Судебно-медицинская характеристика возраста по комплексному исследованию щитовидного хряща

Неугасающий интерес к проблеме идентификации личности в судебной медицине в нашей стране и за рубежом связан с увеличивающимся количеством природных, техногенных катастроф и террористических актов [1—4]. Для решения вопросов, возникающих при проведении судебно-медицинской экспертизы в случае массовых человеческих жертв или исследовании расчлененных, скелетированных останков, необходимо представляемый материал отнести к определенной группе по расовой принадлежности, полу, возрасту [5].

Для установления возраста используют различные методы: антропометрию [6], лучевую диагностику (рентгенологическое исследование, КТ, МРТ) [7—9], морфометрию [10]. Опыт применения костно-хрящевой ткани для целей идентификации имеет многолетнюю историю. Судебно-медицинские эксперты чаще всего проводят исследование черепа [11], костей кисти [4] и длинных трубчатых костей [12]. Анализ литературы [13—15] показал, что изучение щитовидного хряща (ЩХ) в целях идентификации содержит разрозненные сведения о его гендерных различиях и возрастных изменениях в отдельные возрастные периоды. В большинстве работ отсутствуют количественные характеристики изучаемых показателей, а также комплексный подход к изучению его возрастных изменений. В связи с этим исследование и разработка новых методик установления возраста по ЩХ являются перспективными задачами для судебной медицины.

Цель исследования — разработка метода диагностики возраста на основе комплексного (антропометрического, рентгенологического, морфометрического) изучения ЩХ в рамках судебно-медицинской идентификации личности.

Материалом для исследования служили ЩХ 230 трупов мужского и женского пола в возрасте от 1 года до 96 лет, полученные в Бюро СМЭ Департамента здравоохранения Москвы в период с 2014 по 2016 г. Исследование проводили с разрешения этического комитета Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова (протокол № 07−16 от 13.07.16). Использовали общенаучные и специальные методы исследования: антропометрический, рентгенологический, морфометрический, статистический. Объектами исследования при антропометрии были 50 ЩХ лиц мужского пола и 50 ЩХ лиц женского пола, при рентгенологическом исследовании — 90 рентгенограмм ЩХ лиц мужского пола, при морфометрии — 130 микропрепаратов правой пластинки ЩХ мужчин различного возраста. Материал получен от погибших в результате различных ненасильственных причин, без патологии и повреждений органов шеи. Выделили четыре возрастные группы: до 18 лет, 19—35, 36—60 лет и старше 60 лет на основании данных литературы [12, 16] и результатов собственных предварительных исследований [17]. Провели несколько этапов исследования с соблюдением стандартных условий.

На I этапе изучили антропометрические характеристики ЩХ мужчин и женщин. С помощью штангенциркуля ШЦ-I-125 с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров глубиномером (цена деления 0,1 мм) и транспортиром для измерения углов измерили 31 метрический параметр ЩХ.

На II этапе провели рентгенологическое исследование ЩХ в передней проекции с помощью рентгеноаппарата SRI (модель SR-130 SDU) при следующих параметрах: KVP — 40, MAS — 0,7 TIME — 0,05, L — 86 cм, а результаты записывали в графические файлы формата DICOM с последующей конвертацией в jpg-формат. В программе графического анализа изображения (Adobe Photoshop CS6) измерили площадь ЩХ, костной и хрящевой тканей, определили их соотношение.

На III этапе провели гистоморфометрическое исследование фрагмента правой пластинки Щ.Х. На каждом препарате поперечного среза подсчитывали 27 метрических параметров с помощью микроскопа Биолан Ломо, Leica DM 1000, объектива Leica HI PLAN 10x/0.25, HI PLAN 20×/0,10 и графического редактора анализа изображений Adobe Photoshop CS6.

Для статистической обработки данных использовали программы Microsoft Excel и IBM SPSS Statistics 21 с применением метода описательной статистики (среднее отклонение, стандартное отклонение, процентное распределение), метод параметрической статистики с последующим построением регрессионной модели диагностики возраста. Результаты сравнений считали достоверными при уровне значимости р<0,05.

На начальном этапе анализ данных антропометрического исследования ЩХ мужчин и женщин не показал наличия сильной корреляционной связи метрических параметров с возрастом. Максимальное значение коэффициента корреляции отметили у значений ширины правой и левой пластинок снизу (r=0,4) и длины линии смыкания пластинок (r=0,4). Эти показатели имели формально достоверные, но слабые связи. При дальнейшем сравнении и сопоставлении полученных значений обратили внимание на сильную зависимость ряда параметров от половой принадлежности образца. В результате статистической обработки выделили наиболее значимые параметры: угол смыкания пластинок (r=0,9), ширину и высоту правой и левой пластинок (r=-0,8), позволяющие отнести образец к определенному полу. Полученные результаты подтвердили представление о гендерном отличии ЩХ, но не дали оснований для утверждения о возрастной изменчивости его метрических параметров.

