基于全腰椎X线摄影的遵义汉族身高推断

刘清林，谭正燕，吴桥仪，孙于航，黄业斌，李寿田（通信作者）

（遵义医科大学法医学院 贵州 遵义 563000）

个体识别包括性别、身高等推断，而身高推断作为个体识别的重要内容，其在无名尸体、不明骸骨案等实际检案中有时可起到关键作用。国内外学者常利用人体不同部位骨骼进行研究，借助直接测量或影像学检测技术等收集群体的不规则骨、四肢长骨及碎片骨等数据来建立可推断个体身高的回归方程[1-4]。我国利用椎体推断身高的研究成果多来源于20世纪80年代，由于国人生活环境改善、人口流动性的增加及不同地区种族的差异等，用于现代国人的身高推断其准确性较低。椎体的高度与个体身高具有良好的相关性，在国内外的研究中都得到了充分的考证[5-7]。因此，本研究采用直接数字X射线摄影（digital radiography，DR）技术，测量遵义汉族全腰椎体高度，建立推断身高的线性回归模型，为遵义地区汉族身高推断的个体识别提供一定的参考数据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年—2021年在遵义医科大学附属医院进行DR影像检查的健康人群体检者或门诊需行腰椎检查的人群作为研究对象。所有研究对象均为遵义汉族人，其中男性112例，女性109例，男性年龄为20～70岁，平均年龄41岁，身高161～176 cm；女性年龄为22～68岁，平均年龄38岁，身高153～170 cm。所选取的DR图像上可清楚地观察到需测量的标志点。

排除标准：①腰椎有病损、畸形或外伤手术史致椎体不完整者；②有或曾患有影响骨生长发育的疾病或有服用影响骨生长、发育和代谢的药物史者等。

1.2 方法

按照《体质测量》中身高测量方法[8]，测量每个研究对象的身高（y），测量单位为cm，精确至0.1 cm。

DR图像采集采用Trixell Pixium460平板探测器采集图像的通用胸片和四肢摄影系统（上海西门子医疗器械有限公司），拍摄条件为管电压100～150 kV，管电流320～500 mA，最短曝光时间1 ms，球管悬吊系统至成像板的纵向运动距离为354 cm，横向运动距离为222 cm，垂直运动距离为150 cm。拍摄体位：标准的站立全脊柱正侧位；拍摄时X线源到平板探测器距离为100 cm（SID=100 cm）,人体紧贴探测器，此拍摄条件下影像片相对最为精确，并为保证每单次拍摄影像片的其他条件一致，每单次拍摄时使用同一机器。图像后处理及指标测量通过Pacs系统（心医SWNYINT USS V1.0）及狙鲨2.0M竖屏显示器分析图像后处理软件进行。

1.3 观察指标

在腰部DR正位片上测量正位全腰椎体高（x1）：自第一腰椎椎体上缘中点至第五腰椎椎体下缘中点的垂直距离（图1A）；在腰部DR侧位片上测量侧位全腰椎体高（x2）：自第一腰椎椎体上缘中点至第五腰椎椎体下缘中点的垂直距离（图1B）；测量单位为mm，精确至0.1 mm。计算x1与x2的平均值作为一个新的统计指标，记作 x3。

图1 全脊柱X线片

1.4 统计学方法

采用SPSS 24.0统计软件进行数据分析。对测量指标与身高进行相关性分析和单样本Kolmogorov-Smirnov检验，分析数据是否符合正态分布，对随机选取的30例样本进行一人两次测量（测量间隔时间＞2个月）的结果采用独立样本的t检验进行一致性检验，最后建立单项指标推断身高的一元回归方程（检验水准=0.05）。

