锁骨胸骨端骨骺闭合规律的多元影像学技术研究进展

范　飞，涂　梦，骆莹贞，张　奎，陈晓刚，邓振华（四川大学华西基础医学与法医学院，四川 成都 610041）

锁骨胸骨端骨骺闭合规律的多元影像学技术研究进展

范飞，涂梦，骆莹贞，张奎，陈晓刚，邓振华
（四川大学华西基础医学与法医学院，四川 成都 610041）

18周岁作为从轻或减轻刑事责任甚至免于死刑的年龄节点，在我国司法审判中具有重要意义。人体四肢长骨骨骺、第二性征等在18周岁时已基本发育完成，而锁骨胸骨端骨骺是人体各大关节干骺端骨骺闭合较晚的骨骼。近年应用多元影像技术探讨锁骨胸骨端骨骺闭合规律的研究显示，锁骨胸骨端骨骺发育在18周岁年龄推断中有一定价值。X线、超声存在一定弊端，并影响结果的准确性。CT特别是薄层CT目前应用较广，但薄层CT扫描辐射较大，非诊疗目的的影像辐射不符合当今医学伦理。MRI是无辐射的断层影像，易于评估，是锁骨胸骨端发育推断骨龄的研究方向之一。本文总结了锁骨胸骨端骨骺闭合规律在骨龄评估中的研究进展，分析并总结应用锁骨胸骨端骨骺闭合规律进行骨龄评估的可行性。

法医人类学；法医影像学；锁骨胸骨端；骨骺闭合；骨龄评估

1　锁骨胸骨端骨骺在法医学骨龄推断中的应用价值

我国《刑法》第十七条规定：“已满十四周岁不满十八周岁的人犯罪，应当从轻或者减轻处罚”；第四十九条规定：“犯罪的时候不满十八周岁的人和审判的时候怀孕的妇女，不适用死刑”。18周岁作为从轻或减轻刑事责任甚至免于死刑的年龄节点，在司法审判中具有重要意义。

在我国，由于年龄证明文件缺失，甚至因为各种原因篡改、伪造真实年龄的现象并不少见，致使在刑事调查和庭审中无法准确认定犯罪嫌疑人的真实年龄。骨龄鉴定作为确定刑事责任年龄的证据之一，能更真实地反映年龄，在司法审判中意义重大，并已得到我国最高人民检察院的认同。目前，在我国，基于手腕骨或六大关节骨骺闭合规律进行活体年龄评估是较为常用的方法，但手腕骨在15～16周岁时已基本完成发育［1］，用于18周岁以上的青少年骨龄鉴定时存在较大的局限性，这一缺陷在女性青少年人群骨龄评估中尤为突出。2000年，跨学科国际法医年龄研究小组（AGFAD）在其发布的活体年龄鉴定操作指南中建议，当手腕骨完成发育时，可采用锁骨胸骨端作为参考指标［2］。

锁骨属长骨，但不同于其他四肢长骨，为混合型化骨，先为膜内化骨形成锁骨大体，后为锁骨胸骨端软骨内化骨。一般说来，骨骺化骨较早的骨骼，其骨骺与骨干的闭合常较晚，而全身骨骼中化骨最早者为锁骨［3］，因此，锁骨胸骨端骨骺是人体诸多骨关节中闭合较晚的骨骼。锁骨有两个初级骨化中心，形成锁骨体的内侧及外侧部分，在宫内生长5～6周出现，在胎儿期完全闭合；继发骨化中心在18～20周岁时出现在锁骨胸骨端，在25周岁左右闭合［3］。18周岁之后人体四肢骨骨骺、第二性征以及牙齿等均已基本发育完成，而锁骨胸骨端继发骨化中心正处于开始发育阶段。因此，锁骨胸骨端可以较好地反映18周岁以上青少年骨骼发育情况，可用于青春期后期及成年人的骨龄推断，这在法医学活体年龄推断中有较大的实用价值。国内外有关锁骨胸骨端推断骨龄的研究较多，根据锁骨胸骨端骨骺的发育特点，各研究所用的分级方法以及影像技术也存在一定的差异。

