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Medicine

Análisis los restos óseos de densidad Mineral ósea en contextos forenses

doi: 10.3791/56713 Published: January 29, 2018

Summary

Densidad mineral ósea (DMO) es un factor importante en la ingesta nutricional de comprensión. De restos óseos humanos, es una métrica útil para evaluar la calidad de vida de los juveniles y adultos, particularmente en casos fatales de hambre y abandono. Este documento proporciona directrices para el análisis de restos óseos humanos con fines forenses.

Abstract

El objetivo de este trabajo es introducir un método prometedor, novela para ayudar en la evaluación de la calidad ósea en restos óseos totalmente pertinentes. DMO es un componente importante del estado nutricional del hueso y en restos óseos de juveniles y adultos, y puede proporcionar información sobre la calidad ósea. Restos de adultos, puede proporcionar información sobre condiciones patológicas o cuando la escasez de hueso pudo haber ocurrido. En juveniles, proporciona una métrica útil para aclarar los casos de inanición grave o negligencia, que son generalmente difíciles de identificar. Este documento ofrece un protocolo para la orientación anatómica y análisis de restos óseos para el escaneo por medio de absorciometría de rayos x de energía dual (DXA). Se presentan tres estudios de caso para ilustrar cuando exploraciones DXA pueden ser informativas para el médico forense. El primer estudio de caso presenta a una persona con fracturas longitudinales observadas en el peso rodamiento huesos y DXA se utiliza para evaluar la escasez de hueso. DMO se encuentra normales sugiriendo otra etiología para el patrón de fractura presente. El segundo estudio de caso emplear DXA para investigar la sospecha de desnutrición crónica. Los resultados de DMO son consistentes con los resultados de la longitud de huesos largos y sugieren que el menor había sufrido de desnutrición crónica. El estudio de caso final proporciona un ejemplo donde se sospecha que una hambruna fatal en un niño de catorce meses, que apoya los resultados de la autopsia de hambre fatal. Exploraciones DXA demostró que la densidad mineral ósea baja para la edad cronológica y es sustanciada por las evaluaciones tradicionales de salud infantil. Sin embargo, cuando se trata con alteraciones tafonómica de restos óseos se deben considerar antes de aplicar este método.

Introduction

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El objetivo del análisis antropológicos forenses se basa en el entendimiento del practicante del hueso como un tejido complejo con múltiples unidades y variación. El hueso es un tejido jerárquico, compuesto con componentes orgánicos e inorgánicos organizados en una matriz de colágeno y Apatita carbonatada1,2,3,4. El componente inorgánico o mineral óseo se organiza en una estructura nanocristalina para proporcionar rigidez y marco para la porción orgánica1,2,5. El aspecto mineral comprende aproximadamente el 65% del hueso por peso y su ' masa es influenciada por ambos factores genéticos y ambientales1,2,4,6. Porque mineral óseo ocupa un espacio tridimensional, puede ser medido como la densidad mineral ósea (DMO), o una función de la masa y el volumen ocupado7. La densidad de mineral óseo varía con la edad desde el nacimiento en la edad adulta8,9,10,11,12 y se ha utilizado extensivamente en contextos clínicos como un indicador de osteoporosis y de fractura riesgo4,13,14,15,16,17,18. Absorciometría de rayos x de energía dual (DXA) ha sido una herramienta generalizada para la evaluación de la salud de los huesos desde su introducción en 1987, especialmente las exploraciones realizadas en la columna lumbar y cadera regiones11,13,19 . Validación de las exploraciones DXA se ha demostrado como el estándar de oro al investigar cambios en la DMO13,19,20,21,22,23. Posteriormente, la Organización Mundial de la salud (OMS) ha creado estándares normativos incluyendo t- y z-score definiciones para juvenil y adulta de columna lumbar (L1-L4) y las caderas ya que son las regiones capturadas fácilmente volumétricamente11 ,13,19,24.

La creciente dependencia en Antropología Forense en trabajo médico-legal ha fomentado la investigación de nuevas técnicas para evaluar mejor los restos óseos en una variedad de circunstancias. Entre estas técnicas posibles es la aplicación de exploraciones DXA para evaluar la DMO como un indicador de la calidad del hueso en casos de hambre mortal y negligencia en los juveniles25,26, identificación de enfermedades metabólicas del hueso, y estimación de la supervivencia de elementos esqueléticos en investigación tafonómica7,27.

En el informe de maltrato de niño 2015 Departamento de salud y servicios humanos de Estados Unidos, el 75,3% de los casos de abuso infantil reportados fueron algún tipo de negligencia con ~ 1.670 muertes resultando de hambre mortal y negligencia en 49 estados28. Más menores víctimas de la negligencia no muestran signos de abuso físico externo, pero la falta de prosperar es visto en todos los casos de29,30. Falta de prosperar se define como la ingesta inadecuada nutrición para apoyar el crecimiento y desarrollo. Estos pueden tener diferentes factores, uno de los cuales es negligencia resultante de la privación nutricional25,31 (véase Ross y Abel32 para una revisión más exhaustiva). Inanición deliberada que resulta en la muerte de un niño o un bebé es mucho más raro y considerado como la forma más extrema de maltrato25,33,34. Estas deficiencias nutricionales tienen un efecto significativo sobre el crecimiento del hueso, crecimiento particularmente longitudinal en los niños como una consecuencia inmediata de malnutrición35. Mineralización y el crecimiento esquelético principalmente dependen de la vitamina D y calcio, y su suplementación se ha relacionado con mayor DMO25,35,36.

