Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Морфометрический подход к исследованию позвоночника 9
1.2. Дискретно варьирующие признаки позвоночника 18
1.3. Определение возраста взрослого человека по костным останкам: возрастная изменчивость позвоночника
1.3.1. Общие вопросы 28
1.3.2. Возрастная изменчивость позвоночника и методы её исследования
Глава II. Материалы и методы 43
2.1. Характеристика исследованного материала 43
2.2. Программа исследования 53
2.2.1. Программа исследования остеометрических признаков 53
2.2.2. Программа исследования дискретно варьирующих признаков
2.2.3. Программа оценки возраста по специфическим маркерам 63
2.3. Методы анализа данных 71
Глава III. Результаты морфометрического анализа позвоночника и его элементов
3.1. Точность измерения признаков 77
3.2. Межгрупповая изменчивость 80
3.3. Внутригрупповая изменчивость 91
3.4. Половой диморфизм размеров позвоночника 98
Глава IV. Анализ дискретно варьирующих признаков позвоночника 109
4.1. Оценка изменчивости вариаций строения позвоночника с учетом пола и расы 109
4.2. Сопряженность изучаемых дискретно варьирующих признаков 136
между собой 3
Глава V. Анализ изменчивости инволютивных признаков позвоночника 149
Глава VI. Разработка моделей и диагностических критериев: прикладные аспекты исследования позвоночника 169
6.1. Разработка остеометрических и анатомических критериев
для определения порядковой локализации разрозненных позвонков 170
6.1.1. Критерии порядковой локализации «нетипичных» позвонков 170
6.1.2. Определение порядковой локализации «типичных» позвонков 173
6.2. Разработка диагностических критериев для определения пола человека по остеометрическим характеристикам 182
6.3. Разработка регрессионных моделей для оценки возраста человека на момент смерти 189
6.4. Разработка критериев оценки индивидуализирующих особенностей позвоночника (отождествление личности и установление родства) 201
Заключение 207
Выводы 214
Список обозначений и сокращений, встречаемых в тексте 217
Список терминов 219
Список литературы
- Возрастная изменчивость позвоночника и методы её исследования
- Программа исследования дискретно варьирующих признаков
- Внутригрупповая изменчивость
- Критерии порядковой локализации «нетипичных» позвонков
Возрастная изменчивость позвоночника и методы её исследования
К концу XIX – началу XX в. накопились данные об аномалиях и вариациях позвоночника, многие из которых были известны еще со Средневековья [Todd, 1922; Schultz, 1930; Schmorl, Junghanns, 1971]. Численные вариации позвоночной формулы привлекли внимание анатомов и антропологов, занимающихся проблемой эволюции осевого скелета человека [Хрисанфова, 1962, 1978]. Эти вариации многими авторами рассматривались как проявления эволюционных тенденций в видоизменении позвоночника, изучая которые мы можем «судить не только о прошлом, но и о будущем человеческого организма» [Бушмакин, 1913, с. 14]. Значительное внимание получили аномалии, то есть пороки развития позвоночника, что было связано с интересом к тератологии. Прогресс в понимании природы и причин формирования пороков развития был сделан с появлением экспериментальной эмбриологии [Бушмакин, 1913].
