基于腰椎高度X线测量技术推断四川汉族女性身高

青思含，常云峰，2，董晓爱，李媛，陈晓刚，舒永康，邓振华

（1.四川大学华西基础医学与法医学院法医病理教研室，四川成都 610041；2．中南大学基础医学院法医系，湖南长沙 410013；3.公安部物证鉴定中心，北京 100038）

基于腰椎高度X线测量技术推断四川汉族女性身高

青思含1，常云峰1，2，董晓爱1，李媛1，陈晓刚1，舒永康3，邓振华1

（1.四川大学华西基础医学与法医学院法医病理教研室，四川成都 610041；2．中南大学基础医学院法医系，湖南长沙 410013；3.公安部物证鉴定中心，北京 100038）

目的通过腰椎高度X线测量技术，建立四川汉族女性身高的数学模型，为法医人类学研究积累基础数据。方法收集206例四川汉族女性个体按年龄分为A、B、C 3组，其中A组（206例）不分年龄，B组（116例）为20～45岁，C组（90例）为45岁以上，并应用计算机X线摄影（computer radiography，CR）技术分别测量所有样本腰椎CR片中5个椎体（L1～L5）前缘、后缘、中央高度（x1～x15），脊柱腰段中央总长度（x16），同时测量每个个体真实身高，对各测量指标联合与身高的相关性进行线性回归分析，建立推断身高的数学模型，并重新选取62例样本代入数学模型，检验模型的准确性。结果所建立的数学模型经线性回归模型假设检验，均具有统计学意义（P＜0.05），回归方程的推断标准误为2.982～5.004cm，相关系数为0.370～0.779，复相关系数为0.533～0.834。对每组相关系数、复相关系数最高的方程进行回代检验，其中A组的y=100.33+ 1.489x3-0.548x6+0.772x9+0.058x12+0.645x15的准确率最高，为80.6%（±1SE）、100%（±2SE）。结论本研究建立的数学模型适用于推断四川汉族女性身高。

法医人类学；法医放射学；体层摄影术；X线计算机；身高；腰椎；回归分析

个人识别是法医学领域的一项重要任务，可通过死者的生物学信息确定其性别、年龄、种族以及身高等。在尸体保存完整的情况下，这些信息较易获得，然而在一些特殊案件中（如爆炸案、碎尸案等），有时仅残留部分白骨化尸骨，因此，如何通过残存的生物学信息获取死者的真实身份显得尤为关键。目前表明，基于四肢长骨推断身高的误差最小且准确性较高[1]。若尸体四肢长骨严重毁损，仅残留躯干部分时，可利用脊柱高度推断身高进行个人识别。国内外相关研究[1-9]表明，脊柱与身高具有良好的相关性，可通过测量尸体或尸骨的脊柱椎体或部分节段，建立推断身高的数学模型。本研究利用计算机X线摄影（computer radiography，CR）技术，测量四川汉族女性活体腰椎椎体高度及脊椎腰段中央总长度，构建多组线性回归数学模型推断身高，为法医学检案实践积累基础数据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

在四川大学华西医院收集206例进行腰椎CR影像检查的健康女性体检者或腰椎邻近部位门诊检查的女性作为研究对象。

研究对象均为原籍四川的女性汉族人群，年龄在20～84岁，平均年龄为44岁。将所有研究对象按照年龄分为A、B、C 3组，其中A组（206例）不分年龄，B组（116例）为20～45岁，C组（90例）为45岁以上。所有选取的CR图像清晰，可清楚观察到测量点。

排除标准：腰椎有病损、畸形或手术史者；服用影响代谢与发育及骨生长的药物者；有影响骨生长、发育与代谢的全身性疾病者。

该研究符合医学伦理学相关条款规定。

1.2 方法

1.2.1 观察方法

按照中国体育科学学会体质研究会编制的《体质测定》中身高测量方法[10]在摄片前用人体身高测量计测量每个个体的身高（y），测量单位：厘米（cm），精确至0.01cm。