Es sumamente difícil identificar o procesar a estos casos debe utilizarse la siguiente incluso una autopsia completa31,37,38 y consideración especial a los métodos empleados. Así, en los casos donde se sospecha fatal hambre o desnutrición, es necesario un enfoque multidisciplinario especialmente en casos de restos en Estados avanzados de descomposición26. Cuando se trata de restos óseos, la densitometría ósea es una herramienta útil en conjunción con otros indicadores esqueléticos tales como el desarrollo dental, medición de la pars basilaris del cráneo y huesos largos longitudes26. Sin necesidad de utilizar los indicadores esqueléticos mencionados más arriba para los bebés y menores de edad, no sería posible discernir si la DMO baja es el resultado de un desorden metabólico inherente, la desnutrición o el proceso tafonómico. Otra preocupación es la estimación del tamaño corporal (peso y estatura) en restos óseos infantiles o juveniles. Normativos más conjuntos de datos requiere información sobre altura o peso para propósitos de comparación como crecimiento óseo en niños dependientes de edad y tamaño12. Cuando los restos se evalúa no identificados, deberán utilizarse métodos de estimación. Para bebes de menos de uno, DXA normativa datos están emparejado solamente. En menores de 1 años, Ruff39 o Cowgill40 se recomienda para estimar la estatura en restos óseos como se basan en el estudio de crecimiento de Denver muestra incluyendo las edades 1-1739,40. Cuando se calcula el tamaño de cuerpo y edad, varían los intervalos de confianza y comparación de la media para el centro para el Control de enfermedades (CDC) produjo crecimiento curvas41 deben incluirse en el informe así como el intervalo de confianza para la estatura estimada. Es importante señalar que en la mayoría de los casos, no se puede determinar información acerca de origen y sexo de restos óseos menores antes de la pubertad, que es particularmente importante para los adolescentes ya se saben que un impacto significativo en DMO en ascendencia y sexo adultos. En estas circunstancias, el método DXA puede no ser aplicable. En los casos identificados, debe obtenerse información biológica acerca de ascendencia, sexo y tamaño corporal, antes del análisis.

La densitometría ósea en Pediatría ha aumentado con el desarrollo de datos normativos42,43 con DXA siendo la técnica más ampliamente disponibles44. Niños desnutridos presentan niveles significativamente más bajos de DMO que niños sanos con mineralización correlacionada con severidad de desnutrición45. Exploraciones DXA de la columna lumbar y las caderas son las áreas más apropiadas para evaluar de menores según el Colegio Americano de radiología46. Reproducibilidad se ha demostrado para la columna vertebral, cadera entera y todo el cuerpo en los niños de todo el período de crecimiento47. Sin embargo, la columna lumbar es preferida como se compone principalmente de hueso trabecular, que es más sensible a cambios metabólicos durante el crecimiento y se ha encontrado para ser más precisos que toda cadera evaluaciones25,47, 48. exploraciones DXA de uso es común en la evaluación pediátrica. Sin embargo, puesto que la DXA es bidimensional, no capta el verdadero volumen y produce una DMO basada en hueso zona13. En los niños, esta es una distinción importante como cuerpo y tamaño del hueso varían dentro y entre grupos de edad en niños de12. Datos más normativos disponibles para comparación con las mediciones de DXA, pero debe tener cuidado para seleccionar una población de referencia (véase Binkovitz y Henwood13 para una lista de bases de datos normativos DXA utilizados).

Tras la exploración, un z-score se calcula usando una muestra de referencia específica pareados por edad y población. Z-partituras son más apropiadas para los menores desde t-partituras comparar la DMO medida en una muestra de adultos jóvenes12. Un z-score entre 1:58 indica DMO normal para la edad cronológica mientras que cualquier calificación por debajo de -2 indica baja DMO para edad cronológica49. Gama del 1:58 para el t- y z-score representa hasta dos desviaciones estándar de la media. Claramente, si un score de DMO medido es dentro de dos desviaciones estándar por encima o por debajo de la media de la población de referencia, se consideran clínicamente normales.

La dependencia de la variación morfológica para la antropóloga forense proviene de muchas fuentes. Uno de los cuales es la variación esquelética que surge de procesos de la enfermedad, como de enfermedades metabólicas del hueso50. La capacidad para identificar trastornos específicos en restos óseos tiene una ventaja doble: 1) añadiendo información a la biológica Perfil de lo que es más robusto y 2) determinar si las fracturas son patológico o el resultado del trauma infligido. Hay una variedad de hueso metabólicos trastornos51,52,53, pero la más relevante para las medidas BMD de restos contemporáneos es la osteoporosis. La osteoporosis se presenta cuando la tasa de pérdida de hueso trabecular es mayor que la tasa de pérdida de hueso cortical con una pérdida neta de hueso densidad53,54,55. La pérdida de hueso trabecular se correlaciona con un mayor riesgo de fractura, especialmente en los huesos que tienen hueso trabecular mayor contenido (por ejemplo, la cadera de os)4,55.