2　锁骨胸骨端骨骺发育检查技术的发展

2.1X线检查

1976年，Jit等［4］首次对锁骨胸骨端骨骺发育进行了X线研究，随后锁骨胸骨端的影像学研究逐渐增多。2004年，Schmeling等［5］研究发现，锁骨胸骨端骨骺闭合的最小年龄在男、女性人群中分别为26.7周岁和26.0周岁。2011年，Garamendi等［6］研究了123例个体锁骨胸骨端和第一肋骨骨骺发育的影像学特点，发现其骨骺完全闭合的最小年龄为19周岁。2013年，Brown等［7］研究了非洲加纳地区人群锁骨胸骨端骨骺的发育情况以及性别、地区等因素对骨骼发育的影响，研究表明，男性和女性处于第3级的最小年龄分别为18周岁和17周岁，处于第4级的最小年龄分别为21周岁和20周岁，两性处于第5级的最小年龄均为25周岁。营养状态和环境因素可以影响骨骺闭合年龄，营养越差，骨骺闭合年龄越迟。锁骨胸骨端骨骺发育的第2～4阶段（Schmeling分级标准），男女性存在显著差别。

应用X线检查进行锁骨胸骨端骨龄研究［5-7］，大多依据Schmeling分级标准［5］对锁骨胸骨端骨骺发育进行分级。等级1：继发骨化中心未骨化；等级2：继发骨化中心骨化，骨骺和干骺端未闭合；等级3：骺板部分骨化（骨小梁从干骺端至骨骺穿过骺软骨板）；等级4：干骺端与骨骺完全闭合，骺线可见；等级5：干骺端与骨骺完全闭合，骺线消失。

传统活体骨龄的推断方法一般采用X线检查，但由于锁骨胸骨端与其邻近的肺、胸骨、肋骨、支气管及胸椎横突等重叠影像，影响观察［8］。Schmeling等发现部分X线正位片由于其他组织重叠不利于观察锁骨胸骨端骨骺发育情况［5-7］，影响骨龄鉴定意见的准确性，提出当胸锁关节正位摄片出现多种组织重叠时，侧位摄片可避免重叠效应。尽管采用三体位（正位、右前倾位、左前倾位）可以适当避免其他组织的干扰，但是反复的胸部摄片使受检者接受多次辐射，不符合现代医学伦理的要求。Garamendi等［6］提出将锁骨胸骨端和第一肋骨骨骺发育联合用于骨龄鉴定，可提高鉴定结论的准确性，但是此方法有待进一步验证。

2.2超声检查

2008年，Schulz等［9］首次将超声检查用于锁骨胸骨端的年龄推断，发现各个阶段超声检查所测得的最小值与X线和CT研究一致。但是该研究样本量较少（80例），且未评价检查者误差，因此其结论还需进一步大样本验证。2009年，Quirmbach等［10］应用超声技术研究了77例男性锁骨胸骨端，研究发现已满21周岁的个体中，仍存在骨骺尚未闭合的情况；未满21周岁的个体中，也有骨骺已完全闭合的情况。因此，锁骨胸骨端超声检查不能用于判断个体是否已满21周岁。2013年，Schulz等［11］用超声检查了616例青少年右侧锁骨胸骨端，研究发现，出现等级4时男性年龄≥19周岁、女性≥18周岁，且两性间差异无统计学意义。

应用超声检查进行研究［9-12］，多依据 Schulz等［11］的四分法对锁骨胸骨端骨骺发育进行分级。等级1：（继发骨化中心未出现）锁骨胸骨端成锐角，继发骨化中心未骨化。等级2：（继发骨化中心出现，骺软骨板未闭合）锁骨胸骨端与继发骨化中心之间存在间隙。等级3：（骺软骨板部分闭合）锁骨胸骨端与继发骨化中心之间存在间隙，同时锁骨胸骨端成弧状突起出现完全闭合的骺软骨板。等级4：（骺软骨板完全闭合）锁骨胸骨端成弧状突起，干骺端与骨骺闭合。

超声检查快速、经济、无辐射，但检查结果受检查者水平影响较大，存在较大的主观判断。同时，超声检查只可观察到骨表面部分，分辨率相对较低，易导致假阳性结果，至少需要两名有经验的检查者分别检查。因此，应用超声检查进行年龄推断须慎重选择。

2.3CT检查

鉴于前述原因，目前锁骨胸骨端研究多基于CT扫描技术，CT扫描可有效避免锁骨胸骨端周围组织的重叠，提高图像质量且检查结果客观。近年来，国内外已有学者运用薄层CT扫描技术评估锁骨胸骨端骨骺发育，发现运用薄层CT进行骨龄鉴定结果更准确。

