基于多参数CT的成人年龄估计：利用胸椎退行性改变、椎体骨质与椎旁肌衰减值的回归分析方法

《Diagnostics》：Multiparametric CT-Based Adult Age Estimation Using Thoracic Vertebral Degenerative Changes, Vertebral Bone and Paraspinal Muscle Attenuation: A Regression-Based Approach

　　

成人年龄估计仍具有挑战性，因为退行性过程缺乏统一的进展且表现出显著的个体间差异。本研究旨在利用多排探测器计算机断层扫描（MDCT）评估胸椎退行性变与实际年龄之间的关联，并开发基于回归的年龄估计模型。研究共纳入240名个体（120名女性和120名男性）。评估了四个参数——骨赘形成、关节突关节退变、椎体骨质衰减值和椎旁肌衰减值，生成了15个用于回归模型的衍生变量。在合并样本和按性别分层的样本中进行了单变量和多变量线性回归分析。使用1000次自助法重采样进行内部验证。在单一变量中，线性骨赘测量（L0）在合并样本中表现出与年龄最强的关联性（R² = 0.682），且均方根误差低于10年。构建了两个多变量回归模型。在合并开发样本中，允许形态学和基于衰减值的变量同时进入选择程序的模型1，其R²达到0.84，均方根误差为6.93年。基于形态学的模型2产生了0.75的R²和8.58年的均方根误差。自助法内部验证显示其性能略低于表观估计值。通过MDCT评估的胸椎退行性和基于衰减值的参数，展示了作为成人年龄估计补充方法的潜力。提出的双模型策略可能为在不同法医学条件下评估胸椎参数提供灵活性。需要在多中心和死后队列中进行外部验证，以建立模型的普遍适用性并评估其在常规法医学应用中的适用性。

在法医人类学和法医学中，成人年龄估计是生物_Profile重建的核心环节。由于成年人的衰老过程缺乏统一的进展规律且存在显著的个体间差异，估计其年龄比通过骨骼和牙齿成熟度评估未成年人的年龄更具挑战性。现有的基于耻骨联合、耳状面和肋骨胸骨端的形态学评估方法在准确性和可重复性上存在局限。虽然椎体骨赘形成与年龄的关联性受到关注，但以往研究多局限于单一形态学参数，缺乏将关节突关节退变以及椎体骨质、椎旁肌等定量衰减参数整合的多变量模型。胸椎因受胸廓稳定作用而活动度相对有限，其退行性改变可能更客观反映年龄变化，且胸椎常被纳入常规临床CT检查，数据易于获取。为填补这一研究空白，研究人员评估了胸椎退行性变与实际年龄的关联，开发了基于回归的年龄估计模型并进行内部验证，旨在探讨多参数结合对提高年龄预测准确性的意义，该成果已发表在《Diagnostics》。

研究人员开展了主要关键技术方法如下：研究采用基于Hacettepe University Hospital放射科的240例双生个体240例（20-79岁）胸椎MDCT回顾性影像队列。主要技术包括：利用骨窗与软组织窗重建图像对骨赘形成（采用修改版Chiba分类进行线性与形态学分级）和关节突退变（修改版Weishaupt分类）进行视觉形态学评分；在T4、T8、T12代表层面提取椎体骨质和椎旁肌CT衰减值（以Hounsfield单位计）；生成15个衍生变量后，构建单变量与多变量线性回归模型（包含全变量非限制模型1与纯形态学限制模型2）；使用1000次自助法重采样进行内部验证，采用组内相关系数（ICC）评估观察者内与观察者间可靠性。

研究结果如下：
参数可靠性及性别差异：所有评估变量均表现出极佳的观察者内可靠性（ICC：0.925-0.991）和良好至极佳的观察者间可靠性（ICC：0.835-0.985）。骨赘形成程度和数量在男性中略高，而女性关节突退变评分更高。除T12层面椎旁肌衰减值存在显著性别差异外，其余骨与肌肉衰减值无明显性别差异。所有变量均表现出显著年龄相关性，骨赘与关节突退变随年龄增加，而骨与肌肉衰减值随年龄下降。

单变量回归分析：骨赘相关变量比衰减值变量具有更高的决定系数（R²）和更低误差。在合并样本中，线性骨赘测量L0与年龄关联性最强（R² = 0.682，均方根误差低于10年）；在女性中，F0和L0预测能力最强；在男性中，L0同样为显著预测因子。

多变量回归模型构建：在合并样本中，包含全变量的模型1保留了L0、F0、L-max、B-T12和M-T12，其表观性能达到R²=0.84，均方根误差为6.93年；仅含形态学变量的模型2保留了L0、F0和L-max，表观性能为R²=0.75，均方根误差8.58年。两模型性能在Bootstrap内部验证中均出现轻微下降。

预测准确性与偏差：在合并开发样本中，模型1的84.3%与模型2的75.0%预测年龄误差在±10年内。分龄分析显示，模型1在不同年代组均方根误差变异性较小，而模型2在70-79岁组误差增加，呈现对30岁个体的高估和对70岁个体的低估。平均95%预测区间在模型1为28.01年，模型2为34.38年。

讨论与结论部分总结翻译：本研究探讨了基于CT影像的胸椎退行性改变及衰减参数在成人年龄估计中的潜力，表明视觉评估特征和定量衰减值均与年龄相关并可用于回归预测。与既往仅依赖骨赘的研究相比，多变量模型的整合提升了预测效能，T12层面参数的高关联性可能源于胸腰椎连接区的独特生物力学结构。尽管理想状态下模型1误差较低，但其受死后自溶腐败影响较大；模型2不依赖软组织衰减值，在软组织条件不佳的法医现场更具应用价值。研究存在回顾性设计缺乏生活方式协变量、不同CT扫描仪协议致衰减测量标准化不足、以及仅基于单中心生前数据等局限性，较宽的预测区间也反映了成人年龄估计固有的个体差异挑战。研究结论指出，结合形态学与椎体骨及椎旁肌衰减值的回归模型为成人年龄估计提供了多维度的评估方法。虽然引入衰减参数降低了开发样本预测误差，但双模型策略需视法医现场影像条件灵活选用。该模型应初步视作探索性补充工具，亟需多中心与死后队列外部验证以确立常规法医应用的普遍性与可靠性。