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Medicine

Restos de esqueletos de digitalização para a densidade Mineral óssea em contextos forenses

doi: 10.3791/56713 Published: January 29, 2018

Summary

Densidade mineral óssea (DMO) é um fator importante na ingestão nutricional de compreensão. Para restos de esqueletos humanos, é uma métrica útil para avaliar a qualidade de vida em juvenis e adultos, particularmente em casos de negligência e inanição fatais. Este documento fornece diretrizes para digitalização de restos mortais humanos para fins forenses.

Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar um método promissor, a novela para auxiliar na avaliação da qualidade óssea em restos de esqueletos forensemente relevantes. BMD é um componente importante do estado nutricional do osso e em restos de esqueletos de ambos os juvenis e adultos, e pode fornecer informações sobre a qualidade do osso. Para restos de adultos, pode fornecer informações sobre condições patológicas ou quando a insuficiência de osso pode ter ocorrido. Os juvenis, ele fornece uma métrica útil para elucidar casos de inanição fatal ou negligência, que são geralmente difíceis de identificar. Este artigo fornece um protocolo de orientação anatômica e de análise de restos mortais para fazer a varredura através de absortometria de raio-x de dupla energia (DXA). Três estudos de caso são apresentados para ilustrar quando exames DXA podem ser informativas para o médico forense. O primeiro estudo de caso apresenta um indivíduo com fratura longitudinal observada no peso rolamento bones e DXA é usado para avaliar a insuficiência de osso. BMD é encontrado para ser normal, sugerindo uma outra etiologia para o padrão de fratura presente. O segundo estudo de caso empregou DXA para investigar suspeita de desnutrição crônica. Os resultados do BMD são consistentes com os resultados de ossos longos comprimentos e sugerem que o juvenil tinha sofrido de desnutrição crônica. O estudo de caso final fornece um exemplo onde há suspeita de inanição fatal em um bebê de catorze meses, que suporta os resultados da autópsia de inanição fatal. Exames DXA mostrou a densidade mineral óssea baixa para a idade cronológica e é comprovado por avaliações tradicionais de saúde infantil. No entanto, ao lidar com alterações de grafismos de restos mortais devem ser consideradas antes de aplicar este método.

Introduction

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O objetivo das análises antropológicas forenses baseia-se na compreensão do praticante de osso como um tecido complexo com várias unidades e variação. Osso é um tecido hierárquico, composto com componentes orgânicos e inorgânicos, organizados em uma matriz de colágeno e apatita carbonatada1,2,3,4. O componente inorgânico ou mineral óssea é organizado em uma estrutura nanocristalina para fornecer a rigidez e estrutura para a porção orgânica1,2,5. O aspecto mineral é composto por aproximadamente 65% do osso por peso e sua ' massa é influenciada por ambos os fatores genéticos e ambientais1,2,4,6. Porque mineral óssea ocupa um espaço tridimensional, pode ser medido como densidade mineral óssea (DMO), ou uma função da massa e o volume ocupados7. A densidade mineral óssea varia com a idade de nascimento em idade adulta8,9,10,11,12 e tem sido amplamente utilizada em ambientes clínicos como um indicador de osteoporose e fratura risco4,13,14,15,16,17,18. Absortometria de raio-x de dupla energia (DXA) tem sido uma ferramenta generalizada para a avaliação da saúde óssea, desde a sua introdução em 1987, particularmente os exames realizados na coluna lombar e quadril regiões11,13,19 . Validação de exames DXA tem se mostrado como o padrão-ouro quando investigando alterações na densidade óssea mineral13,19,20,21,22,23. Posteriormente, a Organização Mundial de saúde (OMS) criou padrões normativos, incluindo t- e z-Pontuação definições para jovens e adulta da coluna lombar (L1-L4) e quadris, como estas são regiões facilmente capturadas volumetricamente11 ,13,19,24.

A crescente dependência de antropologia forense em casos médico-legais tem incentivado a investigação de novas técnicas para avaliar melhor os restos de um esqueleto em uma variedade de circunstâncias. Entre estas técnicas potenciais é a aplicação de exames DXA para avaliar a densidade óssea mineral como um indicador da qualidade óssea em casos envolvendo inanição fatal e negligência em juvenis25,26, identificação de doenças metabólicas e estimar a capacidade de sobrevivência dos elementos esqueléticos em grafismos pesquisa7,27.

No relatório de maus-tratos de 2015 E.U. departamento de saúde e serviços humanos criança, 75,3% dos casos de abuso infantil relatados foram alguma forma de negligência com ~ 1.670 fatalidades resultantes de inanição fatal e negligência em 49 estados28. Mais jovens vítimas de negligência falharem a mostrar sinais de abuso físico externo, mas falha para prosperar é visto em todos os casos de29,30. Fracasso-para-prosperar é definido como a ingestão de alimentação inadequada para apoiar o crescimento e desenvolvimento. Elas podem ter diferentes fatores, um dos quais é negligência resultantes da privação nutricional25,31 (ver Ross e Abel32 para uma análise mais abrangente). Inanição deliberada que resulta na morte de uma criança ou bebê é muito mais raro e e ' considerada a forma mais extrema de maus-tratos25,33,34. Essas deficiências nutricionais têm um efeito significativo no crescimento ósseo, crescimento particularmente longitudinal em crianças como consequência imediata da desnutrição35. Mineralização e crescimento esquelético principalmente dependem de vitamina D e cálcio, e sua suplementação tem sido associada ao aumento BMD25,35,36.