1998年，Kreitner等［13］首次将CT应用于德国白人锁骨胸骨端骨骺发育规律的研究，并将锁骨胸骨端骨骺发育分为四个等级。2005年，Schulz等［14］对629例个体进行CT检查，采用Schmeling分级标准，研究发现，两性达到等级2的最小年龄均为15周岁，等级3在男性和女性最早观察到的年龄分别为17周岁和16周岁，两性达到等级4的最小年龄均为21周岁，等级5在男性和女性最早观察到的年龄分别为22周岁和21周岁。部分个体采用较厚的层厚（7、8mm）可能会因产生部分容积效应而影响结果的判读，导致实际较低的发育等级被高估；仅层厚≤1mm的CT扫描，才能确保判读结果的准确性与可靠性［15］。

2006年，Mühler等［15］研究了不同层厚（1、3、5、7mm）对判读结果的影响，在其研究的80例锁骨胸骨端中，7例存在等级差异，并且随扫描厚度的增加，锁骨胸骨端骨骺发育等级会被高估。其研究结果认为，随着扫描厚度的增加，纵轴的空间分辨率降低，部分或全部遮挡了骺板或骺线；扫描厚度对锁骨胸骨端等级的评估存在较大的影响，用于法医年龄估计的扫描厚度应小于1mm。

2010年，Kellinghaus等［16］对502例个体进行不同层厚的CT观察［层厚：0.6mm（3例），1.0mm（301例），1.25mm（122例），1.5mm（77例）］，采用Schmeling分级标准，发现等级2在男性和女性最早观察到的年龄分别为14周岁和13周岁，等级3最早观察到的年龄分别为17周岁和16周岁，两性达到等级4的最小年龄均为21周岁，达到等级5的最小年龄均为26周岁。该研究发现，由于部分容积效应，达到等级5的最小年龄较采用7mm层厚的CT研究［14］晚4～5周岁。研究认为CT层厚0.6～1.5mm能避免部分容积效应对判读结果的影响。

2012年，赵欢等［1］采用薄层CT（层厚1mm）研究了四川汉族青年锁骨胸骨端发育情况，在其研究样本中，处于等级1的样本100%小于18周岁，处于等级2的样本75%小于18周岁，处于等级3的样本94.5%大于18周岁，处于等级4的样本100%大于18周岁。其研究证实锁骨胸骨端骨骺发育在18周岁左右呈现一定规律，应用薄层CT扫描评估锁骨胸骨端骨骼年龄，可成为18周岁刑事责任年龄推断的关键方法之一。2014年，Wittschieber等［17］采用层厚0.6mm的CT扫描研究了493例个体的锁骨胸骨端骨骺发育状况，分析Schmeling分级标准和等级2、3亚级（2a、2b、2c，3a、3b、3c）与锁骨胸骨端骨龄的关系。在男、女性中，锁骨胸骨端骨骺发育至等级3最早分别见于16.4周岁和15.5周岁，其中等级3a最早为16.4周岁和15.5周岁，等级3b最早为17.6周岁和16.4周岁，而等级3c最早为19周岁和19.4周岁。因此认为，等级3c可用于判断是否为成年人的研究指标。

锁骨胸骨端的CT研究［1，13-18］与X线摄片一样，多依据Schmeling分级标准［5］对锁骨胸骨端骨骺发育进行分级。在采用锁骨胸骨端的CT图像进行年龄推断时，选用层厚≤1mm的薄层CT扫描，可最大程度地避免部分容积效应，提高图像的空间分辨率，对阅片具有重要的指导作用，使骨龄鉴定更客观、准确。CT扫描应用于青少年锁骨胸骨端骨骺发育状况的评估，是目前国内外法医学骨龄研究中采用的较为先进的技术。随着三维影像技术的发展以及几何测量学在法医人类学中应用的普及，对于锁骨胸骨端骨骺大小、形态以及出现部位等的测量变得更为简单、精确［8］。

2.4MRI检查

MRI和CT同是断层图像，都能较好地显示骨骺发育情况，但MRI无辐射，避免了影像辐射对人体健康的影响。因此，在法医学骨龄鉴定中应用前景更大。2007年，Schmidt等［19］首次将MRI扫描技术应用于锁骨胸骨端的年龄推断，对54例个体的双侧锁骨进行了3D-T1加权梯度回波（GE）序列MRI检查，并将MRI检查与X线、CT检查进行比较。研究发现，等级2最早见于15周岁，等级3最早见于16.9周岁，等级4最早见于23.8周岁。MRI检查各阶段出现的最小年龄与X线摄片及CT扫描一致，X线摄片及CT扫描锁骨胸骨端所用的分级方法同样适用于MRI检查，且各等级年龄范围基本一致。Schmidt提出可以将锁骨胸骨端MRI用于法医活体年龄推断。