Дискретно варьирующие признаки позвоночника традиционно делят на аномалии развития и вариации строения (последние включают вариации позвоночной формулы и другие виды кранио-каудальных сдвигов на границах отделов позвоночника) [Schmorl, Junghanns, 1971]. Соглано В.А. Дъяченко [1949] эти две группы дискретных признаков позвоночника соответствуют аномалиям онтогенетического и филогенетического значения. Аномалии филогенетического значения являются проявлением «наследственной способности всякого вида животного», «выражением этапов пройденных и перспективных» [Дъяченко, 1949, с. 38, 44]. Аномалии же онтогенетического значения представляют собой нарушения в развитии органа, обусловленные взаимодействием внутренних и внешних причин. С антропологической точки зрения наиболее интересны именно вариации строения позвоночника, то есть аномалии филогенетического значения, что обусловлено их эволюционной значимостью и влиянием генетических факторов на их проявление. Аномалии филогенетического значения В.А. Дъяченко подразделяет на: а) аномалии черепно-шейной границы (манифестация проатланта, ассимиляция атланта); б) аномалии шейно-грудной границы (шейные ребра, агенезия первой пары ребер); в) аномалии пояснично-крестцовой границы (сакрализация, люмбализация); г) аномалия крестцово-копчиковой границы (ассимиляция). Первое научное объяснение вариациям числа позвонков и сдвигам на границах позвоночника было предложено E. Rosenberg, который считал, что эмбриональное развитие человеческого позвоночника повторяет его филогению [цит. по: Хрисанфова, 1962]. По его данным, как в эмбриогенезе, так и в филогенезе происходит проксимальное передвижение подвздошных костей по отношению к позвоночнику. Формы с укороченным докрестцовым отделом позвоночника и укороченным грудным отделом E. Rosenberg считал прогрессивными, а формы с удлиненным докрестцовым отделом и удлиненной грудной клеткой – примитивными (атавистическими). По мнению E. Rosenberg наличие шейных ребер у человека выражает тенденцию к удлинению грудного отдела, которая, в свою очередь, является двусторонней. Хотя логика, лежащая в основе теории E. Rosenberg оказалась ошибочной, он одним из первых подчеркнул филогенетическую значимость вариаций позвоночной формулы у человека [Дъяченко, 1949].
Позднее H. Adolphi и T. Dwight [цит. по: Бушмакин, 1913] опровергли концепцию E. Rosenberg. В частности, выяснилось, что сдвиги позвоночной формулы, как правило, однонаправленные. Так, при появлении шейных ребер, что по E. Rosenberg являлось примитивной чертой, одновременно наблюдается тенденция к сдвигу грудно-поясничной границы в сторону черепа, а не от черепа, как предполагал E. Rosenberg. Эмбриональные данные E. Rosenberg также не нашли подтверждения в исследованиях C.R. Bardeen, М. Степанова, Н.В. Попова-Латкина и некоторых других [цит. по: Хрисанфова, 1962].
Преобладание однонаправленных сдвигов над разнонаправленными было подтверждено Е.Н. Хрисанфовой [1962]. Она предполагает наличие «компенсаторных» процессов, появляющихся при вариациях грудной клетки и дистальных отделов позвоночника. Например, при редукции XII пары ребер наблюдается компенсаторное увеличение костальных элементов в области шейно-грудной границы и на первом поясничном позвонке. Подобная же компенсация затрагивает и сам двенадцатый грудной позвонок, который не только не вовлекается в процесс редукции, но его высота обнаруживает отрицательную корреляцию с длиной двенадцатого ребра [Хрисанфова, 1962].
Немаловажное значение в изучении вариаций строения позвоночника современного человека имели работы K. Khne [1932, 1934]. На основе посемейных и близнецовых исследований методом рентгенодиагностики K. Khne продемонстрировал наследственную природу кранио-каудальных сдвигов на границах отделов позвоночника. Краниальный сдвиг проявляется в смещении границы между отделами в сторону черепа, а каудальный – в её смещении от черепа. K. Khne подчеркивает, что вариации проявляются не только в виде полных, как правило, однонаправленных сдвигов, но и в виде «тенденций», то есть частичных сдвигов.
Для описания числа позвонков, наиболее характерного для данного вида, T.W. Todd [1922] предложил использовать термин «модальный» взамен более распространенным, но менее точным терминам «нормальный» или «типичный». У современного человека модальное число докрестцовых позвонков равно 24: 7 шейных, 12 грудных и 5 поясничных. Крестец, как правило, является пяти- или шестичленным [Хрисанфова, 1962; Майкова-Строганова, Финкельштейн, 1952 и др.]. Позвонки, типичные для конкретного отдела располагаются в центральной части этого отдела. В переходных между отделами областях позвонки, как правило, имеют «переходную» морфологию, то есть принадлежа к конкретному отделу они также несут морфологические черты соседнего отдела [Gray, 1858].