É extremamente difícil de identificar ou processar estes casos mesmo seguinte uma autópsia completa31,37,38 e especial atenção aos métodos empregados deve ser usado. Assim, em casos onde a fome fatal ou desnutrição é suspeito, é necessária uma abordagem multidisciplinar particularmente em casos envolvendo restos nos Estados avançados de decomposição26. Quando os restos mortais estão envolvidos, a densitometria óssea é uma ferramenta útil em conjunto com outros indicadores esqueléticos como o desenvolvimento dentário, medição do pars basilaris do crânio e ossos longos comprimentos26. Sem usar os esqueléticos indicadores mencionados acima para infantes e juvenis, não seria possível discernir se baixa densidade óssea mineral é o resultado de uma desordem metabólica inerente, desnutrição ou processo de grafismos. Outra preocupação é a estimativa do tamanho corporal (peso e estatura) em restos de esqueletos infantis ou juvenis. Conjuntos de dados mais normativos exigem informações sobre altura ou peso para fins de comparação como o crescimento ósseo em crianças é tamanho e idade dependente12. Quando os restos sendo avaliados são identificados, métodos de estimação devem ser empregados. Para crianças sob um, DXA normativa dados são idade correspondida apenas. Os juvenis com idade superior a 1, Ruff39 ou Cowgill40 são recomendadas para estimar o tamanho do corpo em restos de esqueletos como eles baseiam-se na amostra do estudo de crescimento de Denver, incluindo idades 1-1739,40. Quando o tamanho de corpo e idade são estimados, variam de intervalos de confiança e comparação da média para o Center for Disease Control (CDC) produzida de curvas de crescimento41 devem ser incluídos no relatório, bem como o intervalo de confiança para o tamanho estimado do corpo. É importante notar que, na maioria dos casos, informações sobre a ascendência e sexo não podem ser determinadas de restos de esqueletos juvenis antes da puberdade, que é particularmente importante para adolescentes como ascendência e sexo são conhecidos por afetar significativamente o BMD em adultos. Nestas circunstâncias, o método DXA pode não ser aplicável. Identificados casos, informações biológicas sobre a ascendência, sexo e tamanho do corpo, devem ser obtidas antes da análise.

Densitometria óssea em Pediatria aumentou com o desenvolvimento de dados normativos42,43 com DXA sendo a técnica mais amplamente disponível,44. Crianças desnutridas mostram níveis significativamente mais baixos em BMD do que crianças saudáveis com mineralização correlacionada com a severidade da desnutrição45. DXA scans da coluna lombar e quadris são as áreas mais adequadas para avaliar para juvenis de acordo com o colégio americano de Radiologia46. Reprodutibilidade foi mostrada para a coluna vertebral, quadril todo e todo o corpo em crianças durante todo o período de crescimento47. No entanto, a coluna lombar é preferível, pois é composto principalmente de osso trabecular, que é mais sensível a alterações metabólicas durante o crescimento e foi encontrado para ser mais preciso do que todo o quadril avaliações25,47, 48. DXA usando varreduras é comum na avaliação pediátrica. No entanto, desde DXA é bidimensional, não capturar a verdadeira volume e produz um BMD baseada no osso área13. Em crianças, esta é uma distinção importante como corpo e osso tamanho variam dentro e entre grupos de idade em crianças de12. Normativos mais dados disponíveis são por comparação com medições DXA, mas deve ter cuidado para escolher uma população de referência adequado (ver Binkovitz e Henwood13 para uma lista de comumente usados bancos de dados normativos DXA).

Após a varredura, um z-score é calculado usando uma amostra de referência específica correspondência idade e população. Z-contagens são mais adequadas para os juvenis desde t-golo de compara o BMD medido para uma amostra de adultos jovens de12. Um z-score entre 01:58 indica BMD normal para a idade cronológica enquanto qualquer pontuação abaixo de -2 indica baixa BMD por idade cronológica49. O 01:58 variam para o t- e z-score representa até dois desvios-padrão da média. Claramente, se uma pontuação de BMD medida é dentro de dois desvios-padrão acima ou abaixo da sua média da população de referência, são considerados clinicamente normais.

A dependência de variação morfológica para o antropólogo forense vem de muitas fontes. Uma delas é a variação esqueletal que surge de processos da doença, incluindo óssea metabólica transtornos50. A capacidade de identificar transtornos específicos em restos de esqueletos tem uma dupla vantagem: 1) adição de informações para o biológico perfil tornando-o mais robusto e 2) identificando se fraturas patológica são ou o resultado de trauma infligido. Há uma variedade de óssea metabólica transtornos51,52,53, mas o mais relevante para medidas BMD dos restos contemporâneas é a osteoporose. A osteoporose desenvolve-se quando a taxa de perda de osso trabecular é maior que a taxa de perda de osso cortical com uma perda líquida em5554,53,do densidade óssea. Perda de osso trabecular é correlacionada com um risco aumentado de fratura, especialmente nos ossos que possuem maior osso trabecular conteúdo (por exemplo, o coxa so)4,55.

