突破50岁以上年龄的界限:利用定量超声技术测定大脑皮层的声速,作为评估老年人生命末期的新方法

《Forensic Science International》:Breaking the 50+ Barrier: Cortical Speed of Sound via Quantitative Ultrasound as a New Age-at-death Estimator in Older Adults

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Forensic Science International 2.5

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  皮质骨声速(SoS)作为非破坏性生物标记,用于估计老年个体死亡年龄,通过定量超声(QUS)分析桡骨、胫骨和第三掌骨的SoS数据,结合贝叶斯模型验证其在40-79岁年龄段的准确性,MAE最低达3.8-7.4年,为改善老年骨骼年龄估计提供新方法。

  随着人口老龄化的加剧,法医学领域中涉及老年人的案件数量正在迅速增加。老年人的死亡案例,包括单独死亡(即“kodokushi”)现象,给法医鉴定工作带来了新的挑战。传统的年龄估算方法在评估老年人的年龄时往往存在较大的误差,通常只能将年龄分为“50岁以上”或“60岁以上”等宽泛的类别。这种粗略的分类方法不仅降低了鉴定的准确性,也对那些因年龄而成为弱势群体的个体造成了不公平的影响。因此,开发一种更精确、适用于老年人年龄估算的新方法变得尤为重要。

本研究旨在评估定量超声(QUS)技术中测量的皮质骨声速(SoS)是否可以作为一种有效的年龄估算工具。与传统的宏观年龄标志物相比,SoS具有非破坏性、便携性和经济性的特点,这些特性使其在法医学现场工作中更具优势。此外,SoS的测量还能够提供关于皮质骨质量的更具体信息,从而为老年人的年龄估算提供更细致的依据。

在法医学实践中,年龄估算通常依赖于骨骼的形态学特征,如耻骨联合、髂骨耳状面和肋骨末端等。这些传统方法虽然在过去的几十年中被广泛使用,并且在不同人群中得到了验证,但它们在老年人群体中的可靠性却有所下降。特别是,这些方法往往无法准确区分不同年龄段的个体,导致年龄估算的误差较大。此外,这些方法主要依赖于骨骼的表面特征,因此在骨骼碎片化的情况下,其应用受到了限制。

为了克服这些局限性,研究人员开始探索非破坏性的替代方法,例如定量超声技术。定量超声技术通过测量骨骼中声波的传播速度来评估骨密度和骨质量。这种技术在医学领域已有广泛应用,但在法医学中的应用仍处于初步阶段。皮质骨的声速值可以反映其微结构和孔隙的变化,这些变化与年龄密切相关。因此,SoS值可以作为一种有效的年龄估算指标。

本研究收集了168名个体的皮质骨声速数据,这些个体来自美国中西部和东田纳西地区的解剖学捐赠者。所选样本包括桡骨、胫骨和第三指骨等三种外周长骨,这些骨骼在法医学现场中具有较高的保存概率。通过使用贝叶斯线性模型和广义加性模型,研究人员分析了皮质骨质量随年龄变化的非线性特征,并评估了基于SoS的年龄估算模型的性能。

研究结果表明,SoS值能够很好地反映皮质骨质量的年龄相关变化,且在不同性别中表现出特定的模式。年龄估算模型在40-49岁和70-79岁年龄段中表现出较高的准确性,其平均绝对误差(MAE)分别为7.4-8.8年。在男性中,60-69岁年龄段的MAE最低,为3.8年;而在女性中,30-39岁年龄段的MAE最低,为5.6年,随后是70-79岁年龄段的6.24年。这些结果表明,SoS作为一种年龄估算工具,具有较高的应用潜力,特别是在老年人群体中。

此外,研究还探讨了SoS值在不同测量条件下的表现。结果显示,骨骼的完整性和测量部位(左侧或右侧)对SoS值有一定影响,但这种影响在统计上并不显著。这表明,SoS作为一种年龄估算指标,具有一定的稳定性,可以在不同的测量条件下保持较高的准确性。

综上所述,本研究证明了定量超声技术在评估老年人年龄时的有效性。SoS值不仅能够提供关于皮质骨质量的详细信息,还能够在非破坏性、便携性和经济性的前提下,提高年龄估算的准确性。这一方法的引入为法医学领域提供了一种新的工具,有助于更精确地识别老年人个体,特别是在那些传统方法难以准确估算的案例中。未来的研究可以进一步探索SoS值在不同种族和地理区域中的适用性,以及其与其他年龄估算方法的结合使用,以期为法医学实践提供更全面的支持。
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