Se han realizado numerosos estudios sobre la osteoporosis y del hueso densidad mineral en restos óseos en conjuntos arqueológicos mediante DXA56,57,58,59 y otros métodos60 , 61 , 62. sin embargo, al evaluar osteoporosis en el esqueleto adulto de contextos arqueológicos, profesionales ignoran que el diagnóstico clínico de osteoporosis requiere la media de una muestra de referencia menos contemporánea con los individuos siendo evaluado55,63,64. Esto no es un problema en contextos de Antropología Forense ya que los individuos son edad y sexo-emparejado a las poblaciones modernas con muestras de referencia desarrollado para la cadera y la columna lumbar, aunque cambios en la DMO mediante diagénesis se deben considerar para restos forenses. Sin embargo, la tafonomía es el probable factor que afecta la capacidad para obtener medidas de DMO legítimas de muestras arqueológicas. Esto es una consideración en contextos forenses, donde restos recuperaron de entierros condiciones con posibles intervalos post mortem más allá de unos meses. Mientras que todavía está de interés forense, podría plantearse duda suficiente para cualquier resultados de DMO obtenidos de restos encontrados en estas circunstancias.

Osteoporosis es evaluada clínicamente usando t-puntuaciones de las medidas de DMO que se derivan de las medidas BMD de los individuos en la columna lumbar o cadera en relación con una muestra de referencia de adultos jóvenes mediante DXA65,66,67 ,68. Esta muestra de referencia se puede emplear para identificar la aparición de la osteoporosis en el esqueleto. En contextos forenses, esto es útil por dos razones: 1) diferenciar las fracturas relacionadas con trauma infligido por el abuso en los ancianos y los de fragilidad creciente del hueso en individuos osteoporóticos69y 2) como personal posible característica de identificación50.

La densidad del hueso largo se ha considerado un indicador que refleja la actividad y nutrición de un animal70,71. Más recientemente se ha observado que la densidad ósea, como una propiedad intrínseca del hueso, afecta su supervivencia durante procesos tafonómica7.  Una consecuencia de la descomposición es la supervivencia diferencial de elementos esqueléticos (es decir, unidades discretas, anatómico completas del esqueleto) y la densidad ósea puede ser utilizada como un predictor de supervivencia, o hueso fuerza7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75. esto es importante en contextos forenses, así como los arqueológicos y entornos paleontológicos en que afecta la capacidad de los profesionales adecuadamente emplean métodos para estimar un perfil biológico (o edad, sexo, estatura y ascendencia) si sólo ciertos elementos esqueléticos están representados.

Densidad a granel (densidad ósea con el poro espacio incluido en la medición) es la medida apropiada en esta situación, teniendo en cuenta que es precisamente la estructura porosa del hueso que influye en la susceptibilidad a procesos tafonómica7. Se han empleado muchos métodos de evaluación de la densidad ósea incluyendo fotones de una viga densitometría27,75, la tomografía computada76,77,78, photodensitometry72 ,79y80,de DXA81,82. Exploraciones DXA pueden ser preferible a otros métodos es relativamente barato, se pueden realizar escaneos de cuerpo entero y elementos esqueléticos individuales pueden evaluarse por separado o juntos durante el análisis. Usando la DMO analiza antes y después de estudios de investigación tafonómica proporciona información útil sobre supervivencia ósea resultante de diferentes tafonómica factores y ambientes de82.

Este documento describe un protocolo para la obtención de las exploraciones DXA de restos óseos. El método utiliza el común, clínica posicionamiento de individuos cuando se realizan en columna lumbar y cadera exploraciones. Esto permite que los profesionales comparar los restos esqueléticos con los estándares normativos apropiados. El protocolo descrito es aplicable a restos menores y adultos con limitaciones discutidas más adelante.

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Protocol

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El protocolo aquí se adhiere a las pautas de ética de North Carolina State University para la investigación en humanos.

1. preparación de la máquina

Nota: El siguiente protocolo puede aplicarse ampliamente a cualquier cuerpo, clínica escáner DXA y DMO.

  1. Realizar la calibración una vez al día antes de la exploración de cualquier persona para asegurar el control de calidad. Después de instrucciones de calibración aparecen sobre la puesta en marcha de software de los sistemas, analizar un fantasma de columna lumbar de conocida densidad para asegurar la correcta lectura del escáner de la DMO.
  2. Si el escáner se utiliza no tiene una función de control de calidad en el software, comparar los resultados de la columna lumbar con las registradas en el fantasma de la espina dorsal para la medida correcta.
    Nota: El fantasma de la espina dorsal, debe ser colocado en el centro de la mesa de exploración y columna lumbar debe seleccionarse para control de calidad.
  3. Realizar pruebas adicionales (por ej., uniformidad radiográfica) según sea necesario. Realizar uniformidad radiográfico cada diez exploraciones máximo para asegurar que toda la superficie de exploración es detectada por el escáner.
  4. Si se utiliza el escáner no tiene una uniformidad radiográfica de prueba en el menú de control de calidad, seleccione scan de cuerpo entero para que el escáner puede leer toda la superficie de exploración.
    Nota: Siempre centro el examen de la tabla después de control de calidad y antes de realizar los exámenes.