2011年，Hillewig等［20］对121例样本分别进行了X线片检查和四种不同序列的MRI检查（T1梯度回波VIBE，T1梯度回波FLASH-3D，T2快速自旋回波，T1快速自旋回波），发现68.7%的正位片、97.5%的侧位片和82.8%的T2快速自旋回波序列MRI、41.5%的T1快速自旋回波序列MRI图像质量满足锁骨胸骨端的年龄评估，但MRI的VIBE序列和FLASH序列中有99%满足年龄评估要求，79.2%的VIBE序列和71.7% 的FLASH序列较容易进行年龄评估。该研究表明，MRI图像的可评价性更高，考虑到观察者的主观因素，MRI更易于评估，观察者间的差异性更小。

2013年，Hillewig等［21］又对220例个体进行了锁骨胸骨端以及手腕部MRI检查（3.0T，T1梯度回波VIBE序列），发现两侧锁骨胸骨端骨骺处于等级4的年龄的95%置信区间均为20～26周岁。Hillewig指出锁骨胸骨端的MRI检查可用于评估个体是否已满18周岁，但应联合手腕骨检查。2014年，Tangmose等［22］用MRI检查尸体和活体锁骨胸骨端，发现由于存在运动伪影，活体的MRI图像质量较尸体差，1.0T MRI图像质量较差不利于观察、分级，并指出锁骨胸骨端观察较难，研究者在开始阅片前应完成相应的培训并明确分级标准。

2014年，Vieth等［23］对225例18～22周岁的男性足球运动员锁骨胸骨端进行了MRI检查（3.0T，3D FFE序列），将锁骨胸骨端骨骺发育在五分法的基础上对等级2和等级3分别细分为3个亚级，等级2和等级3各亚级的年龄范围存在重叠。因此，Vieth认为锁骨胸骨端骨骺完全闭合可用于20周岁左右足球运动员的年龄鉴定。

锁骨胸骨端的MRI研究，多将Schmeling分级标准中的等级4和等级5合并，采用四分法的分级方法［19-21］。MRI无辐射，不受其他组织干扰，易于评估，主观因素影响较小，提高了年龄推断的诊断可靠性。MRI图像质量主要取决于信噪比、运动伪影、噪音和像素大小。在低场强的MRI中，1.5T的信噪比只有3.0T的一半。低信噪比会使切片厚度增加、检查时间增长，影响锁骨发育分级的准确性，限制了该方法用于活体年龄评估［22］。同时，MRI的序列不同，各组织间对比度也会发生变化。因此，MRI检查中应选择高场强且所需时间短、易于骺板观察的序列。

3　目前研究存在的问题

3.1分级方法与影像技术的选择

锁骨胸骨端发育分级方法主要有Schmeling分级标准的五分法［5］和Kreitner分级标准的四分法［13］，不同的影像技术所用的分级方法存在一定差异性。Schmeling等［5］研究指出，达到等级5时两性最小年龄均为26周岁，但是骺线在某些检查方法中不易观察，如某些MRI序列，较难区别等级4和等级5［20-21］。Tangmose等［22］根据其研究结果认为在3D-T2加权梯度回波序列中四分法不理想。因此在不同检查手段中，哪种分级方法能更准确地推断年龄仍待进一步研究。

锁骨胸骨端发育的影像学检查主要有X线、CT、超声和MRI，4种方法各有优劣。X线摄片价格低、时间短，但正位摄片组织重叠影响阅片的清晰度，而多体位摄片辐射较大；CT扫描无组织重叠，分辨率高，但辐射大；超声检查快速、经济、无辐射，但只可观察到骨表面，易导致假阳性结果；MRI无辐射，成像清晰、准确，但价格昂贵，扫描时间较长［24］，不适用于幽闭恐惧症患者及体内有磁金属和起搏器的特殊受检者。

对于不同的检查方法，其等级的评估也存在差异。Schulz等［25］比较了99例普通X线和薄层CT的分级差异，两种方法在97例中评估等级一致，2例X线摄片推断的发育等级比CT高1个等级。Gonsior等［12］比较了10具尸体的超声和CT检查结果，发现两种方法在7个个体中存在差异，另外3例超声和CT检查结果一致——骨骺完全闭合。因此，在法医学骨龄推断实践中，不同的检查方法应参考相对应的研究。同时，我们仍需研究不同检查方法之间的差异性，是否可以量化并转化消除差异。其次，为了提高精确度，检查者应明确分级标准并完成相关专业训练，如阅片能力训练［22］。