Numerosos estudos sobre osteoporose e osso densidade mineral em restos de esqueletos têm sido realizados sobre arqueológicos assemblages usando DXA56,57,58,59 e outros métodos de60 , 61 , 62. no entanto, ao avaliar a osteoporose em adulto esqueleto de contextos arqueológicos, praticantes desconsiderar que diagnosticar osteoporose clinicamente exige a média de uma amostra de referência mais jovem contemporânea com os indivíduos 55,63,64a ser avaliado. Isto não é um problema em contextos de antropologia forense, desde que os indivíduos são idade e sexo-correspondido às populações modernas com amostras de referência desenvolvidos para o quadril e a coluna lombar, apesar de alterações na densidade óssea mineral através de diagénese devem ser consideradas para restos de forenses. No entanto, a tafonomia é o fator provável que afectam a capacidade de obter medidas BMD legítimas de amostras arqueológicas. Esta é uma consideração em contextos forenses, bem como, onde restos recuperados do enterro condições com potenciais intervalos após a morte, para além de alguns meses. Enquanto ainda de interesse forense, dúvida suficiente poderia ser gerada para qualquer golo de BMD obtidos a partir de restos encontrados nestas circunstâncias.

Osteoporose é clinicamente avaliada usando t-dezenas de medidas de densidade óssea mineral que são derivadas de medidas BMD dos indivíduos na coluna lombar ou quadril em relação a uma amostra de referência de adultos jovens usando DXA65,66,67 ,,68. Esta amostra de referência pode ser empregada para identificar a ocorrência de osteoporose no esqueleto. Em contextos forenses, isto é útil por dois motivos: 1) a diferenciação entre fraturas relacionadas com trauma de abuso-infligido em idosos e aqueles de fragilidade óssea aumentada em indivíduos osteoporóticos69e 2) como um possível pessoal recurso de identificação50.

Densidade óssea tem sido considerada um indicador que reflete a atividade e a nutrição de um animal70,71. Mais recentemente tem-se observado que a densidade óssea, como uma propriedade intrínseca do osso, afeta sua capacidade de sobrevivência durante processos grafismos7.  Uma consequência da decomposição é a capacidade de sobrevivência diferencial de elementos esqueléticos (ou seja, unidades discretas, anatomicamente completas do esqueleto) e a densidade óssea pode ser usada como um preditor de sobrevivência, ou osso força7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75. isto é importante em contextos forenses, bem como arqueológico e paleontológicos ambientes em que isso afeta a capacidade dos profissionais de adequadamente empregam métodos para estimar um perfil biológico (ou idade, sexo, estatura e ascendência) se apenas determinados elementos esqueléticos são representados.

Densidade (densidade óssea com espaço de pore incluído na medição) é a medida adequada nessa situação, Considerando que é precisamente a estrutura porosa do osso que influencia a sua susceptibilidade a processos grafismos7. Muitos métodos de avaliação da densidade óssea têm sido utilizados, incluindo feixe único fóton densitometria27,75, tomografia computadorizada76,77,78, photodensitometry72 ,79e DXA80,81,82. Exames DXA podem ser preferível a outros métodos, como é relativamente barato, é possível realizar exames de corpo inteiro e elementos esqueléticos individuais podem ser avaliados separadamente ou juntos durante a análise. Usar o BMD verifica antes e depois de estudos de investigação grafismos fornece informações úteis na sobrevivência de osso resultantes de diferentes grafismos fatores e ambientes82.

Este paper descreve um protocolo para a obtenção de exames DXA de restos mortais. O método emprega o comum, clínica posicionamento dos indivíduos ao executar a coluna lombar e quadril varreduras. Isso permite que os profissionais comparar com os padrões normativos apropriados, os restos mortais. O protocolo descrito é aplicável aos restos mortais de jovens e adultos com limitações discutidas mais tarde.

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Protocol

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O protocolo aqui segue diretrizes de ética do North Carolina State University para pesquisa humana.

1. máquina de preparar

Nota: O seguinte protocolo pode ser amplamente aplicado para qualquer corpo inteiro, clínica DXA e BMD scanner.

  1. Realize a calibração de uma vez por dia antes da digitalização de todos os indivíduos para garantir o controle de qualidade. Após calibração avisos aparecem após o arranque do software dos sistemas, digitalize um fantasma de coluna lombar de densidade conhecida para assegurar uma leitura correta do scanner BMD.
  2. Se o scanner utilizado não tem um recurso de controle de qualidade no software, compare os resultados da coluna lombar com aqueles gravados no fantasma da espinha para assegurar a medição correta.
    Nota: O fantasma da coluna, devem ser colocados no centro da mesa de digitalização e da coluna lombar deve ser seleccionada para controle de qualidade.
  3. Realizar testes adicionais (por exemplo., uniformidade radiográfica) conforme necessário. Execute a uniformidade radiográfica cada máximo dez exames para garantir que toda a superfície de digitalização é detectada pelo scanner.
  4. Se o scanner utilizado não tem uma uniformidade radiográfica de teste no menu de controle de qualidade, selecione scan de corpo inteiro para garantir que o scanner pode ler toda a superfície de varredura.
    Nota: Sempre centro o exame da tabela após o controle de qualidade e antes de realizar os exames.

