DOI: https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2024.111993
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38704925
تاريخ النشر: 2024-03-23
المؤلف: Caroline Wilkinson وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الأنثروبولوجيا الجنائية والبيوآركيولوجيا
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على المعايير التشريحية والأنثروبومترية المختلفة المستخدمة في تحليل الوجه والتعرف عليه، مع تسليط الضوء على المصادر المتنوعة التي تستمد منها هذه المعايير، بما في ذلك الأدبيات المتعلقة بتقويم الأسنان، والفكّين، والجراحة، والتشريح، والأنثروبولوجيا، والطب الشرعي. كما تؤكد على التقدم في تقنيات التصوير السريري، مثل التصوير المقطعي المحوسب (CT)، والتصوير المقطعي المحوسب ذو الشعاع المخروطي (CBCT)، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والمسح ثلاثي الأبعاد، التي وسعت من الطرق المتاحة لجمع البيانات. على الرغم من هذه التقدمات، يواجه الممارسون غالبًا تحديات في اختيار المعايير المناسبة بسبب عدم التناسق في نتائج الأبحاث.
يهدف البحث إلى توضيح المعايير المثلى للتعرف على الوجه من خلال مراجعة الأدبيات الموجودة حول موثوقية وقابلية تطبيق طرق جمع البيانات المختلفة عبر مجموعات سكانية مختلفة. يناقش مزايا وعيوب كل طريقة مع الاعتراف بأن تنفيذ هذه المعايير يُترك في النهاية للممارسين الأفراد. تؤكد الخاتمة على الحاجة إلى مزيد من البحث لتعزيز فهم العلاقات الوجهية، خاصة في المجالات التي لم تُدرس بشكل كافٍ مثل الجفون، والأذنين، وخط الشفاه، وتدعو إلى تضمين مجموعات متنوعة لتحسين إمكانية التكرار عبر السكان العالميين.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية التعقيدات والجدل المحيط بالتعرف على الوجه، وهو مجال متعدد التخصصات يدمج الخبرات من التشريح، والأنثروبولوجيا، وطب الأسنان، والفن الشرعي، وعلم الآثار، والعلوم الجنائية. أدت المنهجيات المتنوعة التي يستخدمها الممارسون إلى ارتباك بشأن التقنيات المثلى للتطبيقات الجنائية والآثارية. تشمل الممارسات الرئيسية في هذا المجال إعادة بناء الوجه من التقييمات الهيكلية، والتراكب الوجهية، والصور بعد الوفاة، وتقدم/تراجع العمر، باستخدام تقنيات مختلفة مثل التصوير السريري، والأنثروبومترية، وتعلم الآلة.
تاريخيًا، تطور دراسة تشريح الوجه من تقنيات القياس الهيكلي المبكرة وتقنيات التشريح إلى الاستخدام الحديث لأساليب التصوير المتقدمة مثل التصوير المقطعي المحوسب (CT)، والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، والتصوير المقطعي المحوسب ذو الشعاع المخروطي (CBCT). بينما عززت هذه التقنيات من فهم الهياكل الوجهية، لا تزال هناك عدم تناسق في النقاط التشريحية وطرق جمع البيانات، مما يعقد إنشاء معايير موثوقة. تؤكد الورقة على أهمية أحجام العينات الكبيرة والاتفاق عبر الدراسات في تطوير معايير تشريحية قوية، مع الاعتراف أيضًا بالتحديات التي يواجهها الممارسون في اعتماد منهجيات جديدة. في النهاية، تهدف الورقة إلى توجيه الممارسين في اختيار المعايير المناسبة للتعرف على الوجه، من خلال مراجعة مزايا وعيوب طرق جمع البيانات المختلفة وقابلية تطبيقها عبر مجموعات سكانية مختلفة.
طرق
تناقش قسم الطرق تقنيات مختلفة للحصول على سطح ثلاثي الأبعاد للوجه، مع تسليط الضوء على التصوير الضوئي والمسح السطحي عالي الدقة كطرق رئيسية. تتميز هذه الطرق بطبيعتها غير التلامسية، وقابليتها للنقل، وفعاليتها من حيث التكلفة مقارنةً بتصوير الأشعة الطبية التقليدي، ومخاطرها الصحية المنخفضة. وهي قادرة على التقاط معلومات دقيقة عن اللون والملمس؛ ومع ذلك، فإن دقة البيانات المكتسبة تتأثر بالمعدات المحددة المستخدمة، والبيئة، وخصائص السطح الوجهية العاكسة.
بالإضافة إلى ذلك، يقدم القسم تقنية التقاط الوجه رباعي الأبعاد، التي توسع التقنيات ثلاثية الأبعاد لتشمل الجوانب الديناميكية لحركة الوجه والتعبير. عادةً ما تستخدم هذه الطريقة معدات ثابتة مشابهة لتلك المستخدمة في صناعة الأفلام للتأثيرات الخاصة والرسوم المتحركة. على الرغم من مزاياها، يُلاحظ أن جميع هذه الطرق للحصول على البيانات محدودة ببيانات السطح ولا توفر رؤى حول الهياكل التشريحية الداخلية.
نقاش
تسلط قسم النقاش في الورقة البحثية الضوء على أوضاع مختلفة لجمع البيانات المستخدمة في دراسات الوجه، مع التأكيد على نقاط القوة والقيود لكل طريقة. يُلاحظ أن تشريح الجثث فعال في إظهار التباين التشريحي والعلاقة بين الأنسجة الرخوة والصلبة، ولكنه محدود بالتغيرات بعد الوفاة وتأثيرات التحنيط، التي يمكن أن تغير من شكل الوجه. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تشمل الدراسات مواضيع مسنّة، مما قد يشوه تمثيل النتائج. في المقابل، يسمح تحسس الأنسجة الرخوة في الأفراد الأحياء بتقييم الأنسجة الصلبة السطحية ولكنه عرضة للأخطاء بسبب عدم القدرة على تمييز الأنسجة الرخوة عن العظام.