3.2锁骨胸骨端骨骺发育的性别差异

既往研究对锁骨胸骨端骨骺发育的性别差异存在分歧。Brown等［7］对1035例加纳学生的X线研究发现，锁骨胸骨端骨骺发育的等级2～4，两性之间存在显著差别。Schmeling等［5］进行的X线摄片研究中，男性达到等级3的最早年龄在17周岁，女性在16周岁；两性发育至等级4的年龄都是21周岁；两性最早出现等级5的年龄均为26周岁。Garamendi等［6］对123例西班牙个体进行了正位锁骨胸骨端骨骺发育的X线研究，发现不同性别锁骨胸骨端骨骺闭合情况差异无统计学意义。

Schulz等［14］在其CT研究中注意到，等级3最早出现于16周岁女性和17周岁男性；两性到达等级4的年龄都是21周岁；到达等级5的女性为21周岁，男性为22周岁。Kellinghaus等［16］在其薄层CT研究中发现，等级2最早出现在女性13周岁、男性14周岁；其他阶段结果同Schmeling等［5］进行的X线摄片研究。赵欢等［1］认为青春期时，青少年身体发育速度呈现两性差异，然而锁骨胸骨端骨骺发育是青春后期现象，锁骨胸骨端两性差异无统计学意义符合骨骺发育的一般规律。

Hillewig等［20］的MRI研究表明，锁骨胸骨端骨骺发育在等级1～3中存在性别差异；在等级4无明显性别差异。Tangmose等［22］在其MRI研究中发现，虽然锁骨胸骨端骨骺发育的两性差异无统计学意义，但女性各阶段的发育早于男性。

在锁骨胸骨端骨骺发育研究中对两性差异存在不同观点，从既往的研究中不难发现不同阶段的两性差异也不同。因此，需要进一步研究考证锁骨胸骨端发育是否存在两性差异，是否有其他因素影响两者间关系。在法医学鉴定实践中，两性是否需要参照不同的锁骨胸骨端骨骺发育标准鉴定骨龄，有待进一步研究。

4　总结

锁骨胸骨端骨骺是人体各大关节中闭合较晚的骨骼，可以较好地反映18周岁以上青少年骨骼发育情况，在青春期后期及成年人的年龄鉴定中有较大的应用价值。锁骨胸骨端骨骺研究的四种影像技术中，CT作为一种断层影像，可避免与其他组织重叠，成像清晰，满足锁骨胸骨端骨龄鉴定的要求，是目前锁骨胸骨端骨龄鉴定较好的影像技术。MRI扫描技术目前在法医学骨龄研究中的应用处于起步阶段，但由于该技术无辐射，在法医学骨龄研究中的应用前景较大，是今后骨龄研究的重要发展方向之一。

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（本文编辑：王亚辉）

Progress on the Rule of Clavicle Epiphyseal Closure Using Multi-Imaging Technology

FAN Fei，TU Meng，LUO Ying-zhen，ZHANG Kui，CHEN Xiao-gang，DENG Zhen-hua
（West China School of Preclinical and Forensic Medicine，Sichuan University，Chengdu 610041，China）

People aged 18 years could be punished lightly or diminished criminal responsibility，even be spared the death sentence，which has important meaning in Chinese judicatory adjudication.The epiphysis of long bones from human limbs and the secondary sexual characteristics almost have developed completely before 18 years old.Clavicle epiphysis is one of the articular metaphysis which has a late epiphyseal closure.The recent studies in exploring the rule of clavicle epiphyseal by multi-imaging technology shows that the development of clavicle epiphysis has some value in age estimation of 18 years old.CT，especially thin-section CT，is widely used at present.However，thin-section CT scanning has great net radiation，which is not ethically acceptable if it is not for diagnosis and treatment.MRI is nonradioactive tomographic imaging and easy to evaluate，which is one of the future research directions in forensic age estimation using the medial clavicle.This paper summarizes the progress on the rule of clavicle epiphyseal closure，and analyzes and summarizes the feasibility of rule of clavicle epiphyseal closure applies on age estimation.

forensic radiology；the clavicle；epiphyses；age estimation

DF795.6

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.04.011

1004-5619（2016）04-0277-05

国家自然科学基金面上项目（81373252）；四川省应用基础研究计划项目（2013JY0148）

范飞（1991—），女，硕士研究生，主要从事法医临床学方面的研究；E-mail：1150173776@qq.com

邓振华，男，教授，主要从事法医影像学与法医临床学研究；E-mail：fydzh63@163.com

2015-01-12）