周宇驰¹ , 张惠芹¹ , 刘良财² , 赵旭东¹

(1.中国人民公安大学, 北京　100038; 2.晋江市公安局刑侦大队, 福建泉州　362200)

摘　要　法医人类学是运用体质人类学的理论和方法的一门新兴应用学科, 个体识别是法医人类学的重要内容。在法医人类学实践中, 儿童骨骼的个体识别一直是个难题。对儿童骨骼的法医人类学鉴定主要运用形态测量法、放射线检查、组织学检查进行性别鉴定、种属鉴定、年龄判定、身高推断等。此外, 化学元素分析、DNA检测、超声骨龄评测等一些其他的儿童骨骼个体识别方法也有所应用。

关键词　儿童骨骼; 个体识别; 法医人类学

0　引言

法医人类学( forensic anthropology) 是运用体质人类学的理论和方法, 研究解决法律中涉及人的(主要是骨骼) 种族、性别、年龄、身高以及面貌特征的一门新兴的应用科学^[1] 。它对人体骨骼作出年龄、性别、种族和身高等项目的鉴定, 进行个体识别。在法医人类学实践中, 儿童骨骼的个体识别一直是个难题, 有关儿童骨骼个体识别的研究较少。本文将介绍一些儿童骨骼个体识别的常用方法和最新进展。

1　形态学测量法

1．1　性别鉴定

目前研究证实, 儿童骨骼以骨盆的性别差异最为显著^[2] 。儿童骨盆存在的性别差异, 表现在男孩的骨盆高度、骨盆宽度、入口宽度、髂骨内宽、髂骨长度、坐骨长度、坐骨结节间宽、股骨颈长度和骨盆角等都大于女孩; 而女孩的耻骨间宽、坐骨结节内侧宽、耻骨长度、髂骨切迹宽度、闭孔内宽、耻骨角、股骨骨盆角和入口指数(入口矢状径/入口宽度×100) 都大于男孩。

目前专家们一致认为肢体骨骼的宽度和长度标准指标同样具有性别鉴定价值, 尤其是股骨头上端宽, 滑车与小头径和中部周长的性别鉴定结果均优于股骨长的性别鉴定结果。国外学者用最大长、头矢径、上端宽进行性别判定分析取得了较好效果(判别率93.15% ) 。美国学者对中国人股骨的性别判定研究选用最大长、头垂径、上端宽、中部周长也取得了较好效果(判别率92.4 )。股骨头周长(左、右) 、左最大长、右上端宽的性别鉴定价值较大, 而且对破碎股骨的性别鉴定也有一定参考价值^[3] 。由于两性之间在形态学特征上重叠范围较大, 有必要建立具有明确数据判断标准的长骨性别判定方法。美国学者Case和Ross对上下肢共12块长骨进行了长度测量, 数据统计, 建立了性别判别方程。其得到的结果在> 90%置信区间内, 能够在骨骼不全的情形下进行未知个体的性别判定^[4] 。国内宋方明等人对305例, 610根男、女腓骨的5个指标进行测量, 并通过对所得到的数据进行统计学分析, 建立了腓骨单指标和多指标函数并得出了一系列准确率在85%以上的判别式^[5]。

近年来, 应用测量分析、判别分析、分级判别分析等方法对骨盆和颅骨的整体或单块骨进行的研究, 使得性别鉴定的准确率大大提高。对骨盆进行性别鉴定的方法主要有: 耻骨缘支角的测量分析法、耻骨联合部宽高指数法、坐骨指数法、坐骨大切迹测量法、耻骨判别分析法、耻骨性别分级判断分析法、髋臼判别分析法等。这些性别鉴定方法的准确率在80.5%～100%之间。宋宏伟等应用多元逐步回归和多元逐步判别分析的方法, 对颅骨的41项观测指标进行研究, 采用作图法测量缘支角判定性别, 最高准确率为9515% , 接近国外96%的检测结果^[6] 。

1.2　年龄判定

通过骨骼测定年龄是个体识别的一大难题。根据儿童骨骼推断年龄的研究非常少, 但骨骼的形态改变往往反映年龄的变化。早期对骨骼年龄的估计是通过观察骨化中心的出现和骨骺的愈合、牙齿的萌出顺序以及颅骨的闭合等来实现的。比较常用的是由颅骨推断年龄的方法。出生后2～3个月蝶囟与后囟闭合。1岁左右乳突囟闭合。2岁时前囟闭合。4岁后颅顶出现两层骨板及板障, 同时由于咀嚼运动增加, 骨面开始出现肌线。7岁时筛骨两眶及鼻腔上部发育基本完成, 枕骨各组成部分也在7岁愈合。