При краниальном сдвиге шейно-грудной границы реберные отростки седьмого шейного позвонка отделены от самого позвонка и представляют собой шейные ребра разной степени выраженности. Редукция двенадцатой пары ребер маркирует сдвиг грудно-поясничной границы в краниальную сторону. В других случаях реберные отростки первого поясничного позвонка не соединены с поперечными отростками и дугой позвонка, что приводит к формированию поясничных ребер. Поясничные ребра являются маркером частичного или полного каудального сдвига грудно-поясничной границы, в зависимости от степени их манифестации. Согласно H. Hayek [цит. по: Дъяченко, 1949] поясничное ребро грудного типа имеет головку и шейку и сочленяется с самим позвонком. Поясничное ребро типа поперечных отростков представляет собой обособленные фрагменты поперечных отростков, величина которых варьирует от до полной их длины [Дъяченко, 1949]. Другим проявлением кранио-каудальных сдвигов на границе грудно-поясничного отдела являются вариации формы суставных отростков Т11–L1. Вариации пояснично-крестцовой границы представлены разной степенью сакрализации L5 и люмбализации S1 [Бушмакин, 1913; Дъяченко, 1949; Хрисанфова, 1962; Lanier, 1939].
В некоторых случаях на теле С7 присутствуют нижние полуфасетки для сочленения с первым грудным ребром. Этот признак был упомянут R.R. Lanier [1939], который связал его с «краниальным фенотипом», а также Е.Н. Хрисанфовов [1962], по мнению которой этот признак, вместе с вариациями формы и положения фасеток на первом грудном позвонке, является «выражением того же процесса смещения верхней границы грудной клетки» [Хрисанфова, 1962, с. 6].
Вариации числа реберных ямок на участке Т8–Т10 представляют как теоретический, так и практический интерес. В стандартных справочниках по остеологии Т8 и Т9 описываются как имеющие верхнюю и нижнюю реберные ямки для сочленения с головкой ребра, а особенностью строения Т10 является наличие на теле позвонка только верхней реберной ямки с одновременным присутствием реберных ямок на поперечных отростках [White, Folkens, 2005]. Вместе с тем известно, что строение Т8–Т10 изменчиво [Gray, 1858], но частоты встречаемости разных вариантов этих позвонков неизвестны. С теоретической точки зрения интересно, связаны ли вариации числа реберных ямок на этом участке с кранио-каудальными сдвигами на границах отделов позвоночника или они представляют собой независимую систему признаков. С практической точки зрения, информация о частоте встречаемости перечисленных вариаций необходима при порядковой локализации позвонков грудно-поясничной области.
Программа исследования дискретно варьирующих признаков
На скорость возникновения и выраженность возрастных изменений позвоночника влияют эндогенные и экзогенные факторы, к которым относят пол, конституцию, физическую нагрузку, питание, условия жизни, состояние эндокринной системы, генетическую предрасположенность и т. д. [Янкаускас, 1988; Schmorl, Junghanns, 1971; Ortner, 2003; Mann, Hunt, 2005 и др.]. На зависимость возрастных изменений позвоночника от пола неоднократно обращалось внимание, однако доказательные данные существуют в основном в отношении остеопороза. Так, большинством работ подтверждается большая подверженность женщин возрастному остеопорозу, в особенности с началом менопаузы [Джамолов, 1976; Schmorl, Junghanns, 1971; Riggs et al., 1982; Brickley, Waldron, 1998 и др.]. Это объясняют снижением уровня половых гормонов у женщин в постклимактерический период. С другой стороны, по данным V. Gilsanz и соавторов [1994] и E.N. Ebbesen [1999], линии регрессии, описывающие возрастную динамику массы костного вещества, у мужчин и женщин параллельны.
Данные о влиянии пола на частоту появления других видов дегенеративно-дистрофических изменений позвоночника противоречивы. Так, на отсутствие достоверных половых различий указывают результаты Р.П. Янкаускаса [1988], G. Schmorl и H. Junghanns [1971], H. Nathan [1962] и J.J. Snodgrass [2004]. Однако большинство других авторов все же обнаруживают половые различия в темпах инволюции позвоночника. Например, по замечанию Н.С. Косинской [1961], большая часть пациентов с деформирующим спондилозом – мужчины. Д.Д. Джамолов [1976] отмечает, что остеофиты у мужчин развиваются раньше и сильнее выражены, чем у женщин. Другие авторы объясняют повышенную подверженность мужчин остеофитозу разделением труда, характерным для традиционных групп [Acsdi, Nemeskri, 1970; Walker, Hollimon, 1989]. С другой стороны, в группах без явного разделения труда, половые различия чаще не обнаруживаются [Snodgrass, 2004].