2. realizar examen

  1. Crear perfiles de pacientes
    1. Crear nuevos perfiles de pacientes para cada nuevo individuo explorado para mantener la cadena de custodia y para exploraciones están correctamente asociadas a restos individuales. Si se identifica el individuo está escaneando, proceda al paso de la 2.1.2. Si el individuo es no identificado, establecer el perfil biológico antes de la exploración para emplear las referencias de la base de datos más precisas.
    2. Entrar información demográfica en el perfil del paciente incluyendo estatura estimada si desconocido. Asegúrese de que selecciona la ecuación más apropiada para los restos investigados.
    3. Seleccione el tipo de exploración. Para los pasos 2.2, seleccione Columna Lumbar Anterior-Posterior (AP). Paso 2.3, seleccione izquierda o derecha cadera escanea.
  2. Exploración de columna Lumbar AP
    Nota: Requieren vértebras lumbares (L) de uno a cuatro.
    1. Seleccione realizar examen | elegir paciente | Seleccione Análisis tipo | Columna Lumbar AP | Próximo. Seleccione un envase abierto por lo menos tan grande como el segmento articulado de L1-L4.
      Nota: Utilizado en este estudio es 48,26 L X 26.85W X 8.89 cm (19 en. L X 10.57 en. W X 3.5 en. D).
    2. Llene el fondo del recipiente con arroz como un proxy de tejidos blandos.
      Nota: Cualquier tipo de arroz puede funcionar como un proxy de tejidos blandos.
    3. Lugar L1-L4 en posición anatómica (apófisis espinosas deben orientarse hacia abajo) en el arroz con aproximadamente 0,7 cm (0,28 pulg.) entre cada cuerpo vertebral como se muestra en la figura 1A. Asegurar que se articulan los hechos articulares superiores e inferiores, pero los cuerpos vertebrales no están en contacto con uno otro.
    4. Centro de la mesa de exploración y lugar el recipiente con L1 se orienta hacia la parte superior (cabeza) de análisis de tabla y L4 se coloca 1 cm superior a la Cruz de intersección. La línea de láser vertical debe bisecan los cuerpos vertebrados de todos cuatro vértebras (figura 1B).
    5. Cubrir el hueso expuesto con arroz.
    6. Seleccione Start Scan.
    7. Proceder al análisis (paso 3.1), si analizan correctamente (figura 2). Repite la exploración si no todas las vértebras son capturadas.
  3. Análisis de la cadera derecha o izquierda
    Nota: Figura 3 es de un examen de la cadera izquierdo, si se realiza un examen de la cadera derecha, posicionamiento se refleja.
    1. Seleccione realizar examen | elegir paciente | Seleccione Análisis tipo | Izquierda de la cadera (o cadera derecha) | Próximo. Seleccione un envase abierto por lo menos tan grande como la coxa articulada os y el fémur está escaneando.
      Nota: En este estudio es 88,5 L X 41.5W X 13.9 D en cm (in 34,85. L X 16,35 en. W X 5,47 en. D).
    2. Llene el fondo del recipiente con arroz (cualquier tipo de arroz funciona como un proxy de tejidos blandos).
    3. Colocar la cadera os con el acetábulo y obturador agujero mirando lateralmente con el hueso púbico orientado medialmente. Coloque la tuberosidad isquiática por debajo de la cabeza femoral que articula con el acetábulo (Figura 3A).
      Nota: Posición de la tuberosidad isquial es muy importante porque si se extiende lateralmente por debajo del cuello femoral se inflará las estimaciones BMD.
    4. Colocar el fémur con la cabeza femoral en el acetábulo y el trocánter mayor y la cabeza femoral en línea paralela a la mesa de exploración (es decir., en el mismo plano). Asegúrese de que el eje femoral se gira medialmente con el cóndilo distal rotado medialmente y algo mayor que el cóndilo medial (figura 3B).
    5. Centro de la mesa de exploración, a continuación, mueva la posición del brazo y la mesa de exploración hasta el punto de mira de láser está orientada para que el centro está directamente sobre la zona subtrocantérea del fémur con la línea vertical que bisecan la mitad superior del eje femoral ( Figura 3A). No mover los restos una vez que se han colocado. Mueva que la mesa asegura que los huesos permanezcan en posición anatómica correcta.
    6. Cubre la porción restante visible de la articulación femoral acetabular con arroz.
    7. Seleccione Start Scan.
    8. Proceder al análisis en el paso 3.2 si analizan correctamente (figura 4).
      Nota: Exploraciones deberían capturar la alineación de la articulación, que es la línea media del fémur proximal en un plano. La línea media debe mentir desde el centro de la cabeza femoral solo bajo el trocánter mayor.