2. realização de exame

  1. Criar perfis de paciente
    1. Crie novos perfis de paciente para cada novo indivíduo digitalizado para manter a cadeia de custódia e para assegurar-se de exames estão corretamente associados com restos individuais. Se o indivíduo que está sendo digitalizado é identificado, avance para o passo 2.1.2. Se o indivíduo não identificado, estabelece o perfil biológico antes da digitalização para empregar as referências de banco de dados mais precisas.
    2. Insira informações demográficas no perfil paciente incluindo estatura estimada se desconhecido. Certifique-se de que você selecione a equação mais adequada para os restos sendo investigado.
    3. Selecione o tipo de verificação. Para etapas 2.2, selecione a coluna lombar Anterior-Posterior (AP). Para o passo 2.3, selecione esquerda ou direita Hip varreduras.
  2. Tomografia de coluna lombar AP
    Nota: Exigem vértebras lombares (L) de um a quatro.
    1. Selecione executar exame | escolha paciente | Selecione tipo de digitalização | Coluna lombar AP | Próxima. Selecione um recipiente aberto pelo menos tão grande quanto o segmento articulado de L1-L4.
      Nota: O utilizado neste estudo é 48,26 L X 26.85W X 8.89 D em cm (19 em. L X 10.57 em. W X 3.5 em. D).
    2. Encha o fundo do recipiente com arroz como um proxy de tecidos moles.
      Nota: Qualquer tipo de arroz pode trabalhar como um proxy de tecidos moles.
    3. Lugar de L1-L4 em posição anatômica (processos espinhosos deve ser orientados para baixo) no arroz com cerca de 0,7 cm (0,28 pol.) entre cada corpo vertebral, como mostrado na figura 1A. Certifique-se que os fatos articulares superiores e inferiores são articulados, mas os corpos vertebrais não estão em contacto com um outro.
    4. Centro da mesa de digitalização e coloque o recipiente com L1 é orientada para o topo (cabeça) da mesa de digitalização e L4 é colocado 1 cm superior a mira se cruzam. A linha de laser vertical deve ser dividindo os organismos vertebrados de todos os quatro vértebras (figura 1B).
    5. Cobrir o osso exposto com arroz.
    6. Selecione Start Scan.
    7. Proceder à análise (passo 3.1), se examinado corretamente (Figura 2). Repita o exame se não todas as vértebras são capturadas.
  3. Esquerda ou direita Hip varreduras
    Nota: A Figura 3 é de um exame de quadril esquerdo, se executar um exame do quadril direito, posicionamento é espelhado.
    1. Selecione realizar exame | escolha paciente | Selecione tipo de digitalização | Deixou o quadril (ou quadril direito) | Próxima. Selecione um recipiente aberto pelo menos tão grande quanto o coxa so articulados e fêmur sendo digitalizado.
      Nota: O utilizado neste estudo é 88,5 L X 41.5W X 13,9 D em cm (no 34,85. L X 16.35 em. W X 5,47 em. D).
    2. Encha o fundo do recipiente com arroz (qualquer tipo de arroz funciona como um proxy de tecidos moles).
    3. Coloque a coxa de sistema operacional com o forame acetábulo e obturador enfrentando lateralmente com o osso púbico orientado medialmente. Posicione a tuberosidade por baixo da cabeça do fêmur, como se articula com o acetábulo (Figura 3A).
      Nota: Posicionamento da tuberosidade isquial é mais importante, porque se estende lateralmente abaixo do pescoço femoral inflará BMD estimativas.
    4. Coloque o fêmur com a cabeça femoral no acetábulo e com o grande trocanter e cabeça femoral em linha paralela à tabela de digitalização (i. e., no mesmo plano). Certifique-se de que a diáfise femoral medial é girada com o côndilo distal girado medialmente e ligeiramente superior do côndilo medial (Figura 3B).
    5. Centro da mesa de digitalização e, em seguida, mover a posição do braço e mesa digitalização até mira laser é orientadas para que o centro está diretamente acima da área de subtrocantérica do fêmur com a linha vertical dividindo a metade superior da diáfise femoral ( Figura 3A). Não mova os restos depois que eles foram posicionados. Mova que a tabela garante que os ossos permanecem em posição anatômica adequada.
    6. Cubra a restante parte visível da articulação femoral acetabular com arroz.
    7. Selecione Start Scan.
    8. Proceder à análise na etapa 3.2 se examinado corretamente (Figura 4).
      Nota: Scans devem capturar o alinhamento da articulação tal que a linha média do fêmur proximal é em um avião. A linha média deve estar no centro da cabeça do fêmur para logo abaixo do grande trocanter.