تقدم الأنثروبومترية، بما في ذلك القياسات المباشرة والتصوير الضوئي، نهجًا أكثر موثوقية لإحصائيات السكان، على الرغم من أنها تواجه تحديات تتعلق بتناسق القياسات وتأثير تعبيرات الوجه. توفر تقنيات التصوير مثل الصور الجانبية، والتصوير بالرنين المغناطيسي، والتصوير المقطعي المحوسب رؤى مفصلة حول علاقات الأنسجة الرخوة والصلبة ولكن تأتي مع قيود تتعلق بتأثيرات الوضع، والتعرض للإشعاع، وعدم القدرة على تصور بعض الطبقات التشريحية. تختتم القسم بمناقشة أهمية مجموعات بيانات عمق الأنسجة، التي تعتبر حاسمة للتعرف على الوجه ولكن تعاني من عدم التناسق عبر الدراسات. تؤكد النتائج على ضرورة وجود مجموعات بيانات محددة ديموغرافيًا وتبرز التعقيدات المعنية في إنشاء معايير تشريحية قابلة للتطبيق عالميًا.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2024.111993
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38704925
Publication Date: 2024-03-23
Author(s): Caroline Wilkinson et al.
Primary Topic: Forensic Anthropology and Bioarchaeology Studies
Overview
The section provides an overview of the various anatomical and anthropometrical standards utilized in craniofacial analysis and identification, highlighting the diverse sources from which these standards are derived, including orthodontic, maxillofacial, surgical, anatomical, anthropological, and forensic literature. It emphasizes the advancements in clinical imaging technologies, such as Computed Tomography (CT), Cone-Beam Computed Tomography (CBCT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), and three-dimensional scanning, which have expanded the methods available for data collection. Despite these advancements, practitioners often face challenges in selecting appropriate standards due to inconsistencies in research findings.
The paper aims to clarify the optimal standards for craniofacial identification by reviewing existing literature on the reliability and applicability of various data collection methods across different populations. It discusses the advantages and disadvantages of each method while acknowledging that the implementation of these standards is ultimately left to individual practitioners. The conclusion underscores the need for further research to enhance the understanding of craniofacial relationships, particularly in under-studied areas such as the eyelids, ears, and the vermillion line of the lips, and advocates for the inclusion of diverse cohorts to improve reproducibility across global populations.
Introduction
The introduction of this research paper addresses the complexities and controversies surrounding craniofacial identification, a multidisciplinary field that integrates expertise from anatomy, anthropology, dentistry, forensic art, archaeology, and forensic science. The diverse methodologies employed by practitioners have led to confusion regarding the optimal techniques for forensic and archaeological applications. Key practices in this field include facial reconstruction from skeletal assessments, craniofacial superimposition, post-mortem imagery, and age progression/regression, utilizing various technologies such as clinical imaging, anthropometry, and machine learning.
Historically, the study of craniofacial anatomy has evolved from early craniometric and dissection techniques to the modern use of advanced imaging modalities like Computed Tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), and Cone-Beam Computed Tomography (CBCT). While these technologies have enhanced the understanding of facial structures, inconsistencies in anatomical points and data collection methods persist, complicating the establishment of reliable standards. The paper emphasizes the importance of large sample sizes and cross-study agreement in developing robust anatomical standards, while also acknowledging the challenges practitioners face in adopting new methodologies. Ultimately, the paper aims to guide practitioners in selecting appropriate standards for craniofacial identification, reviewing the advantages and disadvantages of various data collection methods and their applicability across different populations.
Methods
The section on methods discusses various techniques for three-dimensional surface acquisition of the face, highlighting photogrammetry and high-precision surface scanning as primary approaches. These methods are characterized by their contactless nature, portability, cost-effectiveness compared to traditional medical imaging, and minimal health risks. They are capable of capturing detailed color and texture information; however, the accuracy of the acquired data is influenced by the specific equipment used, the environment, and the reflective properties of the facial surface.
Additionally, the section introduces four-dimensional facial capture, which extends three-dimensional techniques to include dynamic aspects of facial movement and expression. This method typically employs fixed rigs similar to those used in filmmaking for special effects and animation. Despite their advantages, it is noted that all these acquisition methods are limited to surface data and do not provide insights into internal anatomical structures.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights various modes of data collection used in craniofacial studies, emphasizing the strengths and limitations of each method. Cadaveric dissection is noted for its effectiveness in demonstrating anatomical variation and the relationship between soft and hard tissues, yet it is limited by post-mortem changes and the effects of embalming, which can alter facial morphology. Additionally, studies often involve elderly subjects, potentially skewing the representativeness of the findings. In contrast, palpation of living subjects allows for the assessment of superficial hard tissues but is prone to inaccuracies due to the indistinguishability of soft tissues from bone.
Anthropometry, including both direct measurements and photogrammetry, offers a more reliable approach for population statistics, although it faces challenges related to measurement consistency and the influence of facial expressions. Imaging techniques such as cephalograms, MRI, and CT scans provide detailed insights into soft and hard tissue relationships but come with limitations regarding positional effects, radiation exposure, and the inability to visualize certain anatomical layers. The section concludes by discussing the importance of tissue depth datasets, which are crucial for craniofacial identification but suffer from inconsistencies across studies. The findings underscore the necessity for demographic-specific datasets and highlight the complexities involved in establishing universally applicable anatomical standards.