Литературные данные подтверждают наличие зависимости развития остеофитов от образа жизни. По данным рентгенологического исследования R. Gantenberg [цит. по: Schmorl, Junghanns, 1971], частая встречаемость деформирующего спондилоза наблюдалась у шахтеров. В то же время, у заводских рабочих частота встречаемости спондилоза была ниже, а у ремесленников – еще ниже. Реже всего спондилоз встречался среди людей, не занятых физическим трудом. К такому же выводу приводят результаты исследования остеологического материала X–XII вв. с территории Венгрии [Acsdi, Nemeskri, 1970]. Так, население Залаварского замка, жители которого находились в привилегированном положении, демонстрировало минимальную частоту деформирующего спондилоза, при этом частота спондилоза была в 2–3 раза выше среди населения прилегающих областей.
По некоторым данным, образование остеофитов при старении раньше происходит у представителей брахиморфного телосложения, а у женщин частота их встречаемости положительно коррелирует с тотальными размерами тела [Янкаускас, 1988]. По мнению И.Л. Тагера [1983], индивиды с гиперлордозом испытывают большую нагрузку на суставы позвоночника и на переднюю продольную связку, что, в первую очередь, приводит к артрозу и к деформирующему спондилозу. С другой стороны, при уменьшенном поясничном лордозе большая нагрузка приходится на межпозвоночные диски, дегенеративные изменения в которых могут в таком случае предшествовать другим изменениям.
Не исключено влияние некоторых вариаций строения и аномалий на преждевременное появление дегенеративных изменений позвоночника. Например, при врожденной конкресценции позвонков соседние сегменты могут подвергаться повышенной нагрузке, что может привести к деформирующему спондилозу в выше- и нижерасположенных межпозвоночных симфизах [Рохлин, 1939]. Также не совсем благоприятны односторонние формы сакрализации L5 [Рохлин, 1939]. По данным Р.П. Янкаускаса [1988] частота встречаемости остеофитов положительно коррелирует с гипобазальной формой крестца.
При анализе возрастных изменений позвоночника, очевидно, возникает проблема разделения между изменениями естественного и патологического характера – дегенеративно-дистрофическими изменениями и дегенеративно-дистрофическими поражениями [Рохлин, 1939; 1965]. К числу первых относятся классические проявления старения костно-суставного аппарата. Под дегенеративно-дистрофическими поражениями, в свою очередь, понимается «ускоренное изнашивание костно-суставного аппарата, преждевременное старение его…» [Косинская, 1961, с. 5]. Преждевременное старение костно-суставного аппарата может возникать вследствие травм, систематической перегрузки (например, связанной с профессией), болезней инфекционной и другой природы (например, инфекционный спондилит, артрит и т. д.), в более редких случаях – при эндокринных нарушениях и нарушениях обмена веществ [Рохлин, 1939, 1965; Косинская, 1961; Тагер, 1983; Моисеев, 1997]. При этом, несмотря на сходство в проявлении, между двумя указанными процессами существуют и различия. Так, согласно Д.Г. Рохлину [1965], дегенеративно-дистрофические поражения бывают чаще локальными и чрезмерно выраженными. Старческое же изнашивание костно-суставного аппарата можно распознать по своевременности и распространенности изменений, которые обычно не бывают резко выраженными.
Несмотря на изученность возрастных патологий позвоночника, в литературе отсутствуют четкие рекомендации для оценки возраста по докрестцовому позвоночнику. Единственные рекомендации представлены Д.Д. Джамоловым [1976] и T.D. Stewart [цит. по: Snodgrass, 2004], однако оба эти метода имеют ряд недостатков. Также в последнее время ведутся разработки в области судебно-медицинского определения возраста по срезам губчатого вещества позвонков и последующему их цифровому анализу [Янковский, Фоминых, 2011].
Метод Д.Д. Джамолова в настоящее время используется отечественными судебными медиками при экспертизе поясничных позвонков [архив судебно-медицинских экспертиз ГУЗ МО Бюро СМЭ, 2008-2012]. Критерии, предложенные Д.Д. Джамоловым [1978], сведены в таблицу 1.1. По его заключению, использование всех перечисленных критериев позволяет определить возраст человека в пределах пяти–семи лет.