1.5 方程回代检验

按照纳入标准另取男女各20例样本测量指标代入所得回归方程，以检验其准确性。

2 结果

所收集的男、女性分析样本与验证样本各年龄段分布见表1。

表1 分析样本与验证样本各年龄段分布 单位：例

所测量材料中不同性别的各测量指标（y、x1～x3）的描述性统计分析见表2。

表2 各测量指标的描述性分析结果

全腰椎各测量指标与身高的相关显著性检验分析结果见表3。

表3 全腰椎各测量指标与身高相关性

用各测量指标所建立身高推断的一元回归方程见表4。

表4 各单一指标建立的线性回归方程

最后利用验证样本进行回代检验的结果分析见表5。

表5 验证样本回代检验结果

随机选取30例样本经同一测量方法进行一人两次测量，经独立样本t检验结果显示差异无统计学意义（P＞0.05）。

男女性样本的身高及各测量指标（x1～x3）均服从正态分布，且经相关显著性表明各指标与身高相关关系密切。最终所建立各性别的3个线性回归方程差异均具有统计学意义（P=0.000），其中所建立的回归方程中男女性均为利用测量指标x3所建立的回归方程的标准估计误差最小，分别为±3.10 cm（男性）、±3.24 cm（女性）。且经回代检验，男性所有方程的平均绝对误差在±3.02～±3.31 cm，女性所有方程的平均绝对误差在±3.09～±3.19 cm，其中男女性均以利用测量指标x3所建立的一元线性回归方程的准确性最高，平均绝对误差为±3.02（男性）、±3.09 cm（女性）。

3 讨论

1899年，国外学者Pearson通过测量股骨多项指标建立了身高推断的回归方程，同时Pearson也提出了利用椎体高度建立推断身高的回归方程的想法。历年来，我国学者花锋等[9]利用髋骨建立了基于髋骨各测量指标推算我国汉族男性身高的多元回归方程，国内还有学者通过X线摄影技术建立了基于指骨长度的新疆哈萨克族成人身高推断的二元回归方程[10]。刘庄朝等[11]用直接测量的方法测量枢椎椎体高度建立了全国汉族男性身高推断的回归方程；崔井会等[6]利用X线摄影技术测量全脊柱正侧位高度并计算两者平均值建立了中国四川汉族女性身高推断的回归方程，其r在0.750～0.762，SE在4.597～ 4.504 cm。

目前我国利用脊柱相关骨骼进行身高推断的研究报告相对较少。我国现有的关于用椎体高度推断身高的相关性研究都是全国性或者其他地区的，遵义地区椎体推断身高的研究未见报告，而不同地区的人体生长发育差别较大，因此可见建立遵义地区汉族的腰椎体高度推断身高的模型的必要性。本研究通过各测量指标所建立的回归方程均有统计学意义，其中男性各测量指标中利用x3所建立的回归方程准确性最高（r=0.742，SE=3.10，回代检验平均绝对误差为3.02 cm），女性各测量指标中亦是利用x3所建立的回归方程准确性最高（r=0.740,SE=3.24，回代检验平均绝对误差为3.09 cm）。与上述研究相比，本研究通过X射线摄影技术利用全腰椎体正侧位的DR图像收集样本数据，所建立的回归方程误差较小，在实际检案具有较高的应用价值。

我国目前已有的关于人体局部骨骼用以身高推断的研究报告距目前时间都已间隔较远，研究成果在实际工作中易出现较大误差，同时如今国内人口流动性较大、国人生活环境改善以及不同地区存在较大的种族、地域差异，推断身高的研究成果应即时更新已成为一项必要性工作，本研究建立的遵义汉族身高推断的回归模型，可为法医学实践积累基础资料及遵义地区汉族身高推断的个体识别提供一定的参考数据，并对实际的案件侦破起实际的帮助作用。本研究是通过X射线摄影技术拍摄，以活体为研究对象，相对于传统的在骨骼上直接测量的测量方法，所测量的数据较准确，大大减少了外界因素的影响，建立的回归方程的准确性较高、实用性较强。但需注意，本研究的研究样本均来自遵义地区汉族人种，在民族、地域和时代等特征上均具有一定的特异性，不适用于其他民族或地区人口的身高推断，如需应用应进一步做相关的研究。