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Medicine

Analyse des ossements pour la densité minérale osseuse dans des contextes de médecine légale

doi: 10.3791/56713 Published: January 29, 2018

Summary

Densité minérale osseuse (DMO) est un facteur important dans l’apport nutritionnel de compréhension. Des ossements humains, c’est une mesure utile pour évaluer la qualité de vie dans les juvéniles et les adultes, en particulier dans les cas mortels de famine et de la négligence. Ce document fournit des lignes directrices pour l’analyse des ossements humains à des fins médico-légales.

Abstract

Le but de cet article est de présenter une méthode prometteuse, roman pour aider à l’évaluation de la qualité de l’os dans les restes squelettiques juridiquement pertinentes. BMD est une composante importante de l’état nutritionnel de l’os et en ossements des juvéniles et des adultes, et il peut fournir des informations sur la qualité de l’OS. Pour adultes demeure, il peut fournir des informations sur certaines pathologies ou quand l’insuffisance osseuse est survenu. Chez les juvéniles, il fournit une mesure utile afin d’élucider les cas de famine mortelle ou de négligence, qui sont généralement difficiles à identifier. Ce document fournit un protocole pour l’orientation anatomique et l’analyse des ossements pour la numérisation par absorptiométrie double énergie à rayons x (DXA). Trois études de cas sont présentés pour illustrer lors de balayages DXA peuvent être informatives pour le praticien de médecine légale. La première étude de cas présente un individu avec des fractures longitudinales observés dans le poids OS et DXA est utilisé pour évaluer l’insuffisance osseuse. BMD s’avère normale, ce qui suggère une autre étiologie du motif de rupture présents. La deuxième étude de cas employé DXA pour enquêter sur présumés de malnutrition chronique. Les résultats BMD sont compatibles avec les résultats de la longueur des os longs et suggèrent que l’adolescent souffrait de malnutrition chronique. L’étude de cas final donne un exemple où la famine mortelle chez un nourrisson de 14 mois est suspectée, qui prend en charge les constatations de l’autopsie de la famine mortelle. Balayages DXA a montré faible densité minérale osseuse à l’âge chronologique et se fonde sur des évaluations traditionnelles de la santé infantile. Toutefois, lorsqu’il s’agit des restes squelettiques altérations taphonomiques envisagera avant d’appliquer cette méthode.

Introduction

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L’objectif de l’analyse anthropologique légiste s’appuie sur la compréhension du praticien de l’os comme un tissu complexe avec plusieurs unités et variation. Osseuse est un tissu hiérarchique, composite avec des composants organiques et inorganiques, organisé dans une matrice de collagène et d’apatite gazeuses1,2,3,4. Le composant inorganique ou minéral osseux est organisée en une structure nanocristalline pour fournir la rigidité et le cadre pour la portion organique1,2,5. L’aspect minéral comprend environ 65 % de l’OS en poids et sa "masse est influencé par deux facteurs génétiques et environnementaux1,2,4,6. Parce que minéral osseux occupe un espace à trois dimensions, il peut être mesuré par la densité minérale osseuse (DMO) ou une fonction de la masse et le volume occupé7. La masse volumique du minéral osseux varie avec l’âge de la naissance à l’âge adulte8,9,10,11,12 et a été largement utilisée dans les milieux cliniques comme un indicateur d’ostéoporose et de fracture risque4,13,14,15,16,17,18. Bi-énergie absorptiométrie à rayons x (DXA) a été un outil répandu pour l’évaluation de la santé des os depuis son lancement en 1987, notamment les analyses effectuées dans la colonne lombaire et la hanche régions11,13,19 . Validation des balayages DXA a été démontrée comme l’étalon-or dans les enquêtes sur les changements de BMD13,19,20,21,22,23. Par la suite, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a créé des critères normatifs, y compris t- et z-score de définitions pour juvéniles et adultes rachis lombaire (L1-L4) et les hanches car ce sont les régions facilement capturées volumétriquement11 ,13,19,24.

Le recours croissant aux anthropologie médico-légale en reliure medicolegal a encouragé l’étude de nouvelles techniques afin de mieux évaluer les restes squelettiques dans diverses circonstances. Parmi ces techniques potentiels est l’application des balayages DXA d’évaluation BMD comme indicateur de la qualité osseuse en cas de famine mortelle et la négligence en juvéniles25,26, identification des maladies osseuses métaboliques, et estimation des chances de survie des éléments squelettiques en recherche taphonomiques7,27.

Dans le rapport de maltraitance enfant U.S. Department of Health and Human Services 2015, 75,3 % des cas d’abus signalements étaient une forme de négligence avec ~ 1 670 décès résultant de la famine mortelle et de négligence dans 49 États28. Plus de mineurs victimes de négligence ne parviennent pas à montrer des signes de violence physique externe, mais échec à prospérer est vu dans tous les cas29,30. Échec à prospérer est défini comme l’apport d’une nutrition insuffisante pour soutenir la croissance et le développement. Ceux-ci peuvent avoir différents facteurs, dont une est la négligence résultant de la privation nutritionnelle25,31 (voir Ross et Abel32 pour un examen plus approfondi). Fait d’affamer délibérément qui entraîne la mort d’un enfant ou un nourrisson est beaucoup plus rare et considéré comme la forme la plus extrême de la maltraitance25,33,34. Ces carences nutritionnelles ont un effet significatif sur la croissance osseuse, croissance longitudinale en particulier chez les enfants comme conséquence immédiate de malnutrition35. La minéralisation et la croissance du squelette dépendent principalement vitamine D et calcium, et leur supplémentation a été liée à une augmentation BMD25,35,36.