Рекомендации Д.Д. Джамолова нам представляются биологически недостаточно обоснованными. В частности, он заранее разбивает материал на десятилетние возрастные интервалы, то есть до получения результатов устанавливает границы доверительного интервала. Вместе с тем, возможность такого точного определения возраста только по состоянию поясничных позвонков представляется маловероятной в силу влияния на скорость инволюции позвоночника ряда экзо- и эндогенных факторов. Еще одним недостатком является то, что метод Д.Д. Джамолова своего рода «классификационный».
Внутригрупповая изменчивость
Статистический анализ и построение графиков проводилось в программах STATISTICA (v. 8) и MS Excel (версия 2003). Обработка данных осуществлялась с учетом рекомендаций В.Е. Дерябина [2007a, б; 2008]. Обозначения статистических параметров соответствуют общепринятым в литературе [Урбах, 1975; Дерябин, 2007a, б].
Для анализа количественных данных использованы стандартные методы описательных статистик, t-критерий Стьюдента (в том числе в модификации Уэлча), коэффициент корреляции Пирсона (r), многомерный и одномерный дисперсионный анализы. При сопоставлении выборок по остеометрическим показателям использован тест Шеффе, а также тест Краскел-Уоллиса и метод множественного сравнения по средним рангам для выборок с малой численностью. Хотя программа STATISTICA включает ряд тестов, направленных на выявление различий в средних между несколькими выборками, тест Шеффе является наиболее консервативным [STATISTICA Electronic Manual, 2002]. Непараметрический тест Краскел-Уоллиса использован при сравнении женских серий, так как некоторые из них включают небольшое число индивидов, а мощность F-статистики снижается при объеме выборки меньше 10 [STATISTICA Electronic Manual, 2002]. Если признак присутствовал в выборке менее чем у пяти индивидов, выборка в анализ не включалась.
Средняя ошибка измерения (intra-observer error) рассчитывалась по следующей формуле [Albanese, 2003]: [2003], вычисленная таким образом ошибка не должна превышать 2–2.5%. Для расчета ошибки автором работы осуществлялось повторное измерение 33 позвонков от 14 индивидов (не ранее, чем через несколько недель).
Для расчета процента различий между двумя группами по средним остеометрическим показателям использовалась формула: количество мужских и женских наблюдений по данному признаку. Категории изменчивости размеров вычислялись следующим образом [Звягин, 2001; Звягин и др., 2007]: ±0.56SD – средние величины; ±1.54SD – малые/большие величины; ±3.30SD – очень малые/ очень большие величины.
Таблицы для диагностики пола по показателям единичных признаков составлялись посредством выделения пяти интервалов соответственно уровню вероятности: Xm ± 1.54SD; Xm ± 3.3SD [Звягин, 1977; Медико-криминалистическая идентификация…, 2002].
Построение многомерных моделей для диагностики пола осуществлялось методом пошагового дискриминантного анализа и логистической регрессии. Оценка вероятности (P) принадлежности индивидов мужскому полу рассчитывалась по логистической функции: P() = –() где равна разнице (Df1–Df2) между значениями мужской и женской дискриминантными функциями [Звягин и др., 1998]. Вероятность Р может быть найдена по таблице 2.4. В логистической регрессии используется аналогичное преобразование, однако в качестве выступает не разница
Анализ дискретных данных включал построение таблиц сопряженности, вычисление критерия 2 и коэффициента ранговой корреляции Спирмена (rs). Использован также метод кластерного анализа (метод ближайшего соседа) с вычислением расстояния Евклида.
Разработка метода диагностики возраста проведена согласно рекомендациям J. Boldsen и соавторов [2002] и основана на построении серии бинарных регрессионных уравнение с последующей их лог трансформацией по формуле (2.4). Опция построения таких моделей доступна в программе STATISTICA в закладке «Generalized linear/ nonlinear models» с заданием параметров «logit model» и «binomial».
Суть метода заключается в следующем. Сначала создается база данных, в которой значения анализируемого признака представлены строго упорядоченными баллами (порядковая шкала), отражающими последовательные изменения костной структуры в течение жизни. Возраст перехода из одной стадии развития в другой может варьировать у разных индивидов, но последовательность должна быть инвариантна. Например, при наличии трех стадий развития признака – А, Б и В, – он должен последовательно проходить все три стадии и не может из стадии А сразу оказаться в стадии В.
