DOI: https://doi.org/10.1007/s00414-025-03705-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41483098
تاريخ النشر: 2026-01-02
المؤلف: Christian Ottow وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الأنثروبولوجيا الجنائية والبيوآركيولوجيا
نظرة عامة
هدفت الدراسة إلى تقييم النهاية البعيدة لعظم الكعبرة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال لتأسيس طريقة موثوقة لتقييم النضج الهيكلي في كلا الجنسين. تم فحص 650 متطوعًا ألمانيًا تتراوح أعمارهم بين 12-24 عامًا في تصميم مقطعي عرضي استباقي باستخدام جهاز مسح مشترك مخصص بقوة 0.31 تسلا. استخدمت الصور تقنية ديكسون المعتمدة على كثافة البروتون، مما أنتج سلسلتين حساسة للدهون وحساسة للماء. تم تطوير نظام تصنيف لتقييم مراحل النضج، وتم إجراء تحليلات إحصائية لتقييم اتفاق المراقبين الداخليين والخارجيين والاختلافات بين الجنسين.
أشارت النتائج إلى أن الحد الأدنى للعمر للوصول إلى المرحلة 6 من التصنيف كان 18.42 عامًا للذكور و17.25 عامًا للإناث. لوحظت اختلافات كبيرة مرتبطة بالجنس في المرحلتين 3 و4 (ص < 0.01)، بينما لم يتم العثور على اختلافات كبيرة في المراحل 2 و5 و6. خلصت الدراسة إلى أن نهج التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال فعال في تحديد النضج الهيكلي لدى الذكور ولكن ليس لدى الإناث، مما يشير إلى أن التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال بقوة 0.31 تسلا يمكن أن يوفر نتائج قابلة للمقارنة مع التصوير بالرنين المغناطيسي عالي المجال في تقييم النضج الهيكلي.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية تطور وتطبيق التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) في الطب، مع التركيز بشكل خاص على إمكانياته في تقدير العمر الجنائي. على الرغم من الانتشار الواسع للتصوير بالرنين المغناطيسي، إلا أن بعض المجالات المتخصصة، مثل تشخيص العمر الجنائي، لم تدمج هذه التكنولوجيا بالكامل بعد بسبب المتطلبات الصارمة للدقة والموثوقية. لم تقم مجموعة الدراسة الدولية حول تشخيص العمر الجنائي (AGFAD) بعد بإدخال التصوير بالرنين المغناطيسي في ممارساتها الموصى بها، معتمدة بشكل أساسي على “مفهوم الحد الأدنى للعمر” لتقدير العمر، والذي يميل إلى تقديم تقديرات عمرية محافظة لتجنب المبالغة.
أظهرت التطورات الأخيرة، وخاصة من قبل فيث وآخرين، إمكانية استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي عالي المجال (3.0 تسلا) لتقييم النهايات العظمية للعظام الطويلة، مثل الفخذ البعيد والكعبرة، لتقدير العمر. ومع ذلك، فإن المتطلبات التشغيلية العالية واستهلاك الطاقة لمثل هذه الأجهزة عالية المجال تحد من تطبيقها العملي في البيئات الجنائية. وبالتالي، تهدف الدراسة إلى التحقيق في استخدام أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال المعاصرة (0.31 تسلا) كبديل أكثر وصولاً لتقدير العمر الجنائي، بعد الدراسات الأولية الناجحة. يسعى هذا الاستكشاف إلى توفير طريقة قابلة للتطبيق لتقدير العمر في الأفراد الأحياء مع معالجة التحديات اللوجستية المرتبطة بتكنولوجيا التصوير بالرنين المغناطيسي عالي المجال.
طرق
تحدد قسم “المواد والطرق” التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لضمان القابلية للتكرار. تشمل المنهجية التقنيات المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها، بما في ذلك الطرق الإحصائية المطبقة لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والمدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. تعتبر دقة الطرق ضرورية لتأسيس موثوقية النتائج ودعم الاستنتاجات المستخلصة من الدراسة. بشكل عام، يعمل هذا القسم كدليل شامل لتكرار البحث وفهم سياق النتائج.
