基于面部缝愈合与改良评分系统的年龄估计新型定量方法

《Applied Sciences》：Novel Quantitative Approach for Age Estimation Using Facial Suture Closure and Modified Scoring Systems Siriwat Thunyacharoen, Chirapat Inchai and Pasuk Mahakkanukrauh

　　

背景：尽管人类颅缝（cranial sutures）是法医人类学中死亡年龄推断的成熟指标，但面缝（facial sutures）在面部生长发育中的关键作用尚未得到充分利用。颅面缝闭合模式（craniofacial suture closure patterns）的宏观检查可反映生理衰老过程，并能在犯罪现场提供有价值的信息。本研究旨在通过定量评估面缝闭合模式对年龄推断的效用，以填补该领域知识空白。方法：研究人员对296例泰国颅骨进行分析，基于解剖形态学评估面缝闭合情况。采用多种已建立的分类系统对缝进行评估，以确定预测年龄范围的最有效方法。为确保一致性和可靠性，由三名独立评定者进行评估。结果：评估显示良好的组内相关系数（Intraclass Correlation, ICC = 0.755, df = 14, p < 0.05）。在测试的分类方法中，改良Meindl-Lovejoy评分系统（Modified Meindl and Lovejoy Scoring System）灵敏度最高，男性为90.9%~100%，女性为75.4%~96.1%。具体而言，颧上颌缝（zygomaticomaxillary suture）在男性中灵敏度最高，而额鼻缝（frontonasal suture）和蝶颧缝（sphenozygomatic suture）是女性最敏感的指标。利用总合分（Total Sum Score, TSS）建立了性别特异性死亡年龄线性回归公式：男性：死亡年龄 = 1.7625(TSS) ? 17.094；女性：死亡年龄 = 1.7325(TSS) ? 12.865。结论：面缝表现出明显的性别特异性闭合模式，可作为年龄推断的稳健可靠指标，男性灵敏度通常更高。该新型方法的效用高度依赖于所采用的评分系统，突显了采用改良的性别特异性分析的关键重要性。这些针对泰国人群定制的人群特异性模型有效优化了年龄推断结果，但将该方法与更广泛的生物学特征分析相结合对于高置信度的法医鉴定仍然至关重要。

该研究发表于《Applied Sciences》，旨在解决法医人类学中年龄推断这一核心难题，特别是在骨骼化遗骸的个人识别过程中。颅骨作为犯罪现场常见的骨骼遗存，其缝闭合模式长期以来被认为是反映生理衰老过程的重要指标。然而，现有研究多集中于颅缝（cranial sutures），面缝（facial sutures）因其在面部生长发育中的关键作用却未能得到充分利用。当颅骨是骨骼中保存最完好的部分或穹窿缝（vault sutures）受损时，颅面缝的形态对辅助识别具有极高价值。研究人员以泰国人群为研究对象，系统评估面缝闭合的定量特征，检验不同评分系统的效能，并建立性别特异性的年龄推断模型，以期为法医实践提供可靠的种群特异性方法。

本研究的关键技术方法主要包括以下方面：样本来源于泰国清迈大学骨骼学研究与培训中心（Osteology Research and Training Center, ORTC）的尸体捐献，共纳入296例泰国北部人群的颅骨标本（男性159例，女性137例），年龄范围26~100岁，排除创伤性颅面骨折、手术史及病理异常者。研究采用三种已建立的经典评分系统进行形态学分类：Acsádi和Nemeskéri评分系统（将缝细分为小段并赋予权重，反映早期快速闭合后缓慢渐进闭合的特征）、Meindl和Lovejoy评分系统（仅关注外颅缝表面，以1厘米圆形区域内缝闭合程度按0~3分简化评分）以及Frédéric评级量表（基于缝闭合百分比的0~4分五级评分）。本研究的创新性在于改良了评分策略，同时采用最高级别分数与次级分数相结合的方式计算灵敏度，以优化实际法医应用中的年龄区间评估。统计分析中，三名独立评定者进行盲法评估，通过组内相关系数（ICC）检验评估者间信度，采用一元方差分析（one-way ANOVA）和技术误差测量（TEM）及可靠性系数（R）评估测量精度，并构建性别特异性线性回归方程。

研究结果部分可按以下核心要点陈述：

**不同分类系统的灵敏度比较**：三种评分系统在不同性别样本中表现出差异化效能。改良Meindl和Lovejoy评分系统在男性和女性中均展现出最高灵敏度，男性达99.4%，女性达92.7%；Acsádi和Nemeskéri评分系统次之（男性98.8%，女性91.1%）；Frédéric评级量表相对较低（男性96.3%，女性85.4%）。这表明简化且专注于外颅缝表面的评分框架更利于观察者达成一致，减少主观偏差。