3. Análisis de exámenes

  1. Analizar análisis de columna Lumbar AP
    1. Tras el análisis, aparecerá un cuadro de mensaje de examen de egreso. Seleccione analizar Scan.
      Nota: El Software separará cada vértebra en sus propias regiones para evaluar elementos individuales y DMO total cuando analizan correctamente como se muestra en la figura 5.
    2. Seleccione resultados en la ventana de Análisis de exploración . Seleccione las líneas vertebrales si las vértebras no están debidamente separadas para ajustes menores o directamente colocar las vértebras para analizar de nuevo.
    3. Obtener dos pareados por edad y medidas de referencia de DMO específicas de población para calcular una z -score cuando analiza realizar DMO menores.
    4. Recoge el gráfico de resultados para la visualización del individuo en relación con la población de referencia.
      Nota: La figura 6 muestra los resultados de exploración para Columna Lumbar AP de 31 años de edad femenino.
  2. Análisis de exploración de la cadera.
    1. Tras el análisis, aparecerá un cuadro de mensaje de examen de egreso. Seleccione analizar Scan.
      Nota: Software automáticamente capturará el cuello femoral, triángulo Ward y área trocantérea como se muestra en la figura 7, si analizan correctamente.
    2. Seleccione la herramienta mapa de hueso para añadir o eliminar las áreas que no forman parte del cuello del fémur y región trocantérica cuando no es leído exactamente por el software debido a malposición leve. Hacer ajustes de línea media directamente en la exploración por seleccionar la herramienta de cuello y el reposicionamiento de la línea media.
    3. Volver y volver a examinar si estos pequeños ajustes no permiten la alineación correcta mostrada en la figura 7.
    4. Seleccione resultados en la ventana de Análisis de exploración . Comparar con datos de referencia para la región intertrocantérea en el software, cuello femoral y región trocantérica para adultos.
    5. Comparar los resultados con las referencias adecuadas y población-pareados por edad al evaluar a juveniles.
    6. Usar el t-score para los adultos ya que es el más apropiado evaluar diferencialmente las condiciones patológicas.
      Nota: La figura 8 muestra los resultados de la exploración ideal para el análisis de cadera izquierdo de 31 años de edad femenino.

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Representative Results

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La metodología aquí propuesta se utiliza comúnmente en pacientes vivos y debe tenerse en cuenta de su novedad a personas fallecidas. Figura 6 y figura 8 presentan los resultados de una columna lumbar AP y exploración de cadera izquierda, respectivamente. El individuo en estas exploraciones es un blanco fallecido, mujer, 31 años de edad que se encuentra en la forense análisis de laboratorio de Carolina del norte estado Universidad. Este individuo tenía una puntuación total de DMO de 0,944 g/cm2 con un correspondiente t-score (-0,9) por la ascendencia y la población de referencia sexo-emparejado. Según la clasificación de la OMS, su puntuación de la DMO está clínicamente normal y no debajo de la 2 t-score que sugiere una DMO constante con osteoporosis, aumentado de fractura riesgo8,83. Los resultados presentados son de tres casos forenses donde resultados de la DMO fueron utilizados para determinar etiologías diferentes en cada juego individual de restos. La metodología propuesta no ha sido sistemáticamente evaluada en restos óseos, pero en combinación con otros métodos puede ayudar al investigador durante su evaluación. Estudio de caso 1 ilustra su uso en adultos por el perimortem, agrietamiento longitudinal es evidente en los huesos largos. Resultados de la DMO fueron utilizados para evaluar si este agrietamiento fue debido al riesgo de fractura durante los procesos de vida o post mortem donde la comparación del cambio de color no era aplicable. Estudio de caso 2 ilustra su uso en restos juveniles cuando se sospechan de negligencia y abuso a largo plazo. Estudio de caso 3 ilustra el uso del método en las muertes infantiles cuando se sospecha de hambre fatal.

En el estudio de caso 1, este individuo fue un hombre de 40 años una serie de fractura rara que incluye fracturas longitudinales de ambas superficies anteriores del fémur y la tibia que penetró totalmente el hueso cortical en el centro de cada hueso ( Figura 9A y 9B). Las fracturas longitudinales también se asocian con fracturas transversales bisecan la porción anterior de la tibia en el midshaft y ligeramente distal. Como no hay signos de cicatrización, pero no hubo diferencias en coloración, metodologías de sincronización tradicional fractura peri - y post-mortem fueron concluyentes. Por otra parte, hay cambios patológicos que se han observado en la vida de pacientes con diabetes como una visible pérdida de hueso trabecular que puede observarse en las radiografías de los individuos (Figura 9A). Para evaluar si las fracturas agudas se presentan en los miembros inferiores huesos fueron el resultado de la fragilidad de la fractura o más simplemente, un artefacto post mortem de natural secado procesos80, una exploración de DXA de cadera izquierda fue obtenida (figura 10). La cadera izquierda se evalúa puesto que las fracturas longitudinales se observaron en los fémures y tibias y la espina dorsal lumbar era incompleta. El enfoque aquí era comprobar si la DMO fue suficientemente baja que las actividades normales de la carga podrían causar las fracturas observadas. DMO total fue de 1,299 g/cm2 con un correspondiente t-score de 1.8 que indica insuficiencia ósea no fue la causa de las fracturas longitudinales. Además, agrietamiento longitudinal post mortem produce líneas de fractura que a lo largo del grano del hueso y pueden producir fracturas en ángulos perpendiculares de otros84.