CR图像采集于日本岛津公司生产的UD150B-10 型Computer Radiography X线机，拍摄条件为：管电压90 kV，管电流280 mA，曝光时间0.16 s，固定球管中心至成像板的距离为120cm；拍摄体位：标准腰椎正位及左侧卧位，中心线通过第3腰椎平面，并在固定体位后测量每个检查者L3棘突至放射检查床表面的垂直距离。参照张召晖等[7]对颈椎摄片的放大率的处理方法，将所有测量值校正为真实值。

1.2.2 观测指标

根据Frobin等[11]报道的椎体高度放射学观测指标，在腰椎侧位CR片上测量各椎体高度，在脊柱正位CR片上测量脊柱腰段中央总长度，即第一腰椎上缘中点至骶骨岬上缘中点之间的距离（图1）；测量单位：毫米（mm），精确至0.01mm。

建立推断身高的数学模型，其中应变量：身高（y）；自变量：L1椎体前缘高度、后缘高度、中央高度分别为x1、x2、x3，……以此类推，L5椎体前、后缘及中央高度分别为x13、x14、x15，腰段中央总长度x16（图2）。

图1 脊柱的CR观测指标

1.2.3 统计方法

利用SPSS 16.0统计学软件对数据进行分析。首先对各测量指标进行描述性统计分析，然后对各椎体测量指标及腰段长度与身高的相关性进行一元线性回归分析，再对各测量指标联合与身高的相关性进行多元线性回归分析，并建立推测身高的数学模型。

1.2.4 方程回代检验

按照纳入标准重新收集62例女性样本做腰椎CR检查，测量身高、腰椎及腰段长度等多项指标。分别选取A、B、C 3组相关系数（r）、复相关系数（R）最高的方程进行回代检验。

2 结果

2.1 腰椎各测量值与身高的一元线性回归分析

利用腰椎测量指标（x1～x16）与身高（y）建立一元回归方程，A、B、C 3组各16个方程，共48个。所有回归方程经线性回归模型假设检验的方差分析，P＜0.01，方程成立。A、B、C 3组所建立的一元回归方程的推断标准误范围分别为3.450～4.912cm、3.591～4.624cm、3.349～5.004 cm；r值范围分别为0.454～0.790、0.493～0.811、0.370～0.779；各组中r值最高的方程分别为y=77.634+0.487x16、y=76.625+0.495x16、y=81.88+0.458x16；其中r值最高为0.779，即B组中腰段中央总长度与身高的一元回归方程。

2.2 腰椎各测量值与身高的多元线性回归分析

腰椎的各测量指标描述性统计分析结果见表1，根据腰椎各测量指标所建立的推算身高的多元线性回归方程见表2，所有回归方程经多元线性回归模型假设检验的方差分析，方程成立（P＜0.05）。

2.3 方程回代检验

对A、B、C 3组r、R值最高的方程进行回代检验，结果见表3。上述3个方程回代结果显示准确率较高，其中A组方程准确率最高：±1个标准误（±1SE）的准确率为80.6%，±2个标准误（±2SE）的准确率为100%。

表1年龄、身高、椎体高度及脊柱腰段长度描述性分析（n=206，mm）

表2 女性腰椎推断身高多元回归方程

表3 方程准确率回代检验

3 讨论

身高受种族、地域、营养等多因素影响，随着现代经济发展和饮食结构的改变，人类的平均身高也在不同程度的增长，据《2005年四川省国民体质监测公报》[12]、《2010年四川省国民体质监测公报》[13]显示，2005年与2000年相比，女子20～34岁年龄段的身高有超过0.5 cm的明显增长；2010年与2005年相比，成年女性身高略有增长。推算身高是一项实时性的工作，推算身高的数学模型也应即时更新。