3. analisando os exames

  1. Analisar o exame de coluna lombar AP
    1. Após o scan, uma exame de saída caixa de prompt aparecerá. Selecione Scan de analisar.
      Nota: O Software irá separar cada vértebra em suas próprias regiões para avaliar elementos individuais e BMD total quando verificados corretamente, conforme mostrado na Figura 5.
    2. Selecione os resultados na janela de Análise de verificação . Selecione linhas vertebrais se as vértebras não são devidamente separadas para pequenos ajustes ou reposicionar diretamente as vértebras para nova verificação.
    3. Obter ambos combinados idade e medidas específicas população da referência do BMD para calcular um z -marcar quando analisa o desempenho BMD juvenil.
    4. Recolha o gráfico de resultados para visualização do indivíduo em relação a população de referência.
      Nota: A Figura 6 mostra os resultados da verificação para AP de coluna lombar de um 31-year-old feminino.
  2. Analise a varredura de quadril.
    1. Após o scan, uma exame de saída caixa de prompt aparecerá. Selecione Scan de analisar.
      Nota: Software automaticamente capturará o colo do fêmur, de Ward triângulo e área trocantérica, como mostrado na Figura 7, se examinado adequadamente.
    2. Selecione a ferramenta de mapa de osso para adicionar ou excluir áreas que não são parte do colo do fêmur e região trocantérica, quando não ler exatamente pelo software devido ao posicionamento incorrecto ligeiro. Fazer ajustes de linha média diretamente na varredura selecionando a ferramenta de pescoço e reposicionamento da linha mediana.
    3. Reposicionar e re-examinar se esses pequenos ajustes não permitem o alinhamento adequado, mostrado na Figura 7.
    4. Selecione os resultados na janela de Análise de verificação . Compare com dados de referência para o colo do fêmur, região trocantérica e região intertrocantérica no software para adultos.
    5. Compare resultados com as referências adequadas idade e população-correspondência ao avaliar os juvenis.
    6. Use o t-Pontuação para adultos, como é o mais adequado avaliar diferencialmente condições patológicas.
      Nota: A Figura 8 mostra os resultados da verificação ideal para a análise de quadril esquerdo de um 31-year-old feminino.

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Representative Results

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A metodologia proposta aqui é comumente utilizada em pacientes vivos e deve notar-se em consideração sua novidade de indivíduos falecidos. Figura 6 e Figura 8 apresentam os resultados de uma coluna lombar AP e varredura de quadril esquerda, respectivamente. O indivíduo avaliado nesses exames é um branco falecido, feminino, 31 anos de idade que está alojado no forense análise laboratório de North Carolina State University. Este indivíduo tinha um escore total de BMD de 0,944 g/cm2 , com um correspondente t-escore (-0.9) para a ascendência e a população de referência sexo-combinadas. De acordo com a classificação da WHO, a pontuação de BMD é clinicamente normal e não abaixo o 2 t-score que sugere um BMD consistente com o aumento da osteoporose/fratura risco8,83. Os resultados apresentados são de três casos forenses onde pontuações BMD foram usadas para avaliar diferentes etiologias em cada conjunto individual de restos. A metodologia proposta não foi sistematicamente avaliada em restos mortais, mas em combinação com outros métodos pode auxiliar o investigador durante sua avaliação. Estudo de caso 1 ilustra o seu uso em adultos pelo qual antes da morte, fissuração longitudinal é evidente em ossos longos. Golo de BMD foram usados para avaliar se este rachamento foi devido ao risco de fratura durante a vida ou post-mortem processos onde não era aplicável a comparação da mudança de cor. Estudo de caso 2 ilustra o seu uso em restos juvenis quando suspeita de abuso e negligência. Estudo de caso 3 ilustra o uso do método em mortes infantis quando inanição fatal é suspeita.

No estudo de caso 1, este indivíduo era um homem de 40 anos, exibindo uma série de fratura rara que inclui fraturas longitudinais de ambas as superfícies anteriores do fêmur e tíbia que penetrou completamente o osso cortical no centro de cada osso ( Figura 9A e 9B). As fraturas longitudinais também estão associadas com fraturas transversais atravessa a porção anterior da tíbia na parece e ligeiramente distal. Como existem sem sinais de cura, mas não há diferenças de coloração, metodologias de cronometragem tradicional fratura distinguir peri e post-mortem foram inconclusivas. Além disso, existem alterações patológicas que têm sido observadas em vivos pacientes de diabetes, incluindo uma perda visível do osso trabecular que pode ser observado nas radiografias do indivíduo (Figura 9A). Para avaliar se as fraturas agudas do presente no membro inferior ossos foram o resultado da fragilidade de fratura, ou mais simplesmente, um artefato após a morte de processos de secagem natural80, uma varredura DXA do quadril esquerdo foi obtida (Figura 10). O quadril esquerdo é avaliado uma vez que as fraturas longitudinais foram observadas nos fêmures e tíbias e coluna lombar estava incompleto. A abordagem aqui era verificar se o BMD foi suficientemente baixo para que as atividades normais do peso-rolamento poderiam causar fraturas observadas. BMD total foi 1,299 g/cm2 , com um correspondente t-escore de 1.8 indicando insuficiência de osso não foi a causa das fraturas longitudinais. Além disso, após a morte fissuração longitudinal produz linhas de fractura que corram ao longo da grão do osso e podem produzir fraturas em ângulos perpendiculares de um outro84.