Il est extrêmement difficile d’identifier ou de poursuivre ces cas qui suit même une autopsie complète31,37,38 et une attention particulière aux méthodes employées doit être utilisés. Ainsi, dans les cas où on soupçonne une famine mortelle ou la malnutrition, une approche multidisciplinaire est nécessaire notamment dans les cas impliquant des restes dans les États avancés de décomposition26. Lorsque les restes squelettiques sont impliqués, la densitométrie osseuse est un outil utile en conjonction avec d’autres indicateurs squelettiques telles que le développement dentaire, mesure de la pars basilaris du crâne et os long longueurs26. Sans utiliser les squelette indicateurs mentionnés plus haut pour les nourrissons et les jeunes, il ne serait pas possible de discerner si faible DMO est le résultat d’un trouble métabolique intrinsèque, malnutrition ou processus taphonomiques. Une autre préoccupation est l’estimation de la taille corporelle (poids et taille) en ossements infantiles ou juvéniles. Plus normative des ensembles de données ont besoin d’informations sur la taille ou le poids pour fins de comparaison comme la croissance des os chez les enfants est de taille et âge dépendant12. Lorsque les restes évaluées sont non identifiés, méthodes d’estimation devraient être utilisées. Pour les enfants de moins d’un, DXA normative données sont âge correspondait seulement. Chez les jeunes âgés de plus de 1, Ruff39 ou Cowgill40 sont recommandés pour estimer la taille du corps chez les restes squelettiques puisqu’elles sont basées sur l’échantillon de Denver étude de la croissance, y compris pour les 1-1739,,40ans. Lors de l’âge et la taille corporelle sont estimées, intervalles de confiance varient et comparaison de la moyenne pour le Center for Disease Control (CDC) produits de courbes de croissance41 devrait figurer dans le rapport ainsi que l’intervalle de confiance pour la taille estimée. Il est important de noter que dans la plupart des cas, informations concernant l’origine et le sexe ne peuvent être déterminées d’ossements juvéniles avant la puberté, ce qui est particulièrement important pour les adolescents comme ascendance et le sexe sont connus à un impact significatif sur BMD dans adultes. Dans ces circonstances, la méthode DXA est peut-être pas applicable. Aux cas identifiés, des informations biologiques concernant l’origine, le sexe et taille du corps, doivent être obtenues avant l’analyse.

La densitométrie osseuse en pédiatrie a augmenté avec le développement de données normatives42,43 avec DXA étant la technique plus largement disponible44. Enfants souffrant de malnutrition montrent des niveaux significativement plus faibles DMO que les enfants en bonne santé avec la minéralisation en corrélation avec la sévérité de la malnutrition,45. Balayages DXA du rachis lombaire et hanches sont les plus appropriés à évaluer pour les mineurs, selon l’American College of Radiology46. Reproductibilité a été démontrée pour la colonne vertébrale, hanches tout et tout le corps chez les enfants tout au long de la période de croissance47. Toutefois, la colonne lombaire est préférable car il est principalement composé de l’OS trabéculaire, qui est plus sensible aux changements métaboliques au cours de la croissance et s’est avéré pour être plus précis que les quotes-parts ensemble hanche25,47, 48. DXA utilisant scans est commune dans l’évaluation des enfants. Cependant, puisque DXA est à deux dimensions, il ne saisit pas vrai volume et produit un BMD basé sur OS zone13. Chez les enfants, il s’agit d’une distinction importante en tant qu’organe et OS taille varient au sein et entre les groupes d’âge chez les enfants de12. Des données plus normatives disponibles sont pour la comparaison avec les mesures de DXA, mais il fallait être prudent pour choisir une population de référence approprié (voir Binkovitz et Henwood13 pour une liste des bases de données normatives couramment utilisés de DXA).

Suite à l’analyse, un z-score est calculé à l’aide d’un échantillon de référence spécifiques appariés selon l’âge et de la population. Z-scores sont plus appropriées pour les mineurs depuis t-scores comparer le BMD mesuré à un jeune adulte échantillon12. Un z-score entre 01:58 indique BMD normale pour l’âge chronologique, tandis que toute note inférieure à -2 indique faible BMD pour l’âge chronologique,49. Le 01:58 rang pour le t- et z-score représente jusqu'à deux écarts-types de la moyenne. De toute évidence, si un score de BMD mesuré relève de deux écarts-types au-dessus ou en dessous de leur moyenne de population de référence, ils sont considérés comme cliniquement normaux.

Le recours aux variations morphologiques de l’anthropologue judiciaire vient de nombreuses sources. Dont est la variation squelettique qui résulte de processus morbides, y compris les troubles de métabolisme osseux50. La capacité d’identifier des anomalies particulières en ossements a un double avantage : 1) ajout d’informations à la biologique 2) identifiant si fractures sont pathologique ou le résultat de traumatismes auto-infligés et de profil rend plus robuste. Il existe une variété de troubles de métabolisme osseux51,52,53, mais la plus pertinente pour mesures BMD de demeure contemporaine est l’ostéoporose. L’ostéoporose se développe lorsque le taux de perte osseuse trabéculaire est supérieur au taux de perte osseuse corticale avec une perte nette en os densité53,,du5455. La perte osseuse trabéculaire est corrélée à un risque accru de fracture, surtout dans les os qui ont une plus grande l’OS trabéculaire contenu (p. ex., la coxa os)4,55.

