DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04010-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38374033
تاريخ النشر: 2024-02-19
المؤلف: Zixuan Wu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الأنثروبولوجيا الجنائية والبيوآركيولوجيا
نظرة عامة
تبحث الدراسة في طرق تقدير الجنس في العلوم الجنائية، مع التركيز بشكل خاص على السكان في شمال غرب الصين. تهدف إلى تطوير صيغة لتقدير الجنس بناءً على حجم الجيب الفكي العلوي، باستخدام صور الأشعة المقطعية المخروطية (CBCT) من 349 عينة. تقيس الدراسة أحجام كل من الجيب الفكي العلوي الأيسر والأيمن وتضع صيغة من خلال تقسيم البيانات عشوائيًا إلى مجموعات تدريب (80%) واختبار (20%). بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء تحليل مقارن بين دقة تقدير الجنس باستخدام حجم الجيب الفكي العلوي وتلك المستندة إلى القياسات السنية.
تكشف النتائج أن دقة تقدير الجنس باستخدام حجم الجيب الفكي العلوي الأيسر هي 78.57%، بينما يوفر حجم الجيب الفكي العلوي الأيمن دقة تبلغ 74.29%. ومن الجدير بالذكر أن الدقة بالنسبة للإناث أعلى بكثير (91.43%) مقارنة بالذكور (65.71%)، حيث يظهر الذكور أحجامًا أكبر من الجيوب الفكية العلوية. عند مقارنتها بالقياسات السنية، قدم حجم الأنياب دقة أعلى لتقدير الجنس مقارنة بحجم الجيب الفكي العلوي، بينما كانت القياسات المستندة إلى الأقطار الميسيو-ديستالية للأنياب والأضراس الأولى مساوية أو أقل من تلك الخاصة بالجيب الفكي العلوي. وتخلص الدراسة إلى أن قياس حجم الجيب الفكي العلوي عبر CBCT هو بديل قابل للتطبيق لتقدير الجنس، مما يساهم في تقديم رؤى قيمة للتعرف على الأفراد في السياقات الجنائية.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم لتقدير الجنس في الأنثروبولوجيا الجنائية للتعرف على الأفراد. تواجه الطرق التقليدية، بما في ذلك اختبار الحمض النووي، قيودًا مثل استهلاك الوقت، ومتطلبات المعدات، والتحديات مع العينات المتدهورة. وبالتالي، تدعو الدراسة إلى استخدام مورفولوجيا الأنسجة الصلبة في الجمجمة والفك، وخاصة الجيوب الفكية العلوية، كبديل موثوق لتقدير الجنس. تشير الدراسات السابقة إلى أن الجيوب الفكية العلوية تظهر تباينًا تشريحيًا بين الجنسين، مع معدلات دقة ملحوظة تبلغ 84.66% و84% تم الإبلاغ عنها في الأبحاث الحديثة باستخدام القياسات الحجمية وثلاثية الأبعاد، على التوالي.
تهدف الدراسة إلى إنشاء طريقة لتقدير الجنس بناءً على حجم الجيوب الفكية العلوية باستخدام مسح الأشعة المقطعية المخروطية (CBCT) بين البالغين في السكان في شمال غرب الصين. يتم تسليط الضوء على CBCT لمزاياه، بما في ذلك جودة الصورة العالية، وحجم المعدات المضغوط، وانخفاض التعرض للإشعاع، مما يجعله مناسبًا للدراسات المورفولوجية. بالإضافة إلى ذلك، تهدف البحث إلى مقارنة دقة تقدير الجنس باستخدام قياسات الجيوب الفكية العلوية ضد هياكل الوجه الأخرى، مما يعالج فجوة في الأدبيات الحالية بشأن التباين الجنسي لميزات الوجه عبر مختلف السكان. يدعم استخدام برنامج 3D Slicer للتحليل الحجمي الصرامة المنهجية للدراسة.
طرق
تحدد قسم الطرق تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث تم استخدام التحليلات الإحصائية لتقييم البيانات التي تم جمعها من تجارب مختلفة. تضمنت المنهجيات المحددة تجارب مختبرية محكومة، حيث تم التلاعب بالمتغيرات بشكل منهجي لملاحظة تأثيراتها على النتائج المعنية.
