathology. Grauer, A. L. Wiley-Blackwell. 401-419 (2012).
  55. Agarwal, S. C. Light and Broken Bones: Examining and Interpreting Bone Loss and Osteoporosis in Past Populations. Biological Anthropology of the Human Skeleton. Katzenberg, M. A., Saunders, S. R. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ, USA. 387-410 (2008).
  56. Mays, S., Turner-Walker, G., Syversen, U. Osteoporosis in a population from medieval Norway. Am. J. Phys. Anthropol. 131, (3), 343-351 (2006).
  57. McEwan, J. M., Mays, S., Blake, G. M. The relationship of bone mineral density and other growth parameters to stress indicators in a medieval juvenile population. Int. J. Osteoarchaeol. 15, (3), 155-163 (2005).
  58. McEwan, J. M., Mays, S., Blake, G. M. Measurements of Bone Mineral Density of the Radius in a Medieval Population. Calcif. Tissue Int. 74, (2), 157-161 (2004).
  59. Lees, B., Stevenson, J. C., Molleson, T., Arnett, T. R. Differences in proximal femur bone density over two centuries. Lancet. 341, (8846), 673-676 (1993).
  60. Agarwal, S. C., Grynpas, M. D. Measuring and interpreting age-related loss of vertebral bone mineral density in a medieval population. Am. J. Phys. Anthropol. 139, (2), 244-252 (2009).
  61. Farquharson, M. J., Brickley, M. Determination of mineral make up in archaeological bone using energy dispersive low angle X-ray scattering. Int. J. Osteoarchaeol. 7, 95-99 (1997).
  62. Wakely, J., Manchester, K., Roberts, C. Scanning electron microscope study of normal vertebrae and ribs from early medieval human skeletons. J. Archaeol. Sci. 16, (6), 627-642 (1989).
  63. Brickley, M., Ives, R. The Bioarchaeology of Metabolic Bone Disease. Academic Press. Oxford. (2010).
  64. Kneissel, M., Boyde, A., Hahn, M., Teschler-Nicola, M., Kalchhauser, G., Plenk, H. Age- and sex-dependent cancellous bone changes in a 4000y BP population. Bone. 15, (5), 539-545 (1994).
  65. Fan, B., et al. National Health and Nutrition Examination Survey whole-body dual-energy X-ray absorptiometry reference data for GE Lunar systems. J. Clin. Densitom. 17, (3), 344-377 (2014).
  66. Kanis, J. A., McCloskey, E. V., Johansson, H., Odén, A., Melton, L. J., Khaltaev, N. A reference standard for the description of osteoporosis. Bone. 42, (3), 467-475 (2008).
  67. Looker, A. C., Borrud, L. G., Hughes, J. P., Fan, B., Shepherd, J. A., Melton, J. L. Lumbar spine and proximal femur bone mineral density, bone mineral content, and bone area: United States, 2005-2008. Vital and health statistics 11. 251, 1-132 (2012).
  68. Beck, T. J., Looker, A. C., Ruff, C. B., Sievanen, H., Wahner, H. W. Structural Trends in the Aging Femoral Neck and Proximal Shaft: Analysis of the Third National Health and Nutrition Examination Survey Dual-Energy X-Ray Absorptiometry Data. J. Bone Miner. Res. 15, (12), 2297-2304 (2000).
  69. Humphries, A. L., Maxwell, A. B., Ross, A. H., Privette, J. Skeletal Trauma Analysis in the Elderly: A Case Study on the Importance of a Contextual Approach. 67th Annual Proceedings of the American Academy of Forensic Sciences. 862 (2015).
  70. Willey, P., Galloway, A., Snyder, L. Bone mineral density and survival of elements and element portions in the bones of the Crow Creek massacre victims. Am. J. Phys. Anthropol. 104, (4), 513-528 (1997).
  71. Galloway, A., Willey, P., Snyder, L. Human bone mineral densities and survival of bone elements: A contemporary sample. Forensic Taphonomy: The Postmortem Fate of Human Remains. Haglund, W. D., Sorg, M. H. CRC Press. Boca Raton, FL. 295-317 (1997).
  72. Symmons, R. Digital photodensitometry: a reliable and accessible method for measuring bone density. J. Archaeol. Sci. 31, (6), 711-719 (2004).
  73. Boaz, N. T., Behrensmeyer, A. K. Hominid taphonomy: transport of human skeletal parts in an artificial fluviatile environment. Am. J. Phys. Anthropol. 45, (1), 53-60 (1976).