De nombreuses études sur l’ostéoporose et densité minérale osseuse en ossements ont été menées sur les assemblages archéologiques utilisant DXA56,57,58,59 et autres méthodes60 , 61 , 62. Toutefois, lors de l’évaluation de l’ostéoporose dans le squelette adulte de contextes archéologiques, praticiens ignorer que diagnostiquer l’ostéoporose cliniquement nécessite la moyenne d’un échantillon de référence plus jeune contemporain avec les personnes 55,63,64évaluées. Ce n’est pas un problème dans des contextes de médecine légale étant donné que les individus sont âge et sexe-mis en correspondance avec les populations modernes avec des échantillons de référence développés pour la hanche et la colonne lombaire, bien que les changements de BMD par diagenèse sont à considérer pour restes de médecine légale. Cependant, taphonomie est le facteur probablement influent sur la capacité d’obtenir des mesures légitimes de BMD des échantillons archéologiques. Il s’agit d’un examen dans des contextes judiciaires même, où les restes trouvés sur les conditions d’enfouissement avec potentiels post-mortem intervalles au-delà de quelques mois. Tout en étant toujours d’intérêt médico-légal, un doute suffisant peut se poser pour n’importe quel BMD les scores obtenus à partir des restes trouvés dans ces circonstances.

L’ostéoporose est cliniquement évaluée à l’aide de t-scores de mesures BMD qui découlent des mesures BMD les individus dans le rachis lombaire ou de hanche par rapport à un échantillon de référence d’un jeune adulte à l’aide de DXA65,66,67 ,,68. Cet échantillon de référence peut être utilisé pour identifier l’apparition de l’ostéoporose dans le squelette. Dans des contextes de médecine légale, c’est utile pour deux raisons : 1) différencie les fractures liées à un traumatisme infligé de mauvais traitements dans les personnes âgées et celles de la fragilité osseuse accrue dans les individus ostéoporotiques69et 2) comme un personnel possible identification caractéristique50.

La densité osseuse a longtemps été considéré comme un indicateur qui reflète l’activité et la nutrition d’un animal70,71. Plus récemment, il a été noté que la densité osseuse, comme une propriété intrinsèque de l’OS, affecte sa capacité de survie au cours de processus taphonomiques7.  Une conséquence de la décomposition est la capacité de survie différentielle des éléments squelettiques (i.e., unités discrètes, anatomiquement complets du squelette) et la densité osseuse peut être utilisée comme un facteur prédictif de survie, ou OS force7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75. c’est important dans des contextes judiciaires ainsi qu’archéologique et paléontologiques environnements qu’il affecte la capacité de l’intention des praticiens à adéquatement emploient diverses méthodes pour estimer un profil biologique (ou âge, sexe, taille et ascendance) si Seuls certains éléments squelettiques sont représentés.

Masse volumique (densité osseuse avec l’espace poral inclus dans la mesure) est la mesure appropriée dans ce cas, vu que c’est précisément la structure poreuse de l’os qui influe sur sa sensibilité aux processus taphonomiques7. Plusieurs méthodes d’évaluation de la densité osseuse ont été employés dont un faisceau de photons densitométrie27,75, tomodensitométrie76,77,78, photodensitométrie72 ,79et DXA80,81,,82. Balayages DXA peuvent être préférables à d’autres méthodes, car il est relativement peu coûteux, du corps tout entier peut être effectué, et différents éléments squelettiques peuvent être évalués séparément ou ensemble pendant l’analyse. À l’aide de BMD analyse avant et après les études de recherche taphonomiques fournit des informations utiles sur la survivabilité osseuse résultant de différents facteurs et environnements taphonomiques82.

Le présent document décrit un protocole pour l’obtention des balayages DXA des ossements. La méthode utilise le positionnement commun, clinique des personnes lors de l’exécution de colonne lombaire et analyse de la hanche. Cela permet aux praticiens de comparer les restes du squelette avec les standards normatifs appropriés. Le protocole décrit s’applique aux juvéniles et adultes reste avec limitations évoquées plus tard.

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Protocol

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Le protocole ci-après adhère aux principes déontologiques de la North Carolina State University pour la recherche.

1. préparation de la machine

Remarque : Le protocole suivant peut être largement appliqué à n’importe quel corps entier, clinique scanner DXA BMD.

  1. Étalonner une fois par jour avant l’analyse de toutes les personnes pour assurer le contrôle de la qualité. Après que étalonnage invites s’affichent au démarrage du logiciel les systèmes, analyse un fantôme de la colonne lombaire de densité connue pour assurer une lecture correcte du scanner BMD.
  2. Si le scanner utilisé n’a pas une fonctionnalité de contrôle de la qualité du logiciel, comparer les résultats de la colonne lombaire avec ceux enregistrés sur le fantôme de la colonne vertébrale pour s’assurer que les mesures correctes.
    Remarque : Le fantôme de la colonne vertébrale, doit être placé dans le centre de la table de scan et rachis lombaire doit être sélectionné pour le contrôle qualité.
  3. Effectuer des tests supplémentaires (p. ex.., uniformité radiographique) selon les besoins. Effectuer radiographique uniformité chaque maximum dix analyses pour s’assurer que toute la surface de balayage est détectée par l’analyseur.
  4. Si le scanner utilisé ne dispose pas d’une uniformité radiographique test dans le menu contrôle de la qualité, sélectionnez scan corps entier pour assurer que le scanner peut lire toute la surface de balayage.
    NOTE : Toujours le centre de l’examen tableau après contrôle de la qualité et avant d’effectuer des examens.

