Судебно-медицинское определение возраста по остеопоротическому изменению губчатой ткани тел поясничных позвонков

Publication in electronic media: 21.12.2011 under http://journal.forens-lit.ru/node/616
Publication in print media: Актуальные вопросы теории и практики судебно-медицинской экспертизы, Красноярск 2007 Вып. 5

В. Э. Янковский, С. А. Фоминых, А. В. Пивоваров

г. Барнаул, кафедра судебной медицины с основами права ГОУ ВПО «АГМУ Росздрава»

При обнаружении трупов неизвестных лиц одним из основных вопросов, поставленных на разрешение эксперта при проведении судебно-медицинской экспертизы, является установление общих идентификационных признаков личности (половая и возрастная принадлежность).
Основными объектами, направляемыми следствием на судебно-медицинскую экспертизу, в случаях гнилостно измененного трупа неизвестного лица или обнаружения костных останков, являются кости скелета, которые наиболее устойчивы к гнилостной трансформации и несут на себе различные информационные признаки, в том числе и возрастные. Нередко объектами судебно-медицинской экспертизы могут быть лишь части тела, что бывает при чрезвычайных происшествиях (авиационные, железнодорожные катастрофы и т.д.), а также в случаях сокрытия следов преступления, когда преступники отчленяют голову и кисти, или кремируют останки. Все это делает невозможным установление индивидуальных особенностей и проведение идентификации личности.

В основе определения возраста индивида по костям скелета лежит исследование инволютивных изменений костной ткани. Существенным показателем возрастной динамики считается остеопороз как универсальный признак старения кости, характеризующийся уменьшением количества костного вещества в единице объема, истончением кортикальных слоев компакты (Никитюк Б.А., 1966) и снижением костной массы.

В первую очередь изменения происходят в трабекулярной кости, так как она имеет большую поверхность, относительно тонкую структуру и особенно чувствительна к быстрой потере костного вещества (Lord S.R., Sinnett P.F., 1986). Трабекулярные пластинки могут перфорироваться или полностью разрушаться (Livesley В., Atkinson L., 1974), особенно горизонтальные, которые играют роль «шпал» (Kenzora J.E. at al., 1984). Истончение трабекул и потерю трабекулярной структуры расценивают как основной признак губчатой ткани кости при остеопорозе (ParfittAM. atal, 1983).

Известно, что остеопоротические изменения развиваются раньше в поясничных позвонках, так как их тела содержат большое количество трабекулярной кости. Это связано и с биомеханически трудным напряженным функционированием поясничного отдела позвоночника, на грани биологического предела прочности (Глыбов Г., Васильев В., 1965; Александер Р. 1970, Обысов А.С., 1971; Зациорский В.М., Сазонов В.П., 1985; Аруин А.С., Зациорский В.М., 1988). При этом происходит изменение формы тел позвонков, что может приводить к развитию ползучей деформации, от слегка усиленной вогнутости нижней и верхней замыкательных пластинок до более сильных деформаций, с образованием так называемых «рыбьих» позвонков (Krokowski E. at al., 1976).

Изучению остеопороза губчатой кости поясничных позвонков в возрастном аспекте посвящена работа Э.Ф. Эрлиха (1993), который изучал степень остеопороза с помощью фотоэлектроколориметрического метода. Автором была установлена сильная корреляционная связь между возрастом индивидов и степенью остеопороза, что позволило разработать уравнения парной линейной регрессии для определения возраста. Однако на фронтальных распилах, использованных им, не полностью отражается истинное состояние остеопороза из-за вертикального расположения балок, которые частично перекрывают друг друга.

Поэтому целесообразнее проводить распилы тел позвонков в горизонтальной плоскости, так как именно в таком случае будут регистрироваться наибольшие возрастные изменения губчатой кости.

Нами было проведено исследование губчатого вещества тел I - V поясничных позвонков (всего 645), изъятых у лиц обоего пола в возрасте от 20 до 91 года, без явной костной патологии. Из них, 345 позвонков принадлежали мужчинам и 300 - женщинам. Все наблюдения были распределены на возрастные группы в соответствии с классификацией ВОЗ: взрослый, зрелый, пожилой и старческий возраст (таблица 1).

При изучении губчатого вещества поясничных позвонков использовали анатомо-морфологический, электрофотометрический и вариационно-статистический методы.

Из центральной зоны тела каждого поясничного позвонка в горизонтальной плоскости выпиливали по 2 пластинки, толщиной около 3 мм. Струей горячей воды удаляли костный жир, пластинки высушивали при комнатной температуре. Визуальная оценка костных пластинок проводилась непосредственной микроскопией (МБС-9, увеличение 10-32х). Количественную характеристику губчатого вещества определяли с помощью фотоэлектроколориметра «КФК - 3», при длине волны 550 н.м. Для этого на костных пластинках тела каждого поясничного позвонка в стандартных зонах (по 10 зон для каждой пластинки) нами измерялся коэффициент светопропускания губчатого вещества, выражающийся в процентах. Измерения проводили относительно воздуха, принимая его за эталон. Полученные данные суммировали и определяли общий средний коэффициент светопропускания губчатого вещества для всего позвонка. Далее полученные данные для I - V поясничных позвонков суммировали и определяли общий средний показатель для всего поясничного отдела.

На основании проведенных исследований нами были установлены следующие данные.

В губчатом веществе поясничных позвонков на горизонтальных распилах у лиц взрослой группы визуально определяются два сгущения костного вещества в областях прикрепления дуги позвонка. Костные балки веерообразно расходятся из этих центров, заканчиваясь у наружной компактной пластинки позвонков. Губчатое вещество позвонков этого возраста имеет равномерную мелкоячеистую структ}фу (рис. 1.а.).

