北马哈拉施特拉邦成年人牙体测量参数在身高与性别推断中的法医效用:一项人群特异性分析研究

时间:2026年5月19日
来源:Egyptian Journal of Forensic Sciences

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背景:牙体测量分析因牙体组织的高耐久性,在法医个体识别中具有重要价值。在印度这类异质性人群中,套用通用标准可能引入系统性偏倚,凸显了建立区域特异性模型的必要性。本研究旨在评估三维口内扫描所获牙体测量参数在北马哈拉施特拉邦成年人性别分类与身高估计中的法医适用性。

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背景:牙体测量分析因牙体组织的高耐久性,在法医个体识别中具有重要价值。在印度这类异质性人群中,套用通用标准可能引入系统性偏倚,凸显了建立区域特异性模型的必要性。本研究旨在评估三维口内扫描所获牙体测量参数在北马哈拉施特拉邦成年人性别分类与身高估计中的法医适用性。 方法:采用分层抽样法纳入320名健康成年人(男性160名,女性160名;平均年龄23.2±3.03岁)。纳入标准为双侧上颌与下颌尖牙及第一磨牙完全萌出、无龋损、无修复体。使用标准化立式身高计测量身高;采用口内扫描仪获取数字化印模,并通过三维软件测量上下颌尖牙间宽度、尖牙近远中径与颊舌径,以及上颌6颗前牙近远中径总和。采用独立样本t检验或Mann–Whitney U检验比较性别差异;采用Spearman相关分析与多元线性回归建立身高预测模型;采用二元logistic回归结合受试者工作特征(ROC)曲线评估性别分类效能(p<0.05)。 结果:上颌参数表现出显著两性异形,男性上颌尖牙间宽度(p=0.003)、尖牙近远中径(p=0.001)、尖牙颊舌径(p=0.049)及上前牙总近远中径(p=0.010)均大于女性,下颌参数未见显著差异。身高与上颌尖牙间宽度(r=0.26,p=0.001)、上颌尖牙近远中径(r=0.22,p=0.005)及上前牙总近远中径(r=0.13,p=0.012)呈正相关。线性回归显示,上颌尖牙间宽度每增加1 mm,身高平均增加0.79 cm(p=0.002);最终模型在测试集中可解释身高变异的44%。Logistic回归模型对性别判别表现中等(训练集AUC=0.841,测试集AUC=0.782)。 结论:在北马哈拉施特拉邦人群中,上颌牙体测量参数表现出显著两性异形,并与身高存在弱但具统计学意义的相关性。所建立的人群特异性模型预测效能中等,可在仅存牙体遗存时为法医识别提供支持。三维数字化测量提升了法医牙科学的重现性与方法学可靠性。
该研究发表于《Egyptian Journal of Forensic Sciences》,聚焦法医牙科学与人类学交叉领域,针对印度西北部北马哈拉施特拉邦这一人口构成独特但研究数据匮乏的区域展开。当前法医识别高度依赖DNA分析,但其在遗骸严重降解、大规模灾难或资源受限场景中常面临提取失败、成本高昂及耗时过长等局限。牙齿作为人体最坚硬的组织,抗腐抗热能力极强,是遗骸残缺时重建生物档案的关键依据。然而,牙体尺寸的两性异形与身高相关性受遗传、环境与营养因素显著影响,存在强烈的人群异质性。既往研究显示,直接套用其他地区或国家的牙体测量推算公式,会为印度此类多样性极高的人群带来不可控的系统性偏倚。因此,研究人员针对北马哈拉施特拉邦本地人群,开展了这项基于高精度数字技术的牙体测量法医效用验证研究,旨在建立适用于该区域的特异性推算模型,填补区域空白,提升法医个案研判的准确性。
研究人员为开展此项研究,采用了以下关键技术方法:研究队列来源于北马哈拉施特拉邦常住居民(居住史≥2代),年龄18至60岁,共纳入320人(男女各半)。数据采集采用TRIOS 3口内扫描仪(3Shape)获取全牙弓三维数字印模,导入Blue Sky Plan软件进行测量。统计学分析将数据集按7:3比例随机分为训练集与测试集,分别采用二元logistic回归构建性别分类模型,多元线性回归构建身高估计模型,并使用受试者工作特征(ROC)曲线与决定系数(R2)评估模型效能,所有分析均通过SPSS 28.0完成。
研究结果部分,研究人员首先进行了人口统计学与基线特征分析,确认男性组年龄与身高均显著高于女性组,但体重指数无显著差异,排除了体型因素的混杂影响。在牙体测量参数的性别差异分析中,结果显示显著的两性异形仅存在于上颌骨:男性的上颌尖牙间宽度、尖牙近远中径、尖牙颊舌径以及上颌6颗前牙总近远中径均显著大于女性,而下颌骨的各项测量参数在男女之间未观察到统计学差异。在牙体测量参数与身高的相关性分析中,Spearman相关分析表明,身高与上颌尖牙间宽度、上颌尖牙近远中径及上颌前牙总近远中径呈显著正相关,而与下颌参数无显著关联。在性别分类模型的构建与验证中,研究人员基于上颌参数建立的Logistic回归模型表现出中等判别效力,训练集AUC为0.841,测试集AUC为0.782,测试集分类准确率达79.1%,显示出良好的泛化能力。在身高估计模型的构建与验证中,多元线性回归分析确定上颌尖牙间宽度、上颌尖牙近远中径及上颌前牙总近远中径为身高的独立预测因子,最终模型在测试集中可解释身高变异的44%,其残差分析符合统计学假设,模型稳定可靠。
在讨论部分,研究人员指出,本次研究观察到的“上颌显著异形、下颌无显著差异”的模式与部分北印度研究结果一致,但与南印度研究存在差异,这进一步证实了针对特定亚群建立本地化标准的必要性。虽然基于牙体的身高估计精度(RMSE约7 cm)不及长骨推算,但在长骨缺失的法医场景中仍具有重要辅助价值。此外,三维口内扫描技术的应用极大降低了传统手工卡尺测量的误差,提升了数据的重现性。研究人员也坦承,由于样本年龄结构偏年轻,未来需扩大年龄跨度以提升模型在老年人群中的适用性。
结论部分,研究人员总结认为,在北马哈拉施特拉邦成年人群中,上颌牙体测量参数具有显著的两性异形,且与身高存在虽弱但具统计学意义的相关性。仅基于上颌参数的性别分类模型表现出中等判别效能,而上颌尖牙间宽度与前牙总宽度是身高估计的主要贡献因子。下颌参数在本研究队列中的预测价值有限。这些发现强调了建立区域性验证牙体测量标准的重要性,以减少直接套用非本地参考数据带来的偏倚。同时,三维数字化扫描技术能够规范测量流程,增强法医牙科学在法医学实践中的方法学可靠性。

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