No estudo de caso 2, Figura 11 fornece os resultados para um 13-year-old, feminino recuperado de uma sepultura clandestina com um histórico de suspeita de abuso a longo prazo. Numerosas fraturas ante-mortem eram evidentes e padronização foi consistente com abuso de criança85. Normas vigentes para avaliar a desnutrição em juvenis incluem a comparação de ossos longos comprimentos para uma amostra de referência. Os comprimentos de membro juvenil para este indivíduo foram 355 milímetros e 300 milímetros para o fêmur esquerdo e tíbia, respectivamente. Estes comprimentos são tamanho-combinado mais estreitamente com comprimentos médios de 9 anos (350 mm e 280 mm para os fêmures e tíbias, respectivamente). Isto é consistente com um défice de crescimento pronunciado para este indivíduo86,87. Equação de39 do Ruff para comprimentos de fêmur e tíbia foi utilizada para estimar a estatura juvenil para a falecida. A estatura estimada foi de 53,3 polegadas (136,2 cm) (95% CI: 51,1-55,5 polegadas). Isso foi comparado com as curvas de crescimento do CDC 2000 para meninas com 20 anos 2-41. Como pode ser visto na Figura 12, a falecida situa-se abaixo do percentil 3rd para estatura para a idade sugerindo atrasou crescimento bem abaixo a maioria dos U.S. fêmeas de 13 anos de idade.  BMD foi avaliada para fornecer mais insight sobre o grau de desnutrição, como a associação entre a perda BMD e má nutrição é bem estabelecido25,35,36. Coluna lombar foi escolhida por sua completude e maior composição do osso trabecular. O BMD total da coluna lombar AP foi medido em 0,660 g/cm2 com um z-escore de -2.2 de banco de dados do fabricante. Banco de dados do fabricante é uma idade e sexo combinado amostra contendo 1.948 indivíduos envelhecidos 3-20 anos88.  Este z-escore é consistente com a baixa densidade óssea mineral para idade cronológica fornecendo mais evidências consistentes com desnutrição crônica (Figura 13).

No estudo de caso 3, Figura 14 apresenta os resultados BMD da coluna lombar para uma criança de 14 meses de idade com fome suspeitado como a causa da morte. Os restos estavam ainda em fase inicial de fresco de decomposição para articulação das epífises não era uma preocupação e peso foi de 6,1 kg (13,4 lb). Para fins de comparação, os sistemas de classificação de Gomez e colegas e Waterlow foram empregados para estimar a desnutrição de medições de altura e idade de referência. A equação de89 Gomez e colegas a seguir:

Por cento da referência de peso para a idade = ((patient weight) / (peso da criança normal da mesma idade)) * 100

onde o peso de uma criança normal da mesma idade é retirado de uma população de referência. A criança neste caso medido em 38%, em peso para a idade da amostra de referência de Gomez e colegas89, que é equivalente ao grau III (desnutrição grave). Sistema de classificação de Waterlow90 lugares 38% como grave a perder, mas sem baixa estatura como altura estava dentro da normalidade. O BMD total foi medido em 0,190 g/cm2 , enquanto o grupo de referência correspondência idade tem uma média total BMD da coluna lombar de 0.399 +-0,040 g/cm2 45. O z-score foi calculado como:

z-score = ((BMD medido - idade corresponde dizer BMD) / população SD)

e foi -5.225 com a média de idade de correspondência de uma população de referência 1-ano-velho de 40 crianças. Os dados de referência foi produzidos a partir de um estudo longitudinal por Braillon e colegas de trabalho91 validado na literatura para espinha DXA BMD medidas49,92. Além disso, um estudo realizado por Gallo e colegas sugere o Infante BMD observada é abaixo do percentil 3rd da espinha BMD para idade de 12 - meses de idade92. Qualquer pontuação abaixo de -2 é considerada baixa densidade óssea mineral para a idade cronológica, colocando a criança entre os 0.1% da população normal (Figura 13). Para comparação, o peso da criança (6,1 kg) foi plotado sobre o gráfico de curva de crescimento de 2000 CDC para machos com idade entre 0-341. Como pode ser visto na Figura 15, a criança cai bem abaixo do percentil 3rd para peso-para-idade, que é consistente com a pontuação z -DXA bem abaixo de -2 para a extremidade inferior de indivíduos normais.

Figure 1
Figura 1: orientação e posicionamento dos segmentos da coluna lombar, L1-L4 para digitalização: (A) mostra a orientação correta para a digitalização com processos espinhosos orientados para baixo (corresponde a etapa 2.2.3); (B) local correto para fazer a varredura com laser linha bissectriz organismos vertebrados e nenhum contato entre os organismos vertebrados e ponto preto representa o cursor de mira (corresponde a etapa 2.2.4). A seta indica a direção a cabeça do scanner. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: exame de coluna lombar AP bem sucedido ideal para análise. Corresponde a etapa 2.2.7.

Figure 3
Figura 3: posicionamento da articulação do quadril (coxa so e fêmur) para recriar a junção de acetabulo-fêmur. (A) indica o alinhamento da articulação do quadril para a digitalização com a cabeça femoral no acetábulo e cabeça femoral e do trocânter maior no mesmo plano paralelo para a mesa de digitalização (etapa 2.3.3) e o ponto preto indica o local do cursor de mira para tabela correta colocação (etapa 2.3.5). (B) ilustra o grau de rotação medial do fêmur apropriado para digitalização (etapa 2.3.4). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: sucesso deixou varredura quadril ideal para análise. Observe que o coxa so não se estende abaixo do colo do fêmur. Certifique-se de posicionamento da articulação não tem a tuberosidade ilíaca inferior para o colo do fêmur (etapa 2.3.8).

Figure 5
Figura 5: um exemplo de um exame de coluna lombar AP sucesso. L1 - L4 indica a correcta colocação das linhas vertebrais entre cada vértebra (etapa 3.1.1).