En el caso de estudio 2, figura 11 proporciona los resultados para un 13-años de edad, mujeres recuperadas de una fosa clandestina con antecedentes sospechosos de abuso a largo plazo. Numerosas fracturas antes de la muerte eran evidentes y patrones fue consistente con el abuso de niño85. Normas para evaluar la desnutrición en menores de edad incluyen la comparación de longitudes de huesos largos a una muestra de referencia. Las longitudes del miembro juvenil para este individuo fueron de 355 mm y 300 mm en el fémur izquierdo y tibia, respectivamente. Estas longitudes son tamaño emparejó más de cerca posible con longitudes promedios de 9 años (350 mm y 280 mm de fémures y tibias, respectivamente). Esto es consistente con un déficit de crecimiento pronunciado en este individual86,87. Ecuación de39 de Ruff para longitudes de fémur y tibia se utilizó para estimar estatura menores para el difunto. La estatura estimada fue de 53,3 pulg 136,2 (IC del 95%: 55.5 51.1 pulgadas). Esto fue comparado con las curvas de crecimiento del CDC 2000 para niñas de 2-2041. Como se ve en la figura 12, el difunto se encuentra por debajo del percentil 3rd para la estatura para la edad sugiriendo retrasado crecimiento muy por debajo de U.S. más hembras de 13 años de edad.  Se evaluó la DMO para proporcionar la penetración adicional en el grado de desnutrición como la asociación entre la pérdida de DMO y una nutrición deficiente está bien establecida25,35,36. La columna lumbar fue elegida por su integridad y su composición más grande del hueso trabecular. Se midió la DMO total de la columna lumbar AP en 0,660 g/cm2 con un z-score de -2.2 base de datos del fabricante. Base de datos del fabricante se una edad y sexo muestra con 1.948 personas entre 3-20 años88.  Este z-score es consistente con la DMO baja para la edad cronológica más proporciona evidencia consistente con desnutrición crónica (figura 13).

En el caso de estudio 3, figura 14 muestra los resultados de la DMO de la columna lumbar para un niño de 14 meses con hambre sospechada como la causa de la muerte. Los restos estaban en temprana etapa fresca de descomposición para articulación de epífisis no era una preocupación y peso 6,1 kg (13,4 libras). Para propósitos de comparación, los sistemas de clasificación de Waterlow y colegas y Gómez fueron empleados para estimar la desnutrición de las mediciones de altura y la edad de referencia. Siguiendo la ecuación de89 Gómez y colegas:

Porcentaje de referencia de peso para la edad = ((patient weight) / (peso del niño normal de la misma edad)) * 100

donde se toma el peso de un niño normal de la misma edad de una población de referencia. El niño en este caso medido en peso del 38% de la muestra de referencia de Gómez y colegas89, que es equivalente al grado III (desnutrición grave). El sistema de clasificación de Waterlow90 lugares 38% emaciación grave pero sin retraso en el crecimiento como la altura fue dentro del rango normal. La DMO total se midió en 0,190 g/cm2 mientras que el grupo de referencia de edad comparable tiene una DMO promedio total de la columna lumbar de 0.399 +-0,040 g/cm2 45. El z-score se calcula como:

z-score = ((medida DMO - edad comparable significa BMD) / población SD)

y fue -5.225 con la media de edad comparable de una población de referencia de 1 año de edad de 40 niños. Los datos de referencia fue producidos a partir de un estudio longitudinal de Braillon y compañeros de trabajo91 que ha sido validado en la literatura para la espina dorsal de la DXA BMD medidas49,92. Por otra parte, un estudio por Gallo y sus colegas sugiere que el niño DMO observada es por debajo del percentil 3rd de DMO de la espina dorsal para la edad de 12 meses edad92. Cualquier puntuación por debajo de -2 se considera una DMO baja para la edad cronológica, colocando al niño en el percentil 0.1 de la población normal (figura 13). Para la comparación, el peso del bebé (6,1 kg) fue trazado en el gráfico de curva de crecimiento CDC 2000 para varones de 0 a 3 años41. Como se ve en la figura 15, el niño cae muy por debajo del percentil 3rd para peso para la edad, que es consistente con el DXA z -score por debajo de -2 para la gama baja de individuos normales.

Figure 1
Figura 1: colocación de segmentos de la columna lumbar, L1-L4 para la exploración y orientación: (A) muestra la orientación correcta para el escaneo con apófisis espinosas orientados hacia abajo (corresponde a paso 2.2.3); B correcta ubicación para el escaneo con láser línea bisecan los cuerpos vertebrados y no hay contacto entre los cuerpos vertebrados y punto negro representa el punto de mira (corresponde a paso 2.2.4). La flecha indica la dirección a la cabeza del escáner. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: exploración de columna lumbar AP éxito ideal para análisis en. Corresponde al paso 2.2.7.

Figure 3
Figura 3: colocación de la articulación de la cadera (coxa os y fémur) para recrear la Unión de acetabulo-fémur. (A) indica la alineación de la articulación de la cadera para escanear con la cabeza femoral en el acetábulo y cabeza femoral y el trocánter mayor en el mismo plano paralelo a la mesa de exploración (paso 2.3.3) y el punto negro indica la ubicación del punto de mira para la tabla correcta colocación (paso 2.3.5). (B) ilustra el grado de rotación medial del fémur apropiado para el análisis (paso 2.3.4). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: éxito dejó cadera exploración ideal para el análisis. Tenga en cuenta que la cadera de os no se extiende por debajo del cuello femoral. Asegurar la colocación de la articulación no tiene la tuberosidad ilíaca inferior hasta el cuello femoral (paso 2.3.8).

Figure 5
Figura 5: ejemplo de una exitosa exploración de columna lumbar AP. L1 - L4 indica la colocación correcta de las líneas vertebrales entre cada vértebra (paso 3.1.1).