Stewart (1976) 研究了股骨等四肢长骨骨干长度与年龄间的关系, 认为可以根据股骨等长骨骨干长度推断年龄, 但其估计的年龄常大于实际年龄2～3岁^[7] 。Hoffman (1978) 研究认为可以通过桡骨和股骨骨干的长度来推断年龄, 其标准误差仅2% ～3% , 准确性较高, 适用年龄2 个月～12岁^[8] 。

Albert和Map les研究了55例青春期和青年期人体胸椎和1, 2腰椎的骨骼标本椎体上下面骨骺愈合情况, 结果发现与年龄的相关度好( r = 0178,p < 0.0001) 。他们根据椎体表面的情况和骨骺的愈合程度从另一个角度提出了五级分类标准。笔者在对不同观察者所得结果的偏差进行初步比较后发现, 这一分类标准具有很高的重复性, 从这一分类标准得出的年龄结果在99%置信区间内。在类似的研究结果中这一标准第一次可以用于女性。当然该项研究也有着明显的局限性, 表现在观测项目和样本量较少以及误差仍然较大等^[9]。

美国学者Norris等对婴儿期儿童骨骼发育规律进行了研究, 发现其下颌支高度和其年龄有相关性。通过对300例婴儿期儿童下颌支高度的测量,建立了一种以婴儿下颌支高度为指标的年龄推断方法^[10]。

1.3　身高推断

身高的推断是通过对已知年龄、性别、种族和身高的骨骼资料而建立的回归方程式来实现的, 常用长骨、不规则骨(如锁骨、肩胛骨和椎骨等) ,但针对儿童骨骼推断身高的研究非常少。此外, 身高还受人群的移动性、种族交配、营养条件、卫生保健和环境压力等因素的影响, 必须予以综合考虑。

在根据骨骼推算身高方面, 最常用的方法是根据长管骨推算身高。国内外的研究已经得出了不同人种 不同地区根据长管骨推算身高或尸体长度的公式以及根据长管骨残块推算身高的公式。近年来研究了根据第二掌骨长度、掌骨中线长、食指和中指长度、手长、掌长、上肢带骨和下肢带骨测量值, 以及胸骨、颅骨测量值, 膝部长骨干骺融合程度等参数推算身高的方法, 为推算身高提供了新的途径^[11] 。Ross和Konigsberg对巴尔干人上下肢长骨和手掌籽骨进行了测量, 建立回归方程, 得到了新的巴尔干人身高的计算公式^[12] 。

2　放射线检查

放射线检查是应用较广的一种方法, 既可测量骨骼标本, 又可进行活体检查。

2.1性别鉴定

X线片反映了人体骨骼的形态特征, 根据这些形态特征进行性别判定, 是法医人类学实践的重要内容。对儿童的性别判定, 也可以应用这种方法。人体的颅骨结构复杂, 性别差异比较明显, 可用于进行观测的性别指标较多。颅骨X线片可反映颅骨内部特异性的结构特征, 是国内外进行X线片性别判定的研究热点。

高东、舒永康等人对随机选取的四川大学华西口腔医院220例颅骨DR侧位片(男女各110例)进行了骨性指标测量。对15项骨性指标应用逐步判别分析方法筛选出性别判别力较好的指标, 并评价了其对法医人类学性别判定的价值^[13]。

2.2年龄判定

骨龄( skeletal age) 是骨骼年龄的简称, 是儿童、青少年骨骼发育状况同骨龄标准比较求得的发育年龄。人体从出生到发育成熟, 不同的骨化中心出现和融合顺序, 有相当明确的模式和排列时间。通过X射线研究, 可以制定判别骨成熟程度的骨龄标准( standard of skeletal age) 。推断出骨龄后再推断实际年龄, 以资进行个体识别。

多数学者认为手腕是确定骨龄的最理想部位,因为手腕部集中了大量的长骨、短骨、圆骨, 集中反映了全身骨骼的生长成熟状况, 且X射线图像的获取较为方便。迄今为止, 国际上较为流行的骨龄评价方法有G - P图谱法和TW2记分法^[14] 。

(1) 图谱法

X线被发现后便被用于研究骨骼发育。1950年Grculich和Pyle研制成的手腕骨发育图谱(G - P图谱) 使用最为广泛。图谱法主要依据儿童青少年不同发育年龄手腕骨骨化中心和干骺的出现、消失和融合顺序的规律, 建立男、女骨龄标准图谱,评价时将待测X线片与图谱逐个对照, 取最相近者为其骨龄, 若于两个相邻骨龄图谱之间, 则取均值来估算^[15]。此法简便、直观、易行, 各国家、地区相继建立了自己的标准图谱, 其中包括我国的顾氏图谱。