2. effectuer l’examen

  1. Créer des profils de patients
    1. Créer de nouveaux profils de patients pour chaque nouvel individu analysé afin de maintenir la chaîne de garde et pour s’assurer que les scans sont correctement associés à des restes. Si la personne en cours d’analyse est identifiée, passer au point 2.1.2. Si l’individu est non identifié, établir le profil biologique avant l’analyse d’employer les références de base de données plus précis.
    2. Entrer des informations démographiques dans le profil du patient dont la stature estimé si inconnu. Veillez à sélectionner l’équation plus appropriée pour le reste à l’étude.
    3. Sélectionnez le type d’analyse. Pour obtenir la procédure 2.2, sélectionnez la colonne lombaire antérieur-postérieur (AP). Pour l’étape 2.3, sélectionnez gauche ou droite Hip scanne.
  2. Scan de la colonne lombaire AP
    NOTE : Nécessite des vertèbres lombaires (L) un à quatre.
    1. Sélectionnez Perform Exam | sélectionner patient | Sélectionnez l’analyse type | Rachis lombaire AP | Prochain. Choisissez un récipient ouvert au moins aussi grand que le segment articulé du L1-L4.
      NOTE : Celui qui est utilisé dans cette étude est 48,26 L X 26.85W X 8,89 D en cm (de 19. L X 10,57 dans. W X 3.5 po. D).
    2. Remplir le fond du récipient avec du riz comme substitut des tissus mous.
      Remarque : N’importe quel sorte de riz peut fonctionner comme un proxy de tissus mous.
    3. Place L1-L4 en position anatomique (apophyses doit être orientées vers le bas) dans le riz avec environ 0,7 cm (0,28 po) entre chaque vertèbre, tel qu’illustré à la Figure 1 a. Veiller à ce que les faits articulaires supérieures et inférieures sont articulent, mais les vertèbres ne sont pas en contact avec un de l’autre.
    4. Centre de la table de numérisation et placer le récipient avec la L1 est orientée vers le haut (tête) de la table de numérisation et L4 se trouve 1 cm supérieur à la ligne de mire qui se croisent. La ligne laser verticale doit être coupant les corps vertébrés de toutes les quatre vertèbres (Figure 1 b).
    5. Couvrir l’OS exposé avec du riz.
    6. Sélectionnez Start Scan.
    7. Procéder à l’analyse (étape 3.1), si analysé correctement (Figure 2). Répétez l’analyse si pas toutes les vertèbres sont capturés.
  3. Scans de gauche ou de la hanche droite
    NOTE : Figure 3 est d’un examen de la hanche gauche, si on effectue un examen de hanche droite, positionnement est mis en miroir.
    1. Sélectionnez Perform Exam | sélectionner patient | Sélectionnez l’analyse type | Quitté la hanche (ou la hanche droite) | Prochain. Choisissez un récipient ouvert au moins aussi grand que la coxa os articulé et le fémur en cours d’analyse.
      NOTE : Celui qui est utilisé dans cette étude est L 88,5 X 41.5W X 13,9 D en cm (34,85 po. L X 16,35 dans. W X 5,47 dans. D).
    2. Remplir le fond du récipient avec du riz (tout type de riz fonctionne comme un proxy de tissus mous).
    3. Placez la coxa os avec le foramen acétabulum et obturateur face latéralement avec le pubis orienté médialement. Il faut positionner la tubérosité ischiatiques sous la tête fémorale il s’articule avec l’acétabulum (Figure 3 a).
      NOTE : Positionnement de la tubérosité ischiatiques est très important car si elle s’étend latéralement sous le col fémoral Il gonflera BMD estimations.
    4. Placez le fémur avec la tête du fémur dans l’acétabulum et le grand trochanter et de la tête fémorale en ligne parallèle à la table de numérisation (i.e., dans le même plan). S’assurer que la tige fémorale tourne médialement avec le condyle distal tourné médialement et légèrement supérieur à celui du condyle interne (Figure 3 b).
    5. Centre de la table de numérisation, puis déplacer la position du bras et table de balayage jusqu'à ce que le collimateur laser est orienté de sorte que le centre soit directement au-dessus de la zone de sous-trochantérienne du fémur avec la ligne verticale qui traverse la première moitié de la tige fémorale ( Figure 3 a). Ne déplacez pas les restes une fois qu’ils ont été placés. Déplacer que la table garantit que les os demeurent dans une position anatomique correcte.
    6. Couvrir le reste visible de l’articulation fémur-cotyle avec du riz.
    7. Sélectionnez Start Scan.
    8. Procéder à l’analyse à l’étape 3.2 si analysé correctement (Figure 4).
      NOTE : Scans doivent capturer l’alignement de l’articulation, telle que la ligne médiane du fémur proximal est dans le même plan. La ligne médiane doit se trouver depuis le centre de la tête fémorale à un peu moins grand trochanter.