شملت جمع البيانات استخدام أدوات موحدة لضمان الموثوقية والصلاحية، مع التركيز على تقليل التحيز. تم تطبيق طرق إحصائية، مثل تحليل الانحدار وANOVA، لتفسير النتائج، مما سمح بتحديد العلاقات والاختلافات المهمة بين المجموعات المدروسة. يبرز القسم صرامة الإطار المنهجي، مما يضمن أن النتائج قوية ويمكن تعميمها على سياقات أوسع.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” في الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي تدعم الفرضيات أو الأهداف الموضحة في الدراسة. عادةً ما يتم توضيح البيانات من خلال الجداول أو الرسوم البيانية أو الأشكال، مما يوفر تمثيلًا بصريًا واضحًا للنتائج.
تستخدم التحليلات الإحصائية للتحقق من النتائج، مما يشير إلى مستوى الأهمية والموثوقية للنتائج. قد يناقش القسم أيضًا أي نتائج غير متوقعة أو شذوذ تم ملاحظتها أثناء البحث، مما يوفر رؤى حول الآثار المحتملة أو المجالات لمزيد من التحقيق. بشكل عام، تسهم النتائج في الفهم الأوسع لموضوع البحث وقد تقترح تطبيقات عملية أو تقدمات نظرية.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم اختيار ما مجموعه 349 عينة (175 ذكور و174 إناث) تتراوح أعمارهم بين 18 إلى 56 من قسم الأشعة الفموية في جامعة شيان جياوتونغ لإنشاء طريقة لتقدير الجنس بناءً على حجم الجيوب الفكية العلوية التي تم قياسها عبر الأشعة السينية المقطعية المخروطية (CBCT). كشفت التحليلات عن تباين جنسي كبير في حجم الجيب الفكي العلوي، حيث أظهر الذكور أحجامًا أكبر من الإناث. حققت معادلات الانحدار اللوجستي المطورة من أحجام الجيب الفكي العلوي الأيسر ($V_L$) والأيمن ($V_R$) دقة إجمالية تبلغ 78.57% لتقدير الجنس، مع قيم إيجابية وتخصصية تتجاوز 85% للإناث، على الرغم من أن الحساسية للذكور كانت أقل بشكل ملحوظ عند حوالي 60%.
أكدت التحليلات الإحصائية، بما في ذلك اختبارات t المستقلة وتقييمات الارتباط، أن العمر كان له ارتباط ضعيف مع حجم الجيب الفكي العلوي، مما يسمح باستبعاد العمر كمتغير في المعادلات. كما قارنت الدراسة دقة قياسات الجيب الفكي العلوي مع القياسات السنية، حيث وجدت أنه على الرغم من أن كلا الطريقتين كانت فعالة، فإن حجم الجيب الفكي العلوي قدم بديلاً موثوقًا لتقدير الجنس، خاصة في السكان الذين قد تكون بيانات الأسنان لديهم compromised. تضمنت القيود الطبيعة المستهلكة للوقت للقياسات اليدوية والحاجة إلى تمثيل إقليمي أوسع في الأبحاث المستقبلية. بشكل عام، تسهم هذه الدراسة في تقديم رؤى قيمة حول استخدام حجم الجيب الفكي العلوي كطريقة قابلة للتطبيق لتقدير الجنس في السياقات الجنائية والأنثروبولوجية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04010-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38374033
Publication Date: 2024-02-19
Author(s): Zixuan Wu et al.
Primary Topic: Forensic Anthropology and Bioarchaeology Studies
Overview
The research investigates sex estimation methods in forensic science, specifically focusing on the northwestern Chinese population. It aims to develop a formula for sex estimation based on the volume of the maxillary sinus, utilizing cone-beam computed tomography (CBCT) images from 349 samples. The study measures the volumes of both left and right maxillary sinuses and establishes a formula by randomly dividing the data into training (80%) and testing (20%) sets. Additionally, a comparative analysis is conducted between the accuracy of sex estimation using maxillary sinus volume and that based on dental measurements.
