パノラマX線画像から見た下顎の性二型の幾何学的形態解析

Geometric morphometric analysis of sexual dimorphism in the mandible from panoramic X-ray images.

• E Nuzzolese
• P Randolph-Quinney
• J Randolph-Quinney
• G Di Vella

抄録

人間の下顎は、法医学的な人類学的および歯学的実践において、生物学的同一性の評価の一部として日常的に利用されている。この研究では、下顎皮質と上顎骨の形態における形状の変化を調査し、定量化するための新しい幾何学的形態測定技術を導入し、その結果、法医学的な目的のための可能性を明らかにしました。イタリアの現代人の成人男性50名と女性50名のサンプルをもとに、デジタル臨床オルソパントモグラムX線画像からヒトの下顎を調べた。3つの固定ランドマークがシンフォシスとコンディルに適用され、50個のセミランドマークが下皮質と後隆起に沿って再サンプリングされました。対称反射が適用され、53のランドマークの200の構成が得られた。形状解析は以下の方法で行われた。Procrustes重ね合わせ、変動パターンを調査するための主成分分析、leave-one-outクロスバリデーションを用いた線形判別分析を用いた分類、構造的モジュール性を検定するための部分最小二乗法（PLS）、そして最後に、形状分類基準を最適化するためのPLSに続いて、リタイトルページのサンプリングと再分析が行われました。ランドマークのステップワイズ再サンプリングにより、25個のランドマークに基づいた94.0％の最適な交差検証済み分類に到達しました。結果は非常に有意であり、下顎皮質とラムスの間の形状関係が、この方法を用いた法医学的識別の目的に大きな可能性をもたらすことを示唆しています。

The human mandible is routinely utilised as part of the assessment of biological identity in forensic anthropological and odontological practice. The research introduces a novel geometric morphometric technique to investigate and quantify shape variation in the morphology of the mandibular corpus and ascending ramus and consequently highlights the potential for forensic purposes. Human mandibles from digital clinical orthopantomogram X-ray images, based on a sample of 50 male and 50 female adults from a modern Italian population, were examined. Three fixed landmarks were applied to the symphysis and condyle and 50 semi-landmarks re-sampled along the inferior corpus and the posterior ramus. Symmetrical reflection was applied yielding 200 configurations of 53 landmarks. Shape analyses were undertaken via: Procrustes superimposition; principal components analysis to investigate patterns of variation; classification using linear discriminant analysis with leave-one-out cross-validation; partial least squares (PLS) to test for structural modularity; and finally, retitle page sampling and re-analysis following PLS to optimize shape classification criteria. Stepwise re-sampling of landmarks reached an optimum cross-validated classification of 94.0% based on 25 landmarks; the results are strongly significant and suggest that the shape relationship between the mandibular corpus and ramus offers significant potential for forensic identification purposes using this method.