3. analyse des examens

  1. Analyser scan lombaire AP
    1. Suite à l’analyse, un examen de sortie boîte de dialogue s’affiche. Sélectionnez analyser Scan.
      NOTE : Le logiciel séparera chaque vertèbre dans leurs propres régions afin d’évaluer les différents éléments et BMD total lors de l’analyse correctement tel qu’illustré à la Figure 5.
    2. Sélectionnez les résultats dans la fenêtre de Scan analyse . Sélectionnez lignes vertébrales si les vertèbres ne sont pas correctement séparés pour des ajustements mineurs ou repositionner directement les vertèbres pour une nouvelle analyse.
    3. Obtenir les deux appariés selon l’âge et mesures de référence BMD spécifiques de population pour calculer un z -score lors de l’exécution BMD juvénile scanne.
    4. Recueillir le graphique des résultats pour la visualisation de l’individu par rapport à la population de référence.
      NOTE : Figure 6 montre les résultats d’analyse pour AP lombaire d’un 31-year-old femelle.
  2. Analyser la hanche scan.
    1. Suite à l’analyse, un examen de sortie boîte de dialogue s’affiche. Sélectionnez analyser Scan.
      Remarque : Logiciel va automatiquement capturer le col fémoral, Ward triangle et région trochantérienne tel qu’illustré à la Figure 7, si analysé correctement.
    2. Sélectionnez l’outil carte d’OS pour ajouter ou supprimer des zones qui ne font pas partie du col fémoral et région trochantérienne lorsque ne pas lu exactement par le logiciel en raison de la légère malposition. Faire des ajustements de la ligne médiane directement sur scan en sélectionnant l’outil de cou et en repositionnant la ligne médiane.
    3. Repositionner et rescan si ces petits ajustements ne permettent pas le bon alignement illustré à la Figure 7.
    4. Sélectionnez les résultats dans la fenêtre de Scan analyse . Comparez les données de référence pour du col du fémur, région trochantérienne et la région intertrochantériennes dans le logiciel pour les adultes.
    5. Comparer les résultats avec les références appropriées et population-appariés selon l’âge lors de l’évaluation des juvéniles.
    6. Utiliser le t-score pour les adultes, comme c’est le plus approprié évaluer différemment les conditions pathologiques.
      Remarque : La Figure 8 montre les résultats d’analyse idéal pour l’analyse de hanche gauche d’un 31-year-old femelle.

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Representative Results

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La méthode proposée ici est couramment utilisée dans les patients vivants et examen de la nouveauté à personnes décédées est à noter. Figure 6 et Figure 8 présentent les résultats d’un rachis lombaire AP et le balayage de la hanche gauche, respectivement. L’individu évalué dans ces scans est un blanc décédé, femme, 31 ans qui se trouve dans le laboratoire Forensic Analysis de North Carolina State University. Cet individu avait un score total de BMD 0,944 g/cm2 avec un correspondant t-score (-0,9) pour l’ascendance et la population de référence de même sexe. Selon la classification de l’OMS, son score de BMD est cliniquement normaux et pas en dessous de la 2 t-score qui suggère un BMD compatible avec l’ostéoporose/accru de fracture risque8,,83. Les résultats présentés sont de trois dossiers judiciaires où les scores BMD ont servi à évaluer différentes étiologies dans chaque série de restes. La méthodologie proposée n’a pas été systématiquement évaluée à ossements, mais en combinaison avec d’autres méthodes peut aider l’investigateur lors de leur évaluation. Étude de cas 1 illustre son utilisation chez l’adulte par lequel explique, fissuration longitudinale est évidente dans les os longs. BMD scores ont été utilisés afin de déterminer si cette fissure était en raison du risque de fracture au cours de la vie ou post-mortem des processus où la comparaison de changement de couleur n’était pas applicable. Étude de cas 2 illustre son utilisation en juvéniles reste lors de l’abus à long terme et la négligence sont soupçonnés. Étude de cas 3 illustre utilisation de la méthode dans la mortalité infantile lorsqu’on soupçonne la famine mortelle.

L' étude de cas 1, cet individu était un homme de 40 ans présentant une série de fracture rare qui comprend des fractures longitudinales des deux surfaces antérieures du fémur et du tibia qui a complètement pénétré la corticale osseuse au centre de chaque os ( Figure 9 a et 9 b). Les fractures longitudinales sont également associées à des fractures transversales coupant la partie antérieure du tibia à midshaft et légèrement distal. Comme il n’y a aucun signe de guérison mais aucune différence de coloration, méthodologies calendrier traditionnel fracture pour distinguer la péri - et post-mortem n’ont pas aboutis. En outre, il y a des changements pathologiques qui ont été observées dans la vie des patients diabétiques dont une perte visible de l’OS trabéculaire que l'on peut observer dans les radiographies de l’individu (Figure 9 a). Afin d’évaluer si les fractures aiguës présentent dans les membres inférieurs, les os étaient le résultat de la fragilité de la fracture, ou plus simplement, un artefact post-mortem de de processus séchage naturel80, un balayage DXA de la hanche gauche a été obtenu (Figure 10). La hanche gauche est évaluée puisque les fractures longitudinales ont été observés dans les fémurs et tibias et la colonne lombaire était incomplète. L’approche ici est de déterminer si le BMD était suffisamment faible pour que les activités normales de poids-roulement pourraient causer des fractures observées. BMD total était 1,299 g/cm2 avec un correspondant t-score de 1,8 indiquant une insuffisance osseuse n’était pas la cause des fractures longitudinales. En outre, post-mortem fissuration longitudinale produit des lignes de fracture qui longent le grain de l’os et peuvent produire des fractures à angle perpendiculaire de l’autre84.