以往利用解剖学方法测量尸骨脊椎推算身高，但并不完全适用于当代中国人群，目前以尸骨作为研究对象在操作上可行性差；而利用影像学方法测量活体骨骼高度推算身高的方法具备可行性好、操作简便、数据真实可靠，同时兼并省时经济的优点，甚至原始图像和数据能用于更多其他项目，研究结果能真实反映当代人指标。

本研究结果表明，利用影像学方法测量腰椎推算身高是可行的，尤其是建立的多元回归方程R值较高，为0.533～0.834，A、B、C 3组中单个测量指标与身高的相关性最好的均为腰段中央总长度（r值分别为0.771、0.738、0.779）。张继宗等[6]测量80副男性尸骨腰椎建立的回归方程，其R值在0.131～0.540；Pelin 等[1]利用MRI测量42例活体男性骶尾椎长度建立其与身高的回归方程，其R值在0.121～0.677；Karakas 等[5]利用CT测量109例（男性66例，女性43例）活体骶椎建立了推算身高的回归方程，其r值为0.54（男），0.17（女，P＞0.05）。张召晖等[7-8]利用X线摄片测量（男性150例，女性209例）活体颈椎所建立的推算身高的回归方程的R值在0.259～0.656（男）、0.280～0.628（女），常云峰等[9]利用X线摄片测量514例（男性254例，女性260例）活体脊椎胸段长度所建立的推算身高的回归方程的R值在0.709～0.731（男）、0.624～0.764（女）。与上述研究结果相比，本研究应用X线影像测量腰椎高度进行身高推算，且所得线性回归方程的r、R值高，准确率高，表明应用此方法测量椎体推算身高的应用价值更大。

本研究结果可应用于检案实践中，当现场发现女性含腰椎碎尸块时，可将其进行X线摄片，然后对腰椎进行测量，测量后必须把该测量值校正为真实值，再根据年龄选取A、B、C组中合适的方程代入计算身高。为了方便快捷可直接测量腰段长度推算身高，条件允许的情况下可选取R值最高的方程进行代入将得到更为准确的身高，A、B、C 3组r、R值最高的分别是L1至L5椎体中央高度组合的五元线性回归方程（R=0.816）、L1至L5椎体中央高度组合的五元线性回归方程（R=0.834）、腰段中央总长度的一元线性回归方程（r=0.779），上述3个方程经过回代检验，表明其准确率较高。本研究结果以四川汉族成年女性作为研究对象，所建立的回归方程均经过线性回归模型假设检验的方差分析，方程均成立，3个组别中回归系数最高的方程准确率较高。本研究为利用影像学方法进行个人识别推断身高提供了更多的数据支持，且为法医学实践个人识别提供了一种新的操作简便、可靠性高的方法学。

[1]Pelin C，Duyar I，Kayahan EM，et al. Body height estimation based on dimensions of sacral and coccygeal vertebrae[J]. J Forensic Sci，2005，50（2）：294-297.

[2]Tibbetts GL.Estimation of stature from the vertebral column in American Blacks[J]. J Forensic Sci，1981，26（4）：715-723.

[3]Terazawa K，Akabane H，Gotouda H，et al. Estimating stature from the length of the lumbar part of the spine in Japanese[J]. Med Sci Law，1990，30（4）：354-357.

[4]Nagesh KR，Pradeep Kumar G.Estimation of stature from vertebral column length in South Indians[J]. Leg Med（Tokyo），2006，8（5）：269-272.

[5]Karakas HM，Celbis O，Harma A，et al. Total body height estimation using sacrum height in Anatolian Caucasians：multidetector computed tomography-based virtual anthropometry[J]. Skeletal Radiol，2011，40（5）：623-630.

[6]张继宗，刘庄朝，赵中阁.中国汉族男性腰椎的身高推断[J].人类学学报，2002，21（4）：268-272.

[7]张召晖，常云峰，舒永康，等.放射影像学方法测量活体女性颈椎推算身高[J].中国法医学杂志，2008，23（2）：77-81.