Figure 6
Figura 6: resultados de DMO de un análisis de columna lumbar AP (paso 3.1.4). Los resultados aquí presentados son de un blanco fallecido mujer, 31 años de edad y 64 pulgadas de alto. Informe ha sido anonimizado para su publicación. (A) presenta la imagen de vértebras lumbares correctamente escaneadas separados por software a líneas vertebrales; (B) analizar resultados listado las vértebras individuales y resultados de DMO total así como las puntuaciones t y z -para el individuo. Las puntuaciones t y zse obtuvieron utilizando la base de datos de referencia de OMS para mujeres blancas; Representa de gráfico (C) DMO vs edad donde DMO el individuo puntuación (círculo rayado) cae dentro del rango de las hembras adultas promedio en la base de datos de la OMS. 83 el sombreado azul oscuro representa el rango aceptable por encima de la media y la más ligera sombra azul representa el rango aceptable por debajo de la media, o las dos colas de la curva campana alrededor de la media en una curva de distribución normal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7: pantalla muestra un ejemplo de una exitosa exploración de cadera con la línea media femoral bisecan la femoral cabeza a inferior a la región trocantérica. La caja del cuello femoral debe ser en ángulo para captar el ángulo del cuello femoral completa (paso 3.2.2).

Figure 8
Figura 8: resultados de DMO de un análisis de cadera izquierdo (paso 3.2.5). Los resultados aquí presentados son de un blanco fallecido mujer, 31 años de edad, 64 pulgadas de alto. Informe ha sido anonimizado para su publicación. (A) presenta imagen de cadera izquierda debidamente digitalizada con la línea media colocada con precisión sin hueso adicional de cadera os; (B) analizar resultados listado el cuello, región trocantérea (Troch), la región intertrocantérea (Inter) y puntuaciones de DMO total así como las puntuaciones t y z -para el individuo. Las puntuaciones t y zse obtuvieron utilizando la base de datos de referencia de OMS para las mujeres blancas. Este individuo se clasifica como osteopenia con riesgo creciente de fractura mediante la OMS referencias83; Representa de gráfico (C) DMO vs edad donde DMO el individuo puntuación (círculo rayado) cae dentro del rango aceptable, aunque en el extremo inferior de las hembras adultas de pico en la base de datos de la OMS. El sombreado azul oscuro representa el rango aceptable por encima de la media y la más ligera sombra azul representa el rango aceptable por debajo de la media, o las dos colas de la curva campana alrededor de la media en una curva de distribución normal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 9
Figura 9: las radiografías para el estudio de caso 1. (A) muestra las fracturas longitudinales del fémur derecho y (B) la fractura transversal de la tibia derecha. También tenga en cuenta la reducida calidad radiopaca del fémur proximal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 10
Figura 10: resultados de DMO para estudio de caso 1. Los resultados aquí presentados son de un blanco difunto hombre, 40 años de edad, aproximadamente de 72 pulgadas de alto. Informe ha sido anonimizado para su publicación. (A) presenta la imagen de la exploración de cadera izquierda; (B) analizar los resultados que presenta el cuello, región trocantérea (Troch), la región intertrocantérea (Inter) y puntuaciones de DMO total así como las puntuaciones t y z -para el caso de estudio 1. Las puntuaciones t y zfueron obtenidas usando la base de datos de referencia de OMS para los varones blancos. 83 este individuo se clasifica como normal usando las referencias WHO; Representa de gráfico (C) DMO vs edad donde DMO el individuo puntuación (círculo rayado) cae dentro del rango aceptable de machos en la base de datos de la OMS. El sombreado azul oscuro representa el rango aceptable por encima de la media y la más ligera sombra azul representa el rango aceptable por debajo de la media, o las dos colas de la curva campana alrededor de la media en una curva de distribución normal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 11
Figura 11: Resultados de DMO para estudio de caso 2. Los resultados aquí presentados son de un blanco fallecido mujer, 13 años de edad, aproximadamente 53 pulgadas de alto. Informe ha sido anonimizado para su publicación. (A) presenta análisis de vértebras lumbares de AP para el estudio de caso 2 separados por software a líneas vertebrales; (B) resultados del análisis presentan las vértebras individuales y total DMO cuentas así como la puntuación zpara el individuo. Puntuaciones Zsólo se presentan en casos juveniles porque se obtuvieron utilizando la base de datos de referencia de OMS para individuos pareados por edad y sexo; Representa de gráfico (C) DMO vs edad donde DMO el individuo puntuación (círculo rayado) cae por debajo del rango(z -score =-2.2) de 13 años de edad las hembras blanco en base de datos del fabricante. 88 el sombreado azul oscuro representa el rango aceptable por encima de la media y la más ligera sombra azul representa el rango aceptable por debajo de la media, o las dos colas de la curva campana alrededor de la media en una curva de distribución normal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 12
Figura 12: cuadro de crecimiento que demuestra la maduración retrasada del difunto hembra de 13 años de edad. 41 el punto negro representa la estatura estimada promedio y las líneas negras representan el intervalo de confianza de 95% para la ecuación de estatura. El individuo se encuentra por debajo del percentil 3rd de estatura para la edad dentro de la gama entera de la CI. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 13
Figura 13: asignación de estudio de caso 3 infantil z -score en relación con la distribución de la población normal. Todos los valores debajo de la caja de centro roja para las medidas de la población normal se consideran que indican una DMO baja para la edad cronológica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 14
Figura 14: resultados de DMO para estudio de caso 3. Los resultados aquí presentados son de un niño masculino fallecido, 14 meses de edad. Informe ha sido anonimizado para su publicación. (A) presenta la exploración de las vértebras lumbares de la AP para el estudio de caso 3 mapa de hueso separado de la epífisis del cuerpo vertebral y procesos vertebrales circundantes; (B) resultados de exploración presentan las vértebras individuales y total resultados de DMO. Utilizados por este software de base de datos del fabricante no tenía ninguna información pareados por edad y sexo para niños menores de tres años de edad. Referencias de Braillon y colegas91 se utilizaron para calcular el z-score.