L' étude de cas 2, Figure 11 fournit les résultats pour un 13-year-old, femelle provenant d’une fosse clandestine avec une histoire soupçonnée d’abus à long terme. Nombreuses fractures mortem étaient évidents et structuration concordait avec enfant abus85. Les normes actuelles pour évaluer la malnutrition chez les jeunes comprennent la comparaison des longueurs des os longs à un échantillon de référence. Les longueurs de branche juvénile pour cet individu étaient respectivement de 355 mm et 300 mm pour le gauche du fémur et le tibia. Ces longueurs sont même taille plus étroitement avec les longueurs moyennes de 9 ans (350 mm et 280 mm pour les fémurs et tibias, respectivement). Cela est compatible avec un déficit de croissance prononcée pour cette individuelle86,87. Équation de39 de Ruff pour longueurs du fémur et du tibia a été utilisée pour estimer la taille juvénile pour le défunt. La taille estimée était de 53,3 po (136,2 cm) (95 % CI : 51,1-55,5 po). Cela a été comparée aux courbes de croissance CDC 2000 pour filles âgés de 2-2041. Comme on le voit à la Figure 12, le défunt se trouve inférieur au percentile 3rd de taille pour l’âge suggérant différée croissance bien en dessous la plupart U.S. femelles de 13 ans.  BMD a été évaluée pour éclairer davantage sur le degré de malnutrition comme l’association entre la perte BMD et mauvaise nutrition est bien établi25,35,36. La colonne lombaire a été choisie pour son exhaustivité et une composition plus grande de l’OS trabéculaire. Le BMD total de la colonne lombaire de l’AP a été mesuré à 0,660 g/cm2 avec un z-score de -2,2 de base de données par le fabricant. Base de données par le fabricant est un âge et le sexe correspondant échantillon contenant 1 948 personnes âgées de 3 à 20 ans88.  Ce z-score est compatible avec les BMD faible pour l’âge chronologique , prouvant encore conforme à la malnutrition chronique (Figure 13).

L' étude de cas 3, Figure 14 affiche les résultats de la DMO de la colonne lombaire pour un nourrisson de 14 mois avec famine soupçonné comme étant la cause du décès. Les restes étaient encore aux premiers stades frais de décomposition donc articulation des épiphyses n’était pas un sujet de préoccupation et de poids était de 6,1 kg (13,4 lb). À des fins de comparaison, les systèmes de classification Gomez et collègues et Waterlow ont été utilisées pour estimer la malnutrition de mesures de hauteur et de l’âge de référence. Suivant l’équation de89 Gomez et collègues :

Pourcentage de référence de poids pour l’âge = ((patient weight) / (poids de l’enfant normal du même âge)) * 100

où le poids de l’enfant normal du même âge est tiré d’une population de référence. Le nourrisson dans ce cas mesuré à 38 % en poids pour l’âge de l’échantillon de référence de89Gomez et ses collègues, qui correspond au Grade III (malnutrition sévère). Le système de classification de Waterlow90 places 38 % émaciation sévère, mais sans retard de croissance en hauteur était dans la plage normale. Le BMD total a été mesuré à 0,190 g/cm2 , tandis que le groupe de référence appariés selon l’âge a un BMD totale moyenne de la colonne lombaire de 0,399 +/-0,040 g/cm2 , 45. Le z-score a été calculé comme :

z-score = ((mesuré BMD - âge appariés signifie BMD) / Population SD)

et a été -5.225 avec la moyenne de même âge d’une population de référence 1-year-old de 40 nourrissons. Les données de référence a été produites d’une étude longitudinale de91 Braillon et collègues de travail qui a été validée dans la littérature pour la colonne vertébrale DXA BMD mesures49,92. En outre, une étude réalisée par Gallo et collègues suggère le nourrisson BMD observé est inférieur au percentile 3rd de colonne vertébrale BMD pour l’âge pour les jeunes âgés de 12 - mois92. Toute note inférieure à -2 est considéré comme faible DMO pour placer l’enfant dans le 0,1 centile de la population normale (Figure 13) l’âge chronologique. À titre de comparaison, le poids de l’enfant (6,1 kg) a été tracé sur le graphique de courbe de croissance CDC 2000 pour les hommes de 0 à 3 ans41. Comme on le voit à la Figure 15, l’enfant tombe bien en dessous du percentile 3rd pour poids pour l’âge, qui concorde avec le DXA z -score bien en deçà de la -2 pour le bas de gamme des individus normaux.

Figure 1
Figure 1 : l’Orientation et le placement des segments de la colonne lombaire, L1-L4 pour la numérisation : (A) montre une orientation appropriée pour la numérisation avec les apophyses épineuses orientés vers le bas (correspond à l’étape 2.2.3) ; (B) bon emplacement pour la numérisation avec laser ligne bissectrice organes vertébrés et aucun contact entre organes vertébrés et point noir représente la ligne de mire (correspond à l’étape 2.2.4). La flèche indique la direction à la tête du scanner. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : analyse de rachis lombaire réussie AP idéal pour analyse. Correspond à l’étape 2.2.7.

Figure 3
Figure 3 : mise en place de l’articulation de la hanche (coxa os et fémur) pour recréer l’articulation fémur-acetabulo. (A) indique l’alignement de l’articulation de la hanche pour la numérisation avec la tête fémorale dans le cotyle et la tête fémorale et le grand trochanter dans le même plan parallèle à la table de numérisation (étape 2.3.3) et le point noir indique l’emplacement de la ligne de mire pour le tableau mise en place (étape 2.3.5). (B) illustre le degré de rotation médiale du fémur approprié pour la numérisation (étape 2.3.4). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : succès laissé scan hanche idéal pour analyse. Notez que la coxa os ne s’étend pas au-dessous du col fémoral. Assurer le placement de l’articulation n’est pas la tubérosité iliaque inférieure au col du fémur (étape 2.3.8).

Figure 5
Figure 5 : un exemple d’un scan de rachis lombaire réussi AP. L1 - L4 indique un placement correct des lignes vertébrales entre chaque vertèbre (étape 3.1.1).