  74. Behrensmeyer, A. K. The Taphonomy and Paleoecology of Plio-Pleistocene Vertebrate Assemblages East of Lake Rudolf, Kenya. Bull. Mus. Comp. Zool. 146, 473-578 (1975).
  75. Lyman, R. L. Bone density and differential survivorship of fossil classes. J. Anthropol. Archaeol. 3, (4), 259-299 (1984).
  76. Lam, Y. M., Pearson, O. M. Bone density studies and the interpretation of the faunal record. Evol. Anthropol. 14, (3), 99-108 (2005).
  77. Lam, Y. M., Chen, X., Pearson, O. M. Intertaxonomic variability in patterns of bone density and the differential representation of bovid, cervid, and equid elements in the archaeological record. Am. Antiq. 64, (2), 343 (1999).
  78. Lam, Y. M., Chen, X., Marean, C. W., Bone Frey, C. J. Density and Long Bone Representation in Archaeological Faunas: Comparing Results from CT and Photon Densitometry. J. Archaeol. Sci. 25, (6), 559-570 (1998).
  79. Symmons, R. New density data for unfused and fused sheep bones, and a preliminary discussion on the modelling of taphonomic bias in archaeofaunal age profiles. J. Archaeol. Sci. 32, (11), 1691-1698 (2005).
  80. Pickering, T. R., Carlson, K. J. Baboon Bone Mineral Densities: Implications for the Taphonomy of Primate Skeletons in South African Cave Sites. J. Archaeol. Sci. 29, (8), 883-896 (2002).
  81. Ioannidou, E. Taphonomy of Animal Bones: Species, Sex, Age and Breed Variability of Sheep, Cattle and Pig Bone Density. J. Archaeol. Sci. 30, (3), 355-365 (2003).
  82. Hale, A. R., Ross, A. H. The Impact of Freezing on Bone Mineral Density: Implications for Forensic Research. J. Forensic Sci. 62, (2), 399-404 (2017).
  83. WHO Study Group. Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. 843, World Health Organization. Geneva. (1995).
  84. Symes, S. A., L'Abbe, E. N., Stull, K. E., Lacroix, M., Pokines, J. T. Taphonomy and the Timing of Bone Fractures in Trauma Analysis. Manual of Forensic Taphonomy. Pokines, J. T., Symes, S. A. CRC Press, Taylor and Francis Group. Boca Raton, FL. 341-366 (2014).
  85. Ross, A. H., Juarez, C. A. Skeletal and radiological manifestations of child abuse: Implications for study in past populations. Clin. Anat. 29, (7), 844-853 (2016).
  86. Feldesman, M. R. Femur/stature ratio and estimates of stature in children. Am. J. Phys. Anthropol. 87, (4), 447-459 (1992).
  87. Anderson, M., Green, W., Messner, M. Growth and predictions of growth in the lower extremities. J. Bone Joint Surg. Am. 45, (A), 1-14 (1963).
  88. Kelly, T. L., Specker, B. L., Binkely, T., et al. Pediatric BMD reference database for US white children. Bone (Suppl). 36, (O-15), S30 (2005).
  89. Gomez, F., Galvan, R., Cravioto, J., Frenk, S. Malnutrition in infancy and childhood with special reference to Kwashiokor. Adv. Pediatr. 7, 131-169 (1955).
  90. Waterlow, J. C. Classification and definition of protein-caloric malnutrition. Br. Med. J. 2, 566-569 (1972).
  91. Braillon, P. M., Salle, B. L., Brunet, J., Glorieux, F. H., Delmas, P. D., Meunier, P. J. Dual energy x-ray absorptiometry measurement of bone mineral content in newborns: validation of the technique. Pediatr. Res. 32, (1), 77-80 (1992).
  92. Gallo, S., Vanstone, C. A., Weiler, H. A. Normative data for bone mass in healthy term infants from birth to 1 year of age. J. Osteoporos. 2012, 672403 (2012).
Scan Skelettreste für Bone Mineral Density in forensischen Kontexten
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Hale, A. R., Ross, A. H. Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts. J. Vis. Exp. (131), e56713, doi:10.3791/56713 (2018).More

Hale, A. R., Ross, A. H. Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts. J. Vis. Exp. (131), e56713, doi:10.3791/56713 (2018).

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