На следующем этапе все наблюдения подразделяются на подгруппы. В первую подгруппу помещаются все индивиды, которые еще не сделали переход от нулевой стадии к первой, во вторую – все индивиды, сделавшие этот переход (стадия 1, 2 и т. д.). По полученным данным строится бинарное уравнение, в котором возраст выступает в качестве независимой переменной, а балл, описывающий принадлежность к одной из двух выделенных подгрупп – в качестве зависимой. Использование лог-трансформации позволяет представить это уравнение как вероятность: где P(yj1 aj) – вероятность того, что в возрасте aj будет наблюдаться стадия развития признака yj равная или большая 1; () – связывающая функция (в данном случае – логистическая функция); и – коэффициенты линейной регрессии.
Затем анализируются только индивиды, сделавшие переход к первой стадии развития признака. При этом они также подразделяются на две группы: сделавшие переход к первой стадии развития признака, но не сделавшие ко второй, и сделавшие переход ко второй стадии и т. д. Таким образом получается серия бинарных уравнений следующего вида: где условие yi–1 означает, что анализируется подгруппа только тех индивидов, у которых наблюдается стадия i–1 и выше. Таким образом, если у признака наблюдается s стадий, первая логистическая регрессия разделяет индивидов со стадией 0 от индивидов со стадией 1 и выше, вторая – индивидов со стадией 1 от индивидов со стадией 2 и выше, а последнее уравнение регрессии отделяет индивидов со стадией s-1 от индивидов со стадией s. Условие yi-1 из уравнения 2.6 можно убрать перемножением:
Так как в реальности возраст является неизвестным параметром, который должен быть рассчитан по наблюдаемой стадии развития признака, уравнение преобразуют с помощью теоремы Байеса. Однако в тех случаях, когда предполагается, что индивид может с равной вероятностью находится в любой точке возрастного ряда, итоговая функция правдоподобия будет выражаться как:
В тех случаях, когда нам нужно совместить результаты по нескольким анализируемым признакам, функции правдоподобия, полученные для каждого из этих признаков, перемножаются: Решением функции будет такое значение возраста , при котором L(a yj= i) принимает наибольшее значение. Заметим, что простое перемножение функций L(a yjk= ik) возможно только в том случае, если анализируемые признаки «условно» независимы. Под условной независимостью J. Boldsen с соавторами [2002] подразумевают то обстоятельство, что зависимость между признаками определена исключительно их корреляцией с возрастом. В случае если признаки не являются условно независимыми, необходимо введение дополнительных факторов в уравнение.
Критерии порядковой локализации «нетипичных» позвонков
Если говорить о значимости дискретно варьирующих признаков для выявления индивидуальных особенностей человека, наиболее информативными являются редко встречающиеся признаки, а также редкие сочетания двух и более дискретных признаков. Безусловно, возможность использования дискретных признаков позвоночника при отождествлении личности или установлении родства будет варьировать в зависимости от частот встречаемости этих признаков в данной популяции или у данного пола.
Возрастная изменчивость исследовалась для остеометрических и дегенеративно-дистрофических признаков позвоночника. В отношении остеометрических характеристик показано, что с возрастом изменяются преимущественно широтные и сагиттальные размеры тела позвонка, а изменчивость средних показателей других размеров невелика и зачастую недостоверна. Диапазон изменчивости остеометрических показателей позвоночника довольно широк, а средние показатели в значительной степени зависят от пола. Таким образом, информативность только лишь остеометрических признаков позвоночника, без использования показателей массы или плотности костного вещества, несущественна в вопросах диагностики возраста.
Частоты встречаемости всех изученных дегенеративно-дистрофических изменений позвоночника обнаруживают достоверную положительную корреляцию с хронологическим возрастом человека (до 0.5–0.6) в областях позвоночника, наиболее подверженных этим изменениям. В свою очередь, для каждого признака наблюдается характерная локализация в пределах позвоночника. В дополнение, с возрастом наблюдается достоверное увеличение числа сегментов позвоночника, затронутых дегенеративно-дистрофическими изменениями (коэффициент корреляции 0.3–0.7) и вероятности совместной встречаемости разных форм таких изменений (коэффициент корреляции 0.6–0.8). Это говорит о том, что при диагностике возраста использование комплекса инволютивных признаков позвоночника вместо одной системы возрастных изменений (например, остеофитов) более эффективно. Повышение же точности диагностики возраста может быть достигнуто, если метод будет учитывать, являются ли изменения локальными или затрагивают значительную часть позвоночника.