Figure 6
Figure 6 : BMD résulte d’une analyse du rachis lombaire AP (étape 3.1.4). Les résultats présentés ici proviennent d’un défunt blanc femme, 31 ans et 64 pouces de hauteur. Rapport a été rendues anonymes pour la publication. (A) présente l’image des vertèbres lombaires correctement numérisées, séparés par logiciel placé vertébrales lignes ; (B) résultats de l’analyse énumérant les vertèbres individuelles et scores totaux de BMD comme les t - et z -scores pour l’individu. Les scores t - et z-ont été obtenus à l’aide de la base de données de référence OMS pour les femmes blanches ; Représente de graphique (C) BMD vs âge où BMD l’individu score (cercle de hachures croisées) s’inscrit dans la gamme des femelles adultes moyennes sur la base de données de l’OMS. 83 la bleue foncée représente la plage acceptable au-dessus de la moyenne et le plus léger ombrage bleu représente la plage acceptable au-dessous de la moyenne, ou les deux queues de la courbe en cloche autour de la moyenne dans une courbe de distribution normale. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : écran affiche un exemple d’un scan de hanche avec succès avec la médiane fémorale coupant la fémorale tête à juste inférieure la région trochantérienne. La boîte de col fémoral doit être à un angle de capturer l’angle du col du fémur complet (étape 3.2.2).

Figure 8
Figure 8 : BMD résulte d’une analyse de hanche gauche (étape 3.2.5). Les résultats présentés ici proviennent d’un défunt blanc femme, 31 ans, 64 pouces de hauteur. Rapport a été rendues anonymes pour la publication. (A) présente l’image de la hanche gauche correctement numérisée avec la ligne médiane placée avec précision avec aucun os supplémentaires inclus à partir de coxa os ; (B) résultats de l’analyse liste du cou, région trochantérienne (Troch), la région intertrochantériennes (Inter) et les scores BMD totaux ainsi que les scores t - et z -pour l’individu. Les scores t - et z-ont été obtenus à l’aide de la base de données de référence OMS pour les femmes blanches. Cet individu est classé comme ostéopénique avec risque de fracture accru à l’aide de l’OMS fait référence à83; Représente de graphique (C) BMD vs âge où BMD l’individu score (cercle de hachures croisées) entrent dans la plage acceptable bien qu’à l’extrémité inférieure des femelles adultes de pointe dans la base de données de l’OMS. La bleue foncée représente la plage acceptable au-dessus de la moyenne et le plus léger ombrage bleu représente la plage acceptable au-dessous de la moyenne, ou les deux queues de la courbe en cloche autour de la moyenne dans une courbe de distribution normale. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 9
Figure 9 : radiographies pour étude de cas 1. (A) montre les fractures longitudinales du fémur droit et (B) la transversale fracture de fatigue du tibia droit. Notez également la qualité radio-opaque réduite du fémur proximal. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 10
Figure 10 : BMD résultats pour Case Study 1. Les résultats présentés ici proviennent d’un défunt blanc mâle, 40 ans, environ 72 pouces de hauteur. Rapport a été rendues anonymes pour la publication. (A) présente l’image du scan de hanche gauche ; (B) résultats de l’analyse présenter le cou, région trochantérienne (Troch), la région intertrochantériennes (Inter) et les scores BMD totaux ainsi que les scores t - et z -pour l' étude de cas 1. Les scores t - et z-ont été obtenus à l’aide de la base de données de référence OMS pour les hommes blancs. 83 cette personne est qualifiée de normale en utilisant les références WHO ; Représente de graphique (C) BMD vs âge où BMD l’individu score (cercle de hachures croisées) se situe dans l’intervalle de mâles adultes dans la base de données de l’OMS. La bleue foncée représente la plage acceptable au-dessus de la moyenne et le plus léger ombrage bleu représente la plage acceptable au-dessous de la moyenne, ou les deux queues de la courbe en cloche autour de la moyenne dans une courbe de distribution normale. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 11
Figure 11 : BMD résultats pour étude de cas 2. Les résultats présentés ici proviennent d’un défunt blanc femelle, 13 ans, environ 53 pouces de hauteur. Rapport a été rendues anonymes pour la publication. (A) présente scan des vertèbres lombaires AP pour étude de cas 2 séparés par logiciel placé vertébrales lignes ; (B) résultats de l’analyse présentent les vertèbres individuelles et total des scores BMD ainsi que les z -scores pour l’individu. Z -scores sont présentés uniquement dans les affaires impliquant des mineurs parce qu’elles ont été obtenues à l’aide de la base de données de référence OMS pour individus appariés selon l’âge et le sexe ; Représente de graphique (C) BMD vs âge où BMD l’individu score (cercle de hachures croisées) tombe au-dessous de la gamme (z -score =-2,2) de 13 ans les femmes blanches à la base de données par le fabricant. 88 la bleue foncée représente la plage acceptable au-dessus de la moyenne et le plus léger ombrage bleu représente la plage acceptable au-dessous de la moyenne, ou les deux queues de la courbe en cloche autour de la moyenne dans une courbe de distribution normale. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 12
Figure 12 : courbe de croissance qui illustrent le retard de la maturation du défunt femelle âgé de 13 ans. 41 le point noir représente la stature moyenne estimée et les lignes noires représentent l’intervalle de confiance de 95 % pour l’équation de stature. L’individu se trouve au-dessous du percentile 3rd de taille pour l’âge au sein de l’ensemble de l’industrie communautaire. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 13
Figure 13 : mission d’étude de cas 3 infantile z -score relatif à la répartition de la population normale. Toutes les valeurs sous la case du Centre rouge pour les mesures de la population normale sont censées indiquer faible BMD pour l’âge chronologique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 14
Figure 14 : résultats de BMD pour Case Study 3. Les résultats présentés ici proviennent d’un bébé décédé de sexe masculin, âgés de 14 mois. Rapport a été rendues anonymes pour la publication. (A) scan présente des vertèbres lombaires AP pour étude de cas 3 carte d’OS séparés des épiphyses du corps vertébral et des processus vertébrales environnantes ; (B) résultats de l’analyse présentent les vertèbres individuelles et total des scores BMD. Base de données par le fabricant, utilisé par ce logiciel n’avait aucune information appariés selon l’âge et le sexe pour les nourrissons âgés de moins de trois ans. Références de Braillon et collègues91 ont été utilisées pour calculer le z-score.