В зрелом возрасте (с 35-36 лет) наблюдается некоторое увеличение размеров ячеек, однако резкого истончения костных балок мы не наблюдали.

В пожилом (с 56-60 лет) и старческом (более 75 лет) возрасте ячейки трабекулярной кости становятся более крупными, балки истончены, в отдельных случаях имеют вид волосков или вообще исчезают. При этом каких-либо полостей в губчатом веществе позвонков мы не наблюдали (рис. 1.6.).

Описанная картина позволяет провести визуальную приблизительную возрастную дифференцировку объекта.

Рис. 1. Губчатое вещество II поясничного позвонка (а - жен. 28 лет, б - жен. 79 лет).

При исследовании костных пластинок фотоэлектроколориметрическим методом нами отмечено увеличение коэффициента светопропускания с возрастом, обусловленное нарастанием остеопороза.

Статистическую обработку полученных результатов проводили на компьютере «IBM PC Pentium», с использованием программы «Microsoft Excel». По общепринятым формулам вычисляли точечные характеристики рядов, рассчитывали формулы полиномиальной регрессии.

Анализ точечных характеристик коэффициента светопропускания губчатого вещества тел поясничных позвонков показывает, что у женщин во взрослой возрастной группе средние показатели составляют 12,07+4,85%, в зрелой возрастной группе они увеличиваются до уровня 16,84+4,64%, в пожилой и старческой группах происходит значительное увеличение светопропускания, которое достигает 25,62±6,57% и 37,11+10,47 % (рис. 2, 3). В мужской группе динамика средних показателей аналогична таковым в женской группе. Во взрослой возрастной группе средние показатели составляют 11,32+3,24%, в зрелой - 18,25+6,80%, в пожилой и старческой группах 26,03±6,54% и 36,87±12,57% соответственно.

При сравнении показателей светопропускания между возрастными группами при помощи t-критерия Стьюдента установлено их значимое изменение.

Рис. 2. Точечная диаграмма возрастных изменений коэффициентов светопропускания губчатого вещества поясничных позвонков женщин.

Рис. 3. График средних показателей и средних квадратических отклонений коэффициентов светопропускания губчатого вещества поясничных позвонков женщин.

Точечная диаграмма возрастных изменений и график средних показателей коэффициентов светопропускания в губчатом веществе поясничных позвонков как у женщин, так и мужчин свидетельствуют о том, что их возрастная динамика нелинейной закономерности.
При нелинейной зависимости возраста и показателей светопропускания необходимо использовать уравнение полиномиальной регрессии, которое имеет следующий вид:

Y=a₁X³+a₂ X²+ a₃X+b±c,

где: Y - возраст индивида; X - коэффициент светопропускания (%); ai, a2, а3 - коэффициенты пересечения между Y и X; b - коэффициент регрессии между Y и X; с - стандартная ошибка уравнения.

Полученные данные показали то, что коэффициент светопропускания губчатого вещества поясничных позвонков имеет высокую связь с возрастом и его можно использовать в возрастном тесте. Данный подход позволил сократить ошибку определения возраста до + 3,9 лет в женской и до + 6,8 лет в мужской группах.

Список литературы

1. Александер, Р. Биомеханика /Р. Александер. -М.: Мир, 1970. - 340 с.
2. Аруин, А. С. Эргономическая биомеханика /А. С. Аруин, В. М. Зациорский. -М.: Машиностроение, 1988,-256 с
3. Глыбов, Г. Источники биомеханики люмбалъной части позвоночника / Г. Глыбов, В. Васильев // Изд. инст. морфологии Болгарской АН, 1965. № 11. - С. 79-103.
4. Зациорский, В. М. Биомеханические основы профилактики повреждений поясничной области позвоночника при занятиях физическими упражнениями / В. М. Зациорский, В. П. Сазонов // Теория и практика физкультуры. - 1985. -М 7. - С. 33-41.
5. Никитюк, Б. А. Старение скелета / Б. А. Никитюк // Проблемы геронтологии и гериатрии в ортопедии. -Киев, 1966. -С. 105-108.
6. Обысов, А. С. Надежность биологических тканей /А. С. Обысов. - М.: Медицина, 1971. - 130 с.
7. Эрлих, Э.Р. Комплексное исследование тел поясничных позвонков для определения пола и возраста человека: Автореф. дис. ... канд. мед. наук/Э. Р. Эрлих. -Барнаул, 1993. - 25 с.
8. Kenzora J.E., McCarthy R.E., Lowell J.D., Sledge C.B. Hip fracture mortality: relation to age, treatment, preoperative illness, time of surgery, and complications. Clin Orthop 186 (1984). P. 45-56.
9. Krokowski E., Polonyi S. und Friske M. Interpretation der Osteoporosezeichen im Rontgenbild als Teilaspekte der neuen hamodynamisch-biostatischen Theorie der Osteoporose. Fortschr. Rontgenstr. u. Nukl.-Med. 125 (1976). P. 310-317.
10. Livesley В., Atkinson L. Repeated falls in the elderly. Mod Geriatr 4 (1974). P. 458-467.
11. Lord S.R., Sinnett P. F. Femoral neck fractures: admissions, bed use, outcome and projections. Med J Austr 145 (1986). P. 493-496.
12. Parfitt A.M., Mathews C.H.E., Villanueva A.R., Rao D.S., Rogers M., Kleerekoper M. and Frame B. Microstructural and cellular basis of age related bone loss and osteoporosis. In: Frame B. And Potts jr. J.T. (Eds.). Clinical disorders of bone and mineral metabolism. Excerpta medica, Internat. Congress series 617. Amsterdam, Oxford, Princeton 1983. P. 328-330.