При изучении рентгенограмм ЩХ обнаружили, что в возрасте до 18 лет ЩХ представлен только хрящевой тканью. С 19 и до 35 лет в нижнезаднем углу и нижних рожках ЩХ появляются первые очаги костной ткани (костная ткань занимает до 29% площади хряща). С увеличением возраста к уже имеющемуся окостенению присоединяется костная ткань в нижней части пластинки: она занимает сначала ¼, затем ½ высоты пластинки. В возрастной группе от 36 до 60 лет отметили окостенение задних краев пластинок: общее окостенение занимает до 59% площади ЩХ. В группе от 61 года до 90 лет костная ткань распространяется вверх по пластинке и затрагивает всю толщину верхних рожков и бόльшую часть пластинок (до 100% площади). При исследовании совместного распределения возраста образцов и доли костной ткани на рентгенограмме выявили, что между ними имеется сильная прямая связь, близкая к линейной (r=0,8). Это позволило приступить к более подробному изучению возрастных особенностей костной ткани ЩХ гистологическим методом.

По данным изучения гистологических срезов ЩХ выделили следующую возрастную динамику: до 18 лет в образце присутствует только хрящевая ткань, состоящая из молодых и зрелых хондроцитов, количество которых уменьшается с возрастом. От 19 до 35 лет в хрящевой ткани появляются участки костной ткани, представленные костными трабекулами с ретикулярной и жировой тканями. В возрасте 36—60 лет костная ткань занимает до половины площади препарата, причем изменяются параметры ее основных составляющих элементов: увеличиваются площадь и длина трабекул, площадь жировой и ретикулярной тканей. После 61 года в ЩХ наблюдается полное замещение хрящевой ткани на костную, в костной ткани преобладает жировая ткань и меньше ретикулярной. В редких случаях наблюдали небольшие участки хрящевой ткани по периметру среза.

Анализ качественных признаков позволил выделить ряд микрометрических параметров для их дальнейшей количественной оценки. В результате выбрали 27 метрических признаков костной и хрящевой тканей, по которым проводили дальнейшие морфометрические измерения. Выраженную положительную корреляционную зависимость имели следующие показатели: площадь костной ткани в процентах (r=0,82), площадь хрящевой ткани в процентах (r=-0,8), средняя площадь жировой ткани (r=0,76), средняя площадь ретикулярной ткани (r=0,7), максимальная длина трабекул (r=0,67), ширина зоны зрелого хряща (r=0,54), толщина кортикальной пластинки (r=0,5), среднее количество молодых хондроцитов в поле зрения (r=0,5).

Проведенные рентгенологическое и морфометрическое исследования показали, что ЩХ подвергается возрастным изменениям, выраженным в увеличении доли костной ткани и изменении количественных характеристик костной и хрящевой тканей. Это подтвердило общепринятую теорию о росте и развитии организма человека, основанную на мнении, что организм проходит фазы циклических преобразований, складывающихся в циклы роста и асинхронные циклы обновления органов [18]. Возрастные преобразования костно-хрящевой структуры ЩХ совпадают с основными закономерностями теории развития скелета человека [19, 20] и представлены следующей схемой: стадия созревания (рост и развитие) закономерно сменяется периодом стабилизации и инволюции [10, 16, 21]. Возрастные изменения ЩХ имеют свои особенности: все стадии (рост и развитие, стабилизация и инволюция) характеризуются большей протяженностью по сравнению с развитием костной ткани бедра [12]. Эти отличия могут объясняться более медленными процессами оссификации хряща вследствие отсутствия влияния механической нагрузки на кость и непосредственного кровообращения в тканях ЩХ.

Далее обобщили результаты рентгенологического и морфометрического исследований для разработки модели прогнозирования возраста по методу линейной регрессии (см. таблицу).

AGE=19,57+0,141·P29+0,375·P14+2,93·P8+20,27·P13+ 0,219·P1-0,02·P21+11,14·P24,

где AGE — предполагаемый возраст трупа, P29 — процент костной ткани на рентгенограмме ЩХ, P14 — средняя площадь жировой ткани (мкм²), P1 — средняя площадь костной ткани в препарате (%), P13 — средняя толщина кортикальной пластинки (мкм), P8 — максимальная длина трабекул (мкм), P21 — среднее количество молодых хондроцитов, P24 — ширина зоны зрелого хряща (мкм). Данная прогностическая модель позволяет определить биологический возраст трупов с точностью ±4,3 года.

В ходе исследования установили, что антропометрический метод изучения ЩХ позволяет определить гендерную принадлежность образца, а рентгенологический и морфометрический методы характеризуют его возрастные изменения, что может быть использовано для определения возраста в судебной медицине.

При проведении комплексного исследования ЩХ установили признаки, имеющие наибольшую зависимость от возраста и пола, определили их основные характеристики и динамику изменений. На основании полученных данных разработан комплексный метод определения возраста человека, представленный уравнением регрессии. Данный метод можно использовать для идентификации личности человека совместно с другими методами, что существенно уменьшит вероятность ошибок и повысит точность результатов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: pigolkin@mail.ru;
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5370-4931