(2) 记分法

图谱法主观性强、偏差大, 骨成熟率不清楚,因此Tanner和Whitehouse等(1962) 提出TW 1骨龄记分法, 1975年修改为TW 2法。该法取左手腕正位片20块手腕骨, 将各骨按不同发育等级分期,赋予不同分值, 然后查骨龄得分表或SMS年龄曲线, 求得骨龄^[16]。

在骨龄标准研制方面, 我国的李果珍(1979)制订了“百分计数法”骨龄标准, 其原理同Tanner创立的计分法, 只是总分为100分。中国人手腕骨发育标准CHN法选取手腕部14个骨发育观察标志, 较之Tanner的TW2法精减6个骨, 使结果更加精确合理^[17]。

(3) 双能X线吸收测量仪(DXA) 的应用

2002年, 国外学者利用低辐射测量仪DXA对手腕进行影像扫描, 利用骨密度评测骨龄。Pludowski等报道DXA检测与X线检测的骨龄评测结果有很好的一致性^[18] , 但DXA尚无法达到0.5岁以内的骨龄精度, 而且成本高、操作相对复杂, 应用受到限制。

2.3　身高推断

研究结果表明青少年跖趾骨长度、宽度与身高、年龄间均呈高度正相关, 由此得出利用跖趾骨长度、宽度推算身高、年龄的直线回归方程, 为身高鉴定和年龄鉴定提供了一种系统客观的评价方法和评价标准, 对法医鉴定有一定的实用价值, 尤其是为残尸或碎尸的法医学鉴定提供了参考依据。

西安医科大学陈志刚等人通过对1607例儿童青少年X线片跖趾骨长度和宽度进行测量并与身高和年龄的相关回归分析, 发现两者之间呈高度正相关, 相关系数r = 01859～01998, 相关检验和回归检验P<0.0025～0.0005, 据此分别计算出各跖趾骨长度、宽度推算身高、年龄的直线回归方程^[19]。

3　组织学检查

骨骼残片的组织学鉴定是法医实践中常常会遇到的问题, 包括种属鉴定及年龄判定, 这也是儿童骨骼法医人类学鉴定的重要内容。

3.1　种属鉴定

Mulhern等(2001) 用较大的动物骨骼标本研究了人骨与非人骨磨片, 观察两者骨单位间骨板的形态及骨单位的排列状态, 发现人类与非人类差异显著( P<0.01)^[20], 并建议将骨单位、间骨板形态作为人类及非人类骨骼区分的标准。Monika Martiniakova.PH.D发现了人与其他哺乳动物在骨密质结构上的差异, 建立了一套观察骨密质显微结构进行种属鉴定的方法^[21]。

3.2　年龄判定

对人类骨组织学的个体识别, 研究最多的是骨龄判定。早在1936 年, Amp rino 等就注意到了长骨骨密质的组织结构随年龄的增加呈现规律性变化。建立骨组织学判断年龄方法并用于实际办案的是美国学者Kerly (1965) , 他在126例尸骨中提取股骨、胫骨及腓骨干断面, 进行骨组织学判断年龄的研究, 用骨单位数、间骨板数、非哈佛氏管数及外环骨板厚度建立了骨组织学判断年龄的回归方程^[22] 。Ahlgvist和Damstem ( 1969 ) 修正了Kerly1965年提出的方法, 认为骨皮质内所含骨单位的面积是估计年龄的最好指标^[23]。1970 年Singh和Gunberg用Kerly提出的方法研究了男性股骨及胫骨中段、下颌支后缘的骨组织学判断年龄的方法,并建立了股骨—胫骨骨组织学联合判断年龄的回归方程, 年龄误差在±6 岁范围内的可达95%^[24] 。为提高骨组织学年龄判断的准确性, Kerly 和Ubelaker (1978) 仍用股骨、胫骨为研究标本, 对Kerly 1965年提出的方法进行了修正, 使利用骨密质组织学判定年龄结果的可靠性大大提高, 现被认为是骨组织学判定年龄的最可靠方法^[25]。

Kaur等(1990) 研究了印地安人锁骨组织学年龄判定方法, 并建立了骨皮质指数的概念。Cool等(1995) 研究了白种人锁骨组织学年龄判定方法, 建立了白种人锁骨组织学年龄判定的方程^[26]。

Stout认为肋骨及锁骨是非承重骨, 受外界因素影响较小。因此, 他建立了通过肋骨判定年龄的方法, 并得到了理想的效果。Dudar等(1993) 用Stout提出的方法, 用南安大略大学解剖室提供的标本进行了肋骨年龄判定的研究, 运用形态学观察与组织学观察相比较的方法判断年龄, 结果证明组织学判定年龄的可靠性明显好于形态学观察^[27]。

Ohtani等将骨组织判定年龄推进到了分子水平。通过对骨组织分子与年龄相关性的研究, 建立了通过测量各种类型的骨骼和肋骨软骨的全氨基酸含量和天冬氨酸外消旋化推断年龄的方法^[28]。

