牙齿分期中邻近解剖语境的影响:非裁剪与裁剪根尖片用于牙齿年龄估计的观察性研究

《International Journal of Legal Medicine》:The influence of adjacent anatomical context in tooth staging: observational study of non-cropped vs. cropped radiographs for dental age estimation

【字体: 时间:2026年07月24日 来源:International Journal of Legal Medicine 2.6

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  牙齿年龄估计(DAE)适用于法医/司法与临床场景,其中Demirjian分期系统是最常用技术之一。然而,观察者间与观察者内变异性会影响DAE可靠性,尤其在受放大、畸变及解剖重叠影响的全景片评估中。在分期过程中,专家会有意识或无意识地依据牙齿及其周边区域可获得的

  
牙齿年龄估计(DAE)适用于法医/司法与临床场景,其中Demirjian分期系统是最常用技术之一。然而,观察者间与观察者内变异性会影响DAE可靠性,尤其在受放大、畸变及解剖重叠影响的全景片评估中。在分期过程中,专家会有意识或无意识地依据牙齿及其周边区域可获得的周围解剖特征分析牙齿发育。本研究探讨将牙齿作为区域兴趣(ROI)隔离(裁剪图像)是否影响Demirjian分期分配的再现性。研究采用301张7–14岁受试者全景片进行观察性横断面设计,三名资深法医牙科学家独立使用Demirjian系统对左侧下颌7颗牙(#31–#37)及存在的左侧下颌第三磨牙(#38)分期,每颗牙以完整全景片与裁剪片两种格式、间隔两周各评估两次。采用kappa统计评估观察者间与观察者内一致性。观察者内一致性高于0.81;裁剪图像仅引起边际变化,分期再现性轻微下降(Δ ?0.017与?0.023)。观察者间一致性在非裁剪(AC2=0.985)与裁剪图像(AC2=0.986)间几乎相同。所有观察者均可评估的裁剪片比例略低(90.7% vs 91.7%)。将牙齿作为ROI隔离未显著降低再现性,仅见微小观察者内下降且集中于前牙。结果表明,在经验丰富观察者中,裁剪不会降低Demirjian分期分配可靠性。未来DAE分期系统应更具描述性,不仅纳入牙齿相关发育细节,还应包含周围信息,如分析牙至咬合平面的距离及其与邻牙发育的关系。
研究背景与问题提出
牙齿年龄估计(DAE)在法医年龄鉴定、难民年龄核查、竞技体育参赛资格判定及人类学人口研究中有明确应用价值。Demirjian分期系统因阶段定义清晰、操作简便而被广泛采用,但该方法仍受观察者间与观察者内变异性制约。变异性来源包括全景片固有的放大梯度、几何畸变、解剖结构重叠,以及牙齿自身倾斜角度导致的根长误判;另一被忽视的来源是周围解剖语境(如牙齿距咬合平面距离、与邻牙相对位置、牙槽骨关系)对专家判断的潜意识引导,可能使分期偏离纯粹的根冠形态学标准而产生认知偏倚。若裁剪图像去除周边线索,理论上可减少偏倚,但也可能剥夺经验观察者用于佐证的信息,因此裁剪是否改变Demirjian分期再现性是一个需经实证回答的问题。
研究人员基于301张7–14岁印度尼西亚Diponegoro大学医学院伦理批准的数字化全景片(Vatech设备采集,150男151女,均值10.98±2.26岁),由三名≥8年经验的法医牙科学家对左侧下颌#31–#37及存在的#38进行Demirjian A–H分期。每张牙以完整片与裁剪ROI片(保留牙体上下界外余量但不含邻牙切/合与根尖信息)两种形式呈现,间隔两周重复读片。采用二次加权Cohen’s kappa评观察者内一致性,采用加权Gwet’s AC2评三名观察者间一致性,按Landis & Koch基准解释。结论为:经验观察者下裁剪不损害分期可靠性,观察者内kappa均>0.81,裁剪致微小下降(Δ?0.017、?0.023)且集中于前牙;观察者间AC2非裁剪0.985、裁剪0.986;可评估率略降(91.7%→90.7%)。该研究发表于《International Journal of Legal Medicine》,意义在于证伪“周边解剖语境为经验者分期必需”的假设,并为未来分期标准增加周边量化描述(如至咬合平面距离)提供论据。
主要关键技术方法
研究人员构建观察性横断面样本:301张7–14岁数字全景片,排除牙体异常、taurodontism、正畸史、肿瘤病理及低质畸变片;由非评分者按FDI将每片裁剪为#31–#38单牙ROI各图,保留冠根方向余量但不含邻牙冠根与根尖。三名盲法资深法医牙医依统一校准规则(疑议取低阶、多根取低阶、不可分期标NO、缺失标NA、允许缩放)对完整片与裁剪片各做两轮(隔2周)独立分期。统计上定义N为双方可读且均存的牙数,n为均给出A–H的牙数;用R 4.5.2 psych包算加权Cohen’s kappa(观察者内)与加权Gwet’s AC2(观察者间,抗偏斜优势),95%CI按渐近标准误,按Landis & Koch分级。
研究结果
引言部分已述背景,此处从结果小标题始。
结果显示所有三名观察者内一致性均>0.81(近完美)。Observer A裁剪后kappa微升,B降0.017,C降0.023;前牙下降最明显,如Observer C的#31由1.000降至0.856(Δ?0.144),#32由0.988降至0.838(Δ?0.150),后牙几乎不受格式影响。
观察者间一致性(加权Gwet’s AC2)非裁剪0.985(95%CI 0.984–0.987)、裁剪0.986(95%CI 0.985–0.987),Δ+0.001;全样本、分区、单牙均维持极高值。裁剪片三人皆可评比例90.7%略低于非裁剪91.7%。
讨论部分指出:Demirjian系统阶段数少于Moorrees与Nolla,利于训练但第三磨牙描述力不足;前牙全景片分辨率低、畸变大故裁剪去语境对其影响稍显;后牙因阶段集中G–H且根形典型故稳定。观察者间几乎无差,说明相邻解剖语境对经验者无显著锚定作用。经验水平是关键调节变量,初学者或受影响不同。AI训练库仍依赖人工分期,故理解人-图交互有价值。局限在于7–14岁样本早期牙多居G–H、A–C仅见于第三磨牙,高估了高阶段牙的kappa;且仅资深者参与。
结论翻译
在经验观察者设定下,将全景片裁剪以隔离单牙并未实质性降低Demirjian分期分配的再现性。两种条件下观察者内一致性均近完美,观察者间一致性在非裁剪与裁剪图像间一致,表明周边解剖语境的有无不影响受训观察者的分期一致性。裁剪唯一持续但微小的下降见于前牙。结果说明完整片与裁剪片均可接受用于专家Demirjian分期,裁剪可在不损可靠性的前提下应用。周边解剖语境是否为经验较少观察者提供可测助益,以及更具描述性的分期标准能否进一步改善前牙再现性,需未来专门研究。
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