Figure 15
Figure 15 : diagramme de croissance illustrant l’émaciation sévère du nourrisson âgé de 14 mois. 41 le point noir représente le poids de 6,1 kg (13,4 lb) du nourrisson. L’enfant tombe bien en dessous du percentile 3rd pour poids pour l’âge. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

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Les résultats présentés dans cet article illustrent l’applicabilité des métriques BMD dans des contextes de médecine légale. Comme le montre la Figure 6 et Figure 8 , la position de balayage des individus vivants pour les analyses cliniques de BMD est reproductible avec des ossements, mais il faut pour assurer un positionnement correct. Ceci est particulièrement important pour l’examen de hanche où identifiant la ligne médiane du col du fémur nécessitent l’angle approprié du fémur et une surestimation des BMD peut se produire si la tubérosité iliaque n’est pas correctement positionnée en dedans de l’articulation acetabulo . Pour le mâle adulte a examiné dans l’étude de cas 1, métriques BMD peut fournir le chargé de cas avec des informations supplémentaires sur les conditions pathologiques possibles. Sans mesure de la DMO, les fractures longitudinales aurait pu être compatibles avec une insuffisance osseuse. Cela illustre également qu’évaluation de BMD peut être avantageuse sur radiographies pour discerner les étiologies possibles fracture.

Étude de cas 2 et 3 fournissent des instances où les métriques BMD faisaient partie intégrante d’établissant la malnutrition sévère pris en charge les méthodes les plus couramment utilisées. Les affaires impliquant des mineurs de la famine mortelle sont difficiles à identifier et inculper surtout quand les restes sont récupérés à un stade avancé de décomposition31,37,38. L’ajout de DXA numérisation protocoles lorsqu’on soupçonne la famine mortelle peut soutenir plus loin pour les constatations. Dans les deux études de cas mineurs, balayages DXA ont été appliquées conjointement avec les méthodes standard de comparer ces personnes avec enfants vivants. En effet, dans les deux cas la DXA résultats concordaient avec les conclusions de la méthode standard illustrant son utilité dans des cas judiciaires de famine mortelle ou de négligence. Dans l’ensemble, les trois cas examinés ici furent renforcées par analyse DXA pour inclure ou exclure certaines inférences au sujet de chaque cas. Cependant, il y a des limites à quand cette méthode doit être appliquée dans des contextes de médecine légale. Par exemple, les recherches ont montré que la relation entre le volume osseux et la surface osseuse chez les juvéniles varie selon les stades de croissance12,92. Veiller à ce que la méthodologie appropriée et les données normatives est utilisé (i.e., appariés selon l’âge des données normatives) est impératif. Lorsqu’on évalue les nourrissons, comparaison aux autres méthodes, telles que les mesures des segments de membre, devrait figurer dans évaluation25,33 du praticien.

Une des limites principales de cette méthode est la contrepartie de la taphonomie (c.-à-d., changements diagénétiques squelettique composition après la mort). Il s’agit de l’estimation de la survie des éléments squelettiques. En général, les éléments squelettiques avec des valeurs plus élevées de BMD au cours de la vie permet de conserver plus facilement7,27, mais cela n’exclut pas la probabilité que le minéral osseux a été modifié au fil du temps. Ainsi, tandis que BMD peut être employé bioarchaeologically pour évaluer le niveau général de survie il ne devrait pas être interprétée comme vie BMD-à-la-mort. C’est parce que les restes ont été modifié diagénétiquement, BMC ne sera pas un reflet fidèle des BMD au cours de la vie si échange minéraux ou catabolisme a eu lieu à55. Par exemple, Ross et Juarez85 présentent un cas où l’infanticide était soupçonné qui auraient pu être en raison de la famine mortelle. Cependant, les méthodes traditionnelles ont été choisis parce que la friabilité des restes a suggéré une altération taphonomique étendue que les restes avaient été enterrés depuis environ quatre ans sous un hangar avant découverte85. Ainsi, tel que mentionné précédemment, l’altération taphonomique n'aurait pas été un reflet fidèle des BMD de l’enfant au moment du décès. En conclusion, cette méthode peut fournir l’appui pour d’autres indicateurs de malnutrition ou de pathologies osseuses métaboliques, cependant, condition des restes devrait être évaluée avant toute interprétation des résultats DXA en ossements.

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Disclosures

Les auteurs déclarent sans intérêts financiers concurrents.

Acknowledgments

Les auteurs aimeraient souligner les examinateurs éditoriales ainsi que les deux évaluateurs anonymes. Leurs suggestions et critiques étaient valables, beaucoup apprécié et grandement amélioré le manuscrit original.

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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Analyse des ossements pour la densité minérale osseuse dans des contextes de médecine légale
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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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