[8]张召晖，常云峰，周晓蓉，等.计算机X线摄片测量四川地区活体男性颈椎推算身高[J].法医学杂志，2008，24（1）：25-31.

[9]常云峰，张召晖，舒永康，等.数字X线摄影测量活体脊柱胸段推算身高[J].中国法医学杂志，2008，23（5）：296-299.

[10]中国体育科学学会体质研究会.体质测定[M].北京：人民体育出版社，1984：18.

[11]Frobin W，Leivseth G，Biggemann M，et al. Vertebral height，disc height，posteroanterior displacement and dens-atlas gap in the cervical spine：precision measurement protocol and normal data[J]. Clin Biomech （Bristol，Avon），2002，17（6）：423-431.

[12]四川省体育局公布四川第二次国民体质监测公报[EB/ OL].（2006-10-31）[2013-03-10].http://www.sc.xinhua net.com/service/zw/2006-10/31/content_8393619.htm.

[13]2010年四川省国民体质监测公报[EB/OL].（2011-12-31）[2013-03-10].http://www.scsport.gov.cn/bencandy.php? fid=47amp;id=4358.

（本文编辑：王亚辉）

Stature Estimation for Sichuan Han Nationality Female Based on X-Ray Technology with Measurement of Lumbar Vertebrae

QING Si-han1,CHANG Yun-feng1,2,DONG Xiao-ai1,LI Yuan1,CHEN Xiao-gang1,SHU Yong-kang3, DENG Zhen-hua1
（1.Teaching and Research of Forensic Pathology,West China School of Pre-clinical and Forensic Medicine, Sichuan University,Chengdu 610041,China;2.Department of Forensic Science,School of Basic Medical Science,Central South University,Changsha 410013,China;3.Institute of Forensic Science,Ministry of Public Security,Beijing 100038,China）

ObjectiveTo establish the mathematical models of stature estimation for Sichuan Han female with measurement of lumbar vertebrae by X-ray to provide essential data for forensic anthropology research.MethodsThe samples,206 Sichuan Han females,were divided into three groups including group A,B and C according to the ages.Group A（206 samples）consisted of all ages,group B（116 samples）were 20-45 years old and 90 samples over 45 years old were group C.All the samples were examined lumbar vertebrae through CR technology,including the parameters of five centrums（L1-L5）as anterior border,posterior border and central heights（x1-x15）,total central height of lumbar spine（x16）,and the real height of every sample.The linear regression analysis was produced using the parameters to establish the mathematical models of stature estimation.Sixty-two trained subjects were tested to verify the accuracy of the mathematical models.ResultsThe established mathematical models by hypothesis test of linear regression equation model were statistically significant（Plt;0.05）.The standard errors of the equation were 2.982-5.004cm,while correlation coefficients were 0.370-0.779 and multiple correlation coefficients were 0.533-0.834.The return tests of the highest correlation coefficient and multiple correlation coefficient of each group showed that the highest accuracy of the multiple regression equation,y=100.33+1.489x3-0.548x6+ 0.772x9+0.058x12+0.645x15,in group A were 80.6%（±1SE）and 100%（±2SE）.ConclusionThe established mathematical models in this study could be applied for the stature estimation for Sichuan Han females. Key words：forensic anthropology;forensic radiology;tomography;X-ray computed;body height;lumbar vertebrae;regression analysis

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2013.05.007

1004-5619（2013）05-0344-04

青思含（1988—），女，四川华蓥人，硕士研究生，主要从事法医临床学鉴定和研究；E-mail：enjoysmile520@gmail.com

舒永康，男，主任法医师，主要从事法医人类学鉴定和研究；E-mail：sykfy@163.com

通信作者：邓振华，男，主任法医师，教授，硕士研究生导师，主要从事法医临床学教学、鉴定和研究；E-mail：fydzh63@163.com

2013-04-16）