Figure 15
Figura 15: cuadro de crecimiento que demuestra el desgaste severo del niño de 14 meses de edad. 41 el punto negro representa el peso de 6,1 kg (13,4 libras) del niño. El niño cae muy por debajo del percentil 3rd para peso para la edad. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

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Los resultados presentados en este documento son ilustrativos de la aplicabilidad de las mediciones de DMO en contextos forenses. Como muestran la figura 6 y figura 8 , la posición análisis de individuos vivos para los análisis clínicos de DMO es reproducible con restos óseos, pero debe tenerse cuidado para asegurar la colocación apropiada. Esto es especialmente importante para el examen de cadera donde identificar la línea media del cuello femoral requieren el ángulo apropiado del fémur y sobreestimación de la DMO puede ocurrir si la tuberosidad ilíaca no está correctamente posicionada medialmente a la articulación del acetabulo femoral . Para el varón adulto en 1 estudio de caso, mediciones de DMO pueden proporcionar el trabajador (a) con información adicional sobre posibles condiciones patológicas. Sin una medida de la DMO, las fracturas longitudinales podrían haber sido consistentes con la escasez de hueso. Esto también ilustra que la evaluación de la DMO puede ser ventajosa sobre rayos x para discernir las etiologías posibles de la fractura.

Estudio de caso 2 y 3 proporcionan instancias donde mediciones de DMO fueron integrales para el establecimiento de la desnutrición grave que apoyaron los métodos más comúnmente utilizados. Casos juveniles de hambre fatal son difíciles de identificar y enjuiciar a especialmente cuando son recuperados restos en etapas avanzadas de la descomposición31,37,38. La adición de DXA escaneo protocolos cuando se sospecha de hambre fatal puede proporcionar más apoyo para llegar a conclusiones. En ambos casos menores, exploraciones DXA se aplicaron junto con los métodos estándar para comparar a estos individuos con hijos vivos. De hecho, en ambos casos la DXA resultados fueron consistentes con los resultados del método estándar que ilustra su utilidad en casos forenses de inanición grave o negligencia. En general, los tres casos discutidos aquí fueron reforzados por análisis DXA para incluir o excluir ciertas inferencias sobre cada caso. Sin embargo, existen limitaciones a este método se aplica en contextos forenses. Por ejemplo, investigaciones han demostrado que la relación entre el volumen del hueso y hueso en juveniles varía entre crecimiento etapas12,92. Garantizar que se utiliza la metodología adecuada y los datos normativos (es decir., datos normativos pareados por edad) es imprescindible. Cuando se evalúan a niños, comparación con otras metodologías, tales como medidas de los segmentos de la extremidad, debe incluirse en evaluación25,33 del practicante.

Una de las principales limitaciones de este método es la consideración de la tafonomía (es decir, los cambios diagenéticos en composición esquelética después de la muerte). Esto se refiere a la estimación de la supervivencia de elementos esqueléticos. En general, elementos esqueléticos con valores más altos de DMO durante vida conservará más fácilmente7,27, pero esto no excluye la posibilidad de que el mineral óseo ha sido alterado con el tiempo. Así, mientras que la DMO puede ser bioarchaeologically empleada para evaluar los niveles generales de supervivencia no se debería interpretarse como vivo DMO en muerte. Esto es porque si restos han sido alterados diagenetically, BMC no será un fiel reflejo de la DMO durante vida si intercambio mineral o catabolismo ha producido55. Por ejemplo, Ross y Juárez85 presentan un caso donde el infanticidio fue sospechado que puede haber sido debido a hambre fatal. Sin embargo, los métodos tradicionales fueron elegidos debido a la friabilidad de los restos sugiere extensa alteración tafonómica que los restos habían sido enterrados hace aproximadamente cuatro años debajo de un cobertizo antes de descubrimiento85. Así, como se mencionó anteriormente, la alteración tafonómica no habría sido un reflejo preciso de la DMO del bebé a la muerte. Para terminar, este método puede proporcionar apoyo para otros indicadores de malnutrición o patología metabólica ósea, sin embargo, debe evaluarse la condición de los restos antes de interpretar los resultados DXA en restos óseos.

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Disclosures

Los autores no declaran a intereses financieros en competencia.

Acknowledgments

Los autores desean reconocer los revisores editoriales, así como los dos revisores anónimos. Sus sugerencias y críticas válidas, muy apreciado y había mejorado considerablemente el 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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Análisis los restos óseos de densidad Mineral ósea en 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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