Figure 6
Figura 6: BMD resulta de uma análise da coluna lombar AP (passo 3.1.4). Os resultados apresentados aqui são de um falecido branco feminino, 31 anos de idade e 64 polegadas de altura. Relatório tem sido anónimos para publicação. (A) apresenta a imagem de vértebras lombares devidamente digitalizadas separados por software colocado linhas vertebrais; (B) os resultados da verificação listando as vértebras individuais e golo de BMD total, bem como as contagens t - e z -para o indivíduo. Os t - e z -contagens foram obtidas usando o banco de dados de referência de WHO para fêmeas brancas; Representa a gráfico (C) BMD vs idade onde BMD do indivíduo marcar (círculo de cruz-hachura) fica dentro do intervalo de médias fêmeas adultas no banco de dados WHO. 83 a sombra azul mais escura representa o intervalo aceitável, acima da média e a mais leve sombra azul representa o intervalo aceitável abaixo da média, ou as duas caudas da curva de sino em torno da média em uma curva de distribuição normal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 7
Figura 7: telas e um exemplo de uma varredura de quadril bem sucedida com a linha femoral média dividindo o fêmur cabeça para apenas inferiores da região trocantérica. A caixa do colo femoral deve ser em um ângulo para capturar o ângulo do colo do fêmur completo (passo 3.2.2).

Figure 8
Figura 8: BMD resulta de uma análise de quadril esquerda (passo 3.2.5). Os resultados apresentados aqui são de um falecido branco feminino, 31 anos de idade, 64 polegadas de altura. Relatório tem sido anónimos para publicação. (A) apresenta a imagem de quadril esquerdo devidamente digitalizado com linha média com precisão colocada com nenhum osso adicional incluído da coxa do sistema operacional; (B) os resultados da verificação listando o pescoço, região trocantérica (Troch), região intertrocantérica (Inter) e contagens BMD totais, bem como os t - e z -Partituras para o indivíduo. Os t - e z -contagens foram obtidas usando o banco de dados de referência de WHO para fêmeas brancas. Este indivíduo é classificado como osteopênico com risco aumentado de fratura usando o WHO referências83; Representa a gráfico (C) BMD vs idade onde BMD do indivíduo marcar (círculo de cruz-hachura) fica dentro do intervalo aceitável embora na extremidade baixa de fêmeas adultas de pico no banco de dados WHO. A sombra azul mais escura representa o intervalo aceitável, acima da média e a mais leve sombra azul representa o intervalo aceitável abaixo da média, ou as duas caudas da curva de sino em torno da média em uma curva de distribuição normal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 9
Figura 9: radiografias para estudo de caso 1. (A) mostra as fraturas longitudinais do fêmur direito e (B) a transversa fratura por estresse na tíbia direita. Observe também a qualidade reduzida radiopaca do fêmur proximal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 10
Figura 10: BMD resultados para estudo de caso 1. Os resultados apresentados aqui são de um falecido homem branco, 40 anos de idade, aproximadamente 72 polegadas de altura. Relatório tem sido anónimos para publicação. (A) apresenta a imagem de varredura de quadril esquerda; (B) os resultados da verificação apresentar o pescoço, região trocantérica (Troch), região intertrocantérica (Inter) e contagens BMD totais, bem como os t - e z -Partituras para o estudo de caso 1. Os t - e z -contagens foram obtidas usando o banco de dados de referência de WHO para homens brancos. 83 este indivíduo é classificado como normal, usando as referências do WHO; Representa a gráfico (C) BMD vs idade onde BMD do indivíduo marcar (círculo de cruz-hachura) cai dentro do intervalo aceitável de machos adultos no banco de dados WHO. A sombra azul mais escura representa o intervalo aceitável, acima da média e a mais leve sombra azul representa o intervalo aceitável abaixo da média, ou as duas caudas da curva de sino em torno da média em uma curva de distribuição normal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 11
Figura 11: BMD resultados para estudo de caso 2. Os resultados apresentados aqui são de um falecido branco feminino, 13 anos de idade, aproximadamente 53 polegadas de altura. Relatório tem sido anónimos para publicação. (A) apresenta a varredura do vértebras lombares AP para estudo de caso 2 separados por software colocado linhas vertebrais; (B) os resultados da verificação apresentam as vértebras individuais e total de contagens BMD, bem como os z -scores para o indivíduo. Z -scores somente são apresentados em casos juvenis porque eles foram obtidos usando o banco de dados de referência de WHO para indivíduos de idade e sexo-correspondência; Representa a gráfico (C) BMD vs idade onde BMD do indivíduo marcar (círculo de cruz-hachura) cai abaixo da faixa (z -score =-2.2), de 13 anos de idade fêmeas brancas no banco de dados do fabricante. 88 a sombra azul mais escura representa o intervalo aceitável, acima da média e a mais leve sombra azul representa o intervalo aceitável abaixo da média, ou as duas caudas da curva de sino em torno da média em uma curva de distribuição normal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 12
Figura 12: gráfico de crescimento, ilustrando a maturação retardada da falecida feminina de 13 anos de idade. 41 o ponto preto representa a estatura média estimada e as linhas pretas representam o intervalo de confiança de 95% para a equação de estatura. O indivíduo encontra-se abaixo do percentil 3rd para estatura-para-idade dentro de toda a gama de CI. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 13
Figura 13: atribuição de estudo de caso 3 infantil z -score em relação a distribuição da população normal. Todos os valores abaixo da caixa de centro vermelho para as medidas da população normal são considerados para indicar BMD baixo para a idade cronológica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 14
Figura 14: BMD resultados para estudo de caso 3. Os resultados apresentados aqui são de um infante masculino falecido, 14 meses de idade. Relatório tem sido anónimos para publicação. (A) apresenta varredura de vértebras lombares AP para estudo de caso 3 mapa de ossos separados das epífises do corpo vertebral e processos vertebrais adjacentes; (B) os resultados da verificação apresentam as vértebras individuais e total pontuações do BMD. Banco de dados do fabricante usado por este software não tinha qualquer informação correspondido por idade e sexo para crianças menores de três anos de idade. Referências de Braillon e colegas91 foram usadas para calcular o z-score.