نتائج
في هذه الدراسة، تم تقييم ما مجموعه 647 حالة لمراحل متميزة، حيث أسفرت الغالبية عن نتائج قابلة للتقييم. ومع ذلك، في ثلاث حالات، لم يكن بالإمكان إكمال التقييم بسبب آثار الحركة المفرطة، مما أعاق وضوح البيانات. يشير هذا إلى مستوى عالٍ من سلامة البيانات في الغالبية العظمى من الحالات، بينما يبرز أيضًا التحديات المحتملة التي تطرحها الحركة أثناء التقييمات.
مناقشة
شملت الدراسة 650 متطوعًا (325 ذكور و325 إناث) تتراوح أعمارهم بين 12 إلى 24 عامًا، وتهدف إلى فحص تطور الفيزيس في الأفراد الأصحاء. تم اختيار المشاركين بناءً على معايير إدراج محددة، مع استبعاد أولئك الذين يعانون من اضطرابات تطورية أو إصابات في الركبة. حصلت البحث على موافقة أخلاقية، وتم الحصول على موافقة مستنيرة من المشاركين أو أولياء أمورهم. ساهمت البيانات المجمعة في مشروع تم تمويله من قبل صندوق اللجوء والهجرة والاندماج الأوروبي، مع التركيز على تقدير العمر في اللاجئين.
تم إجراء مسحات التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام جهاز مسح بقوة 0.31 تسلا مع تسلسل ديكسون المعتمد على كثافة البروتون، مما سمح بتقييم كل من الهياكل العظمية والمائية في مسحة واحدة. يعد التصنيف الذي تم تطويره من هذه الدراسة هو النظام الأول المخصص لتقدير العمر في سياق التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال، مستندًا إلى التغيرات الشكلية المرتبطة بالاندماج بين النهاية العظمية والعمود العظمي. حدد التصنيف ست مراحل من التطور، مع اتفاق كبير بين المراقبين الداخليين (κ = 0.885) والخارجيين (κ = 0.848). كشفت التحليلات الإحصائية عن اختلافات كبيرة مرتبطة بالجنس في المرحلتين 3 و4، بينما لم تظهر المرحلتان 2 و5 و6 أي اختلافات كبيرة. تشير النتائج إلى أن الحد الأدنى للأعمار لمراحل الاندماج بين النهاية العظمية والعمود العظمي هو 12.00 عامًا للمرحلتين 2 و3، و16.67 عامًا للمرحلة 5 لدى الذكور، مما يشير إلى أن التصنيف يرتبط بشكل فعال بالعمر الزمني.
القيود
تسلط القيود في هذه الدراسة الضوء على حجم العينة غير الكافي من الأفراد الذين تم فحصهم، مما يحد من توصية طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي منخفض المجال لتقدير العمر الجنائي. يؤكد المؤلفون على ضرورة المزيد من التحقق من خلال دراسات أكبر لتعزيز موثوقية نتائجهم. تتماشى هذه الحذر مع الأبحاث السابقة التي أجراها كرامر وآخرون، والتي لاحظت هامشًا منخفضًا للأخطاء الإحصائية في تصنيفات مماثلة.
بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن المشاركين في الدراسة كانوا في الغالب من الجنسية الألمانية والعرق القوقازي الغربي، فإن هذا القيد الديموغرافي لا يمنع تطبيق النتائج على جنسيات أو أعراق أخرى. تشير الدراسات السابقة إلى أن الوضع الاجتماعي والاقتصادي هو محدد رئيسي للتطور الهيكلي، ونظرًا لأن جميع المشاركين في هذه الدراسة كانوا يتمتعون بوضع اجتماعي واقتصادي مرتفع نسبيًا، يُستنتج أن تطورهم الهيكلي قد يعكس اتجاهات أوسع. تقدم الدراسة أعمارًا دنيا محددة لمراحل مختلفة من الاندماج بين النهاية العظمية والعمود العظمي لدى الإناث، وهي 12.08، 12.17، 12.75، 15.58، و17.25 عامًا للمرحلتين 2 إلى 6، على التوالي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00414-025-03705-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41483098
Publication Date: 2026-01-02
Author(s): Christian Ottow et al.
Primary Topic: Forensic Anthropology and Bioarchaeology Studies
Overview
The study aimed to evaluate the distal epiphysis of the radius using low-field MRI to establish a reliable method for assessing skeletal maturity in both sexes. A total of 650 German volunteers aged 12-24 years were examined in a prospective, cross-sectional design using a 0.31 T dedicated joint scanner. The imaging employed a proton density-weighted Dixon technique, producing both fat-sensitive and water-sensitive series. A classification system was developed for assessing maturity stages, and statistical analyses were conducted to evaluate intra- and interobserver agreement and sex differences.