Полученные в данной работе результаты были использованы для разработки диагностических критериев определения порядковой локализации разрозненных позвонков, а также пола, возраста и других особенностей человека. Предложенные нами критерии порядковой локализации позвонка включают предварительное определение его групповой принадлежности по общим анатомическим особенностям. Для локализации С7, Т1 и L5 достаточно исследования анатомических особенностей, а для локализации С3-С6, Т2-Т12 и L1-L4 предложен двухстадийный остеометрический метод, позволяющий определить положение позвонка в пределах 2-3-х сегментов с точностью 77–91% и в пределах одного сегмента – с точностью 65–97%. Остеометрический метод относительно эффективно классифицирует Т2, Т3, Т11, Т12 и L1 ( 85% верных решений для этих позвонков), но он малоэффективен для определения локализации других позвонков ( 80%). Повышение точности диагностики порядковой локализации возможно посредством оценки формы позвонка остеометрическими индексами при учете вариаций строения, достоверно связанных с порядковой локализацией.
Диагностика пола по предложенным моделям осуществляется как одномерным, так и многомерным методом по остеометрическим признакам 1-4-х позвонков шейного, грудного и поясничного отделов. Наши результаты показали, что позвонки, ранее не исследованные по вопросу определения пола, не менее информативны, чем позвонки, традиционно являвшиеся объектом исследования других авторов (С1, С2 и L1-L5). Точность предложенных нами многомерных дискриминантных моделей составила 86–90% для обучающей выборки евразийской расы и 83–90% для тестовой серии той же расы, что не уступает эффективности остеометрического определения пола по другим костям посткраниального скелета, не считая тазовые кости. Применение остеометрических моделей к выборке афроамериканцев дало неудовлетворительные результаты, в связи с чем их использование на представителях другой расы не рекомендуется.
Для диагностики возраста предложены уравнения логистической регрессии, которые строились отдельно для разных систем признаков и для тех областей позвоночника, в которых эти признаки в наибольшей степени коррелировали с возрастом. Конечный результат получается при совмещении данных по разным системам признаков. Коэффициенты корреляции между хронологическим возрастом и возрастом, рассчитанным по комплексу предложенных регрессионных моделей, были сопоставимы с результатами, полученными при использовании других частей скелета, что очевидно из литературных источников. Заметим, что при тестировании нашего метода на группе верификации в 6 из 13 случаев рассчитанный наиболее вероятный возраст отличался от хронологического всего на 0–4 года.
Модели для восстановления тотальных размеров тела по размерам позвоночника нами не разрабатывались по причине отсутствия данных о прижизненной длине тела для большинства наблюдений, вошедших в исследование, а также в силу относительно невысокой корреляции между длиной тела и размерами позвонков. Все же достоверная положительная корреляция между размерами позвоночника, длиной бедренной кости и длиной тела позволяет судить о тотальных размерах тела (крупный или некрупный индивид) по крайним значениям предложенных нами категорий изменчивости признаков для данного пола и расы. Например, если размеры позвоночника и отдельных позвонков попадают в категорию очень малых величин, то индивид, скорее всего, является относительно грацильным для данного пола. В этом отношении категории изменчивости остеометрических признаков позвоночника могут служить в качестве индивидуальных характеристик. Предложенные нами категории изменчивости относительной длины докрестцового позвоночника и его отделов в процентах к длине бедренной кости позволяют в вероятной форме судить и о пропорциях тела индивида (длина туловища / длина ноги).
В дальнейшем необходимо более подробно изучить географическую изменчивость остеометрических и дискретно варьирующих признаков позвоночника. Необходим более подробный анализ влияния телосложения и акселерации на размеры позвоночника и отдельных позвонков. Интересным представляется исследование влияния экологических факторов на частоту встречаемости дискретно варьирующих признаков позвоночника. В настоящий момент такое исследование невозможно в силу недостаточности данных по родственным группам, обитающим в разных условиях среды. Есть перспектива и в развитии метода диагностики возраста. Во-первых, необходимо увеличение объема анализируемой выборки и включение в нее наблюдений по разным этнотерриториальным группам. Во-вторых, необходимо увеличение количества анализируемых признаков, в частности, включение в модели таких признаков, как выраженность радиальной исчерченности и состояние кольцевого валика, а также признаков, отражающих возрастную динамику массы костного вещества.