The findings reveal that the accuracy of sex estimation using the left maxillary sinus volume is 78.57%, while the right maxillary sinus volume yields an accuracy of 74.29%. Notably, the accuracy for females is significantly higher (91.43%) compared to males (65.71%), with males exhibiting larger maxillary sinus volumes. When compared to dental measurements, the volume of canines provided higher accuracy for sex estimation than maxillary sinus volume, while measurements based on mesiodistal diameters of canines and first molars were equal to or lower than those of the maxillary sinus. The study concludes that measuring maxillary sinus volume via CBCT is a viable alternative for sex estimation, contributing valuable insights for individual identification in forensic contexts.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical role of sex estimation in forensic anthropology for individual identification. Traditional methods, including DNA testing, face limitations such as time consumption, equipment requirements, and challenges with degraded samples. Consequently, the study advocates for utilizing craniomaxillofacial hard tissue morphology, particularly the maxillary sinuses, as a reliable alternative for sex estimation. Previous studies indicate that maxillary sinuses exhibit anatomical variability between sexes, with notable accuracy rates of 84.66% and 84% reported in recent research using volumetric and three-dimensional measurements, respectively.
The study aims to establish a sex estimation method based on the volume of maxillary sinuses using Cone-beam computed tomography (CBCT) scans among adults in the northwestern Chinese population. CBCT is highlighted for its advantages, including high image quality, compact equipment size, and low radiation exposure, making it suitable for morphological studies. Additionally, the research intends to compare the accuracy of sex estimation using maxillary sinus measurements against other craniofacial structures, addressing a gap in existing literature regarding the sexual dimorphism of craniofacial features across different populations. The use of 3D Slicer software for volumetric analysis further supports the methodological rigor of the study.
Methods
The Methods section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, employing statistical analyses to evaluate the data collected from various experiments. Specific methodologies included controlled laboratory experiments, where variables were systematically manipulated to observe their effects on the outcomes of interest.
Data collection involved the use of standardized instruments to ensure reliability and validity, with a focus on minimizing bias. Statistical methods, such as regression analysis and ANOVA, were applied to interpret the results, allowing for the identification of significant relationships and differences among the groups studied. The section emphasizes the rigor of the methodological framework, ensuring that the findings are robust and can be generalized to broader contexts.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights significant outcomes that support the hypotheses or objectives outlined in the study. The data is typically illustrated through tables, graphs, or figures, providing a clear visual representation of the results.
Statistical analyses are employed to validate the findings, indicating the level of significance and reliability of the results. The section may also discuss any unexpected outcomes or anomalies observed during the research, offering insights into potential implications or areas for further investigation. Overall, the results contribute to the broader understanding of the research topic and may suggest practical applications or theoretical advancements.
Discussion
In this study, a total of 349 samples (175 males and 174 females) aged 18 to 56 were selected from the Department of Oral Radiology at Xi’an Jiaotong University to establish a method for sex estimation based on the volume of maxillary sinuses measured via Cone-beam X-ray Computed Tomography (CBCT). The analysis revealed significant sexual dimorphism in maxillary sinus volume, with males exhibiting larger volumes than females. The logistic regression equations developed from the volumes of the left ($V_L$) and right ($V_R$) maxillary sinuses achieved an overall accuracy of 78.57% for sex estimation, with specificity and positive predictive values exceeding 85% for females, although sensitivity for males was notably lower at around 60%.
Statistical analyses, including independent t-tests and correlation assessments, confirmed that age had a weak correlation with maxillary sinus volume, allowing for the exclusion of age as a variable in the equations. The study also compared the accuracy of maxillary sinus measurements with dental measurements, finding that while both methods were effective, the maxillary sinus volume provided a reliable alternative for sex estimation, particularly in populations where dental data may be compromised. Limitations included the time-consuming nature of manual measurements and the need for broader regional representation in future research. Overall, this study contributes valuable insights into the use of maxillary sinus volume as a viable method for sex estimation in forensic and anthropological contexts.