**各面缝的闭合时序与性别差异**：研究揭示了面缝闭合的渐进式时序规律。上颌间缝（intermaxillary suture）在18~20岁即完全闭合，男性完全闭合比例（74.1%~80.3%）显著高于女性（45.5%~53.7%）；鼻间缝（internasal suture）于20~30岁完成闭合，同样呈现男性闭合更早的趋势。额鼻缝与蝶颧缝指示50~60岁年龄区间，是女性最敏感的指标。额上颌缝（frontomaxillary suture）闭合始于70岁以后，是晚期年龄推断的参考。颧上颌缝在男性中灵敏度最高，但可保持不完全嵌合至70岁。颧颞缝（zygomaticotemporal suture）作为面部最外侧缝之一，嵌合始于70岁。额颧缝（frontozygomatic suture）是唯一位于眶外侧缘的缝，80~100岁间逐步闭合，且即使至95岁亦未完全融合。总体而言，男性各面缝闭合灵敏度普遍高于女性，提示性激素、机械应力差异可能调控缝闭合进程。

**信度与测量精度**：三名评定者计算的ICC值为0.755（df = 14, p < 0.05），达到良好水平；TEM和R系数范围0.90~0.98，表明 intra-observer 和 inter-observer 一致性良好。细致分类系统虽增加操作复杂度，但有助于提升评估一致性和降低观察者误差。

**年龄推断回归方程的建立**：基于Meindl和Lovejoy分类的总合分（TSS）与死亡年龄建立线性回归，男性公式为：死亡年龄 = 1.7625(TSS) ? 17.094，R² = 0.7644，均方根误差（RMSE）= 6.9304；女性公式为：死亡年龄 = 1.7325(TSS) ? 12.865，R² = 0.7702，RMSE = 7.5010。决定系数表明模型具有中等可接受度，性别特异性的分离建模有助于提升推断精度。

讨论部分指出，人类颅骨在法医现场中常是保存最完好的骨骼，增强颅骨指标的效用是法医人类学的重要目标。面结构作为颅骨的组成部分，可用于年龄推断的一个方面。本研究证实面缝具有可用于年龄推断的独特闭合模式，男性灵敏度高于女性，支持面缝作为可靠颅骨指标的潜力。上颌间缝通常在18岁左右大部分闭合，但可能持续至20年代末，受咀嚼力、遗传多样性和激素影响；鼻间缝于20余岁开始闭合，30年代完成。额鼻缝和蝶颧缝闭合于50~60岁，与既往尸体研究结果一致。额上颌缝70岁后才开始闭合。颧上颌缝保持部分嵌合至70岁。额颧缝作为眶外侧缘唯一缝，20~95岁间渐进变化，骨表面随年龄增长趋于不规则化，源于额骨和颧骨骨性突起向缝区的延伸和增生，通常在80年代发生骨性联合（synostosis），但95岁仍未完全融合。

面缝闭合的变异性，如青少年晚期上颌间缝早期融合与额上颌缝延迟至70岁闭合，可能反映了局部生物力学应力、遗传倾向和激素调控的差异。面缝作为动态生长边界，终生参与颅面形态发生。Meindl和Lovejoy强调外颅缝闭合是可靠年龄判定方法，本研究结果支持侧前缝的效用。从进化生物学角度，男性显著性状的成因涉及性别二态性（sexual dimorphism）；然而，面缝闭合也可能受颅面结构高强度活动和运动的影响，男性缝闭合或因此产生偏倚。

Sarnat将软骨内成骨、附加生长和缝生长描述为上颅面结构出生后发育和形态发生的基本驱动因素。面缝出生时开放，终生经历持续骨化过程。颅面缝发育和 obliteration 系遗传程序调控且对机械刺激敏感，沿特定向量（如咀嚼力）精确调控而非简单扩张。面部形态测量学作为非侵入性方法，在年龄推断中展现应用前景，可独立或联合其他方法使用。随年龄增长，面缝经历 obliteration，可通过评分系统评估，与 chronological age 存在统计学显著关联。本研究的局限性在于特定聚焦泰国人群，以及视觉评分中可能存在观察者变异。未来研究应探究面缝评估在不同祖先群体中的适用性，并探索自动化成像系统以提升可重复性和诊断准确性。

研究结论部分翻译如下：基于既定标准，经全颅缝闭合分析支持，所检查的颅骨对应不同性别。面缝及其闭合模式的研究为年龄推断提供了宝贵见解，不同评分系统为男性和女性提供了不同水平的灵敏度。在泰国人群中评估了通过骨骼分析进行年龄推断的多种方法，特别关注面缝 obliteration。结果表明，面缝闭合可作为 chronological age 的可靠替代指标，尽管各缝参数依所应用评分分类呈现不同灵敏度。三种不同方法得出的年龄估计与样本已知 chronological age 的比较分析证实，这些标准对死亡年龄判定有效。这些发现提示，虽然三种衰老方法均具效能，但应整合入多方法框架以提升精度。此外，针对泰国人群定制的人群特异性模型可进一步优化年龄推断结果。尽管结果令人鼓舞，额外的生物学特征分析对于高置信度法医鉴定仍然至关重要。最终，本研究验证了面缝作为 robust 年龄指标的效用，并强调了性别特异性分析和改良评分系统的关键重要性。