在骨组织学年龄判定的研究中, 已发现不同的种族使用同一种方法判断年龄其结果存在差异的情况。因此, 研究制定不同种群骨组织学年龄判定的方法及判断标准是很有意义的。

国内有关骨组织学年龄判定的文献, 最早见于1964年编的法医学教材。已发表的研究报告有股骨及肋骨的年龄判定研究。股骨年龄判定的研究标本为广西人, 误差较大。肋骨年龄判定的研究标本为东北人, 误差较小, 为4.14岁。因此, 有必要建立系统的中国人骨骼组织学年龄判定方法及标准, 这既可以满足重大案件对骨骼个体识别的需要, 也可以跟国外的相关研究进行比较。

4　其他识别方法

在儿童骨骼法医人类学鉴定中还有其他一些个体识别方法的应用。

4.1　化学元素分析

人体硬组织、骨骼和牙齿, 在长期埋葬过程中仍保持其生前的生物特征和成分, 一些元素具有相当的稳定性^[29]。飞机失事、混合性碎尸案、尸骨损毁严重或高度腐败时, 骨骼化学元素的分析特别有用。骨骼化学元素的组分反映了个体生前的生化环境, 也反映出生前所处的地理位置。对化学元素的分析亦用在对死亡时间的判断上, 例如测定骨骼氮、氨基酸、脂肪的含量改变进而推断死亡时间^[30]。

4.2　DNA检测

DNA鉴定可广泛应用于性别鉴定和个体识别。对于不同焚烧程度或高度粉碎的长骨, 用CTAB法和用DNA IQTMSystem试剂盒纯化方法有效解决了DNA的提取和荧光STR复合扩增检验的问题, 为杀人焚尸、火灾、爆炸等恶性案件及事故中的个人识别以及亲子鉴定提供了科学依据^[31]。骨骼相对于其他人体组织腐败降解慢, 是进行高度白骨化样本DNA检验的唯一检材^[32]。

4.3　超声骨龄评测

此方法的依据是利用手腕软骨骨化过程的结构变化, 测量通过手腕的超声声速的改变来计算骨龄, 其结果与G - P图谱法所得结果高度相关, 这提示超声技术在骨龄评测上有很好的应用前景。

5　影响骨骼个体识别的因素

一些因素可影响骨骼发育, 从而对骨骼的个体识别造成偏差, 儿童骨骼的法医人类学鉴定必须考虑这些因素的影响。

5.1　种族遗传

不同种族的儿童其遗传基因有差异, 骨骼发育的规律有一些不同。如欧洲白种人骨骼发育在青春期前较亚洲黄种人稍提前, 进入青春期后又稍落后。遗传基因表达通过激素对骨骼发育产生作用。生长激素和甲状腺素可明显促进骺板软骨生长, 若成年前这两种激素分泌过少, 可致骺板生长缓慢,肢体短小而成侏儒; 若生长激素分泌过多则骺板生长发育加速, 可导致巨人症。性腺发育不全可导致生长障碍而影响身高。

5.2　后天因素

包括疾病、营养、体育锻炼、情绪波动、生活习惯等, 可影响全身发育和内分泌器官机能, 从而影响骨骼发育。维生素A 可影响骨的生长速度,严重缺乏时骺板生长缓慢, 以致骨生长迟缓甚至停止; 维生素C与成骨细胞合成胶原纤维有关, 严重缺乏引起骨质密度变化, 容易发生骨折; 维生素D能影响骨钙沉积, 影响骨中钙的含量。体育锻炼能够促进生长激素的分泌, 促进骨的生长发育, 经常体育锻炼的儿童骨骼生长发育快, 而且比较粗壮^[33]。

5.3　地理环境

各地居民饮食结构及生活习惯等的不同, 引起各地区人群发育的差异。一般而言, 热带地区的人比温带的发育成熟早, 温带地区的人又比寒带地区的发育成熟早。因此, 通过骨骼进行儿童个体识别时, 必须考虑到这些因素。我国幅员辽阔, 不同地区自然、地理、社会经济环境有很大不同, 儿童的生长发育也存在明显的地区差异^[34]。

6　小结

法医人类学的发展为人类骨骼遗骸的种族、性别、年龄、身高和其他个体特征的鉴定提供了更为多样的方法, 准确性也得到提高。儿童骨骼个体识别的研究取得了很多重要的成果, 但是还很不完善, 实用的方法也比较少。随着研究的深入和观察样本的不断增加, 应用微观水平鉴定技术和建立计算机智能化复原鉴定系统, 是儿童骨骼法医人类学鉴定今后的发展方向。

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(责任编辑　李记松)