The findings indicated that the minimum age for reaching stage 6 of the classification was 18.42 years for males and 17.25 years for females. Significant sex-related differences were observed for stages 3 and 4 (p < 0.01), while no significant differences were found for stages 2, 5, and 6. The study concluded that the low-field MRI approach is effective in determining skeletal maturity in males but not in females, suggesting that 0.31 T low-field MRI can provide comparable results to high-field MRI in assessing skeletal maturity.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the evolution and application of magnetic resonance imaging (MRI) in medicine, particularly emphasizing its potential in forensic age estimation. Despite the widespread adoption of MRI, certain specialized fields, such as forensic age diagnostics, have yet to fully integrate this technology due to stringent requirements for accuracy and reliability. The international study group on forensic age diagnostics (AGFAD) has not yet incorporated MRI into its recommended practices, primarily relying on the “minimum-age concept” to estimate age, which tends to yield conservative age assessments to avoid overestimation.
Recent advancements, particularly by Vieth et al., have demonstrated the feasibility of using high-field MRI (3.0 Tesla) to assess the epiphyses of long bones, such as the distal femur and radius, for age estimation. However, the high operational demands and energy consumption of such high-field scanners limit their practical application in forensic settings. Consequently, the study aims to investigate the use of contemporary low-field MRI scanners (0.31 Tesla) as a more accessible alternative for forensic age estimation, following initial successful feasibility studies. This exploration seeks to provide a viable method for age assessment in living individuals while addressing the logistical challenges associated with high-field MRI technology.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as the protocols followed to ensure reproducibility. The methodology encompasses the techniques for data collection and analysis, including statistical methods applied to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. The rigor of the methods is crucial for establishing the reliability of the results and supporting the conclusions drawn in the study. Overall, this section serves as a comprehensive guide for replicating the research and understanding the context of the findings.
Results
In this study, a total of 647 cases were evaluated for distinct stages, with the majority yielding assessable results. However, in three instances, the assessment could not be completed due to excessive movement artifacts, which hindered the clarity of the data. This indicates a high level of data integrity in the majority of cases, while also highlighting the potential challenges posed by movement during assessments.
Discussion
The study involved 650 volunteers (325 males and 325 females) aged 12 to 24 years, aimed at examining the development of the physis in healthy individuals. Participants were selected based on specific inclusion criteria, excluding those with developmental disorders or knee injuries. The research received ethical approval, and informed consent was obtained from participants or their guardians. The data collected contributed to a project funded by the European Asylum, Migration and Integration Fund, focusing on age estimation in refugees.
MRI scans were conducted using a 0.31 T scanner with a proton density-weighted Dixon sequence, allowing for the assessment of both osseous and watery structures in a single scan. The classification developed from this study is the first dedicated system for age estimation in a low-field MRI context, drawing on morphological changes associated with epiphyseal-diaphyseal fusion. The classification identified six stages of development, with significant intraobserver (κ = 0.885) and interobserver (κ = 0.848) agreement. Statistical analyses revealed significant sex-related differences in stages 3 and 4, while stages 2, 5, and 6 showed no significant differences. The findings indicate that the minimum ages for stages of epiphyseal-diaphyseal fusion are 12.00 years for stages 2 and 3, and 16.67 years for stage 5 in males, suggesting that the classification effectively correlates with chronological age.
Limitations
The limitations of this study highlight the insufficient sample size of examined individuals, which restricts the recommendation of the low-field MRI method for forensic age estimation. The authors emphasize the necessity for further validation through larger studies to enhance the reliability of their findings. This caution aligns with previous research by Krämer et al., which noted a low margin for statistical errors in similar classifications.
Additionally, while the study’s participants were predominantly of German nationality and western Caucasian ethnicity, this demographic limitation does not preclude the applicability of the results to other nationalities or ethnicities. Previous studies indicate that socio-economic status is a significant determinant of skeletal development, and since all participants in this study had a comparatively high socio-economic status, it is inferred that their skeletal development may reflect broader trends. The study provides specific minimum ages for various stages of epiphyseal-diaphyseal fusion in female individuals, which are 12.08, 12.17, 12.75, 15.58, and 17.25 years for stages 2 through 6, respectively.