Figure 15
Figura 15: gráfico de crescimento, ilustrando o grave desperdício do bebê de 14 meses de idade. 41 o ponto preto representa o peso de 6,1 kg (13,4 lb) da criança. A criança cai bem abaixo do percentil 3rd de peso para a idade. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

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Os resultados apresentados neste trabalho são ilustrativos da aplicabilidade das métricas BMD em contextos forenses. Como Figura 6 e Figura 8 mostram, a posição de varredura de indivíduos vivos para exames clínicos de BMD é reprodutível com restos de esqueletos, mas deve ter cuidado para garantir o posicionamento adequado. Isto é especialmente crítico para o exame de quadril onde identificando a linha do colo do fêmur exigem o ângulo apropriado do fêmur e superestimação de BMD pode ocorrer se a tuberosidade ilíaca não está corretamente posicionada medialmente a articulação acetabulo-femoral . Para o macho adulto é discutido no estudo de caso 1, métricas BMD podem fornecer o assistente social com informações adicionais sobre possíveis condições patológicas. Sem uma medida do BMD, as fraturas longitudinais poderiam ter sido consistentes com insuficiência de osso. Isto também ilustra que BMD avaliação pode ser vantajosa sobre raios-x para discernir etiologias possível fratura.

Estudo de caso 2 e 3 fornecem instâncias onde métricas BMD eram integrais ao estabelecimento de desnutrição grave que suporte os métodos mais comumente utilizados. Casos juvenis de inanição fatal são difíceis de identificar e processar especialmente quando restos são recuperados em estágio avançado de decomposição31,37,38. A adição de DXA digitalização protocolos quando suspeita de inanição fatal pode fornecer mais apoio para suas conclusões. Em ambos os estudos de caso juvenis, DXA exames foram aplicados em conjunto com métodos padrão para comparar estes indivíduos com filhos vivos. Com efeito, em ambos os casos o DXA resultados foram consistentes com os resultados do método padrão ilustrando sua utilidade em casos forenses de inanição fatal ou negligência. Em geral, os três casos aqui discutidos foram sustentados por análise DXA para incluir ou excluir certas inferências sobre cada caso. No entanto, existem limitações para quando este método deve ser aplicado em contextos forenses. Por exemplo, a pesquisa mostrou que a relação entre o volume ósseo e área óssea em juvenis varia entre fases de crescimento12,92. Garantindo que os dados normativos e metodologia adequada está sendo usado (i. e., idade de correspondência de dados normativos) é imperativo. Ao avaliar lactentes, comparação com outras metodologias, tais como medições de segmentos de membro, deve ser incluída no avaliação25,33 do praticante.

Uma das principais limitações desse método é a consideração de tafonomia (ou seja, LGMA alterações à composição esquelética após a morte). Isso se relaciona com a estimativa de sobrevivência dos elementos esqueléticos. Em geral, elementos esqueléticos com maiores valores BMD durante a vida vão preservar mais prontamente7,27, mas isso não exclui a possibilidade do mineral óssea tem sido alterada ao longo do tempo. Assim, enquanto o BMD pode ser bioarchaeologically independente para avaliar os níveis gerais de sobrevivência-não deve ser interpretada como vivos BMD-na-morte. Isto é porque se restos diagenetically foram alterados, o BMC não será um reflexo preciso de BMD durante a vida se troca mineral ou catabolismo ocorreu55. Por exemplo, Ross e Juarez85 apresentar um caso onde o infanticídio era suspeito que pode ter sido devido à inanição fatal. No entanto, os métodos tradicionais foram escolhidos porque a friabilidade dos restos sugeriu extensa alteração grafismos como os restos tinham sido enterrados por aproximadamente quatro anos debaixo de um galpão antes da descoberta de85. Assim, como mencionado anteriormente, a alteração de grafismos não seria um reflexo preciso de BMD da criança à morte. No fechamento, este método pode fornecer suporte para outros indicadores de desnutrição ou patologias óssea metabólica, no entanto, condição dos restos deve ser avaliada antes de interpretar resultados DXA em restos de esqueletos.

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Disclosures

Os autores declaram não concorrentes interesses financeiros.

Acknowledgments

Os autores gostaria de reconhecer os revisores editoriais, bem como os dois revisores anônimos. Suas sugestões e críticas eram válidas, muito apreciado e melhorou bastante o manuscrito 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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Restos de esqueletos de digitalização para a densidade Mineral óssea em contextos forenses
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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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