利用牙齿、腭皱及颅面骨骼特征进行法医学同一认定的研究

发布时间：2015-01-15 15:52

 

【摘要】 应用口腔放射影像资料进行同一认定,是目前法医牙科学一项重要的研究课题。口腔颌面X线曲面断层片或X线头颅侧位片同一认定特征指标的选择,是根据口腔颌面部的牙齿、颅骨、颌骨、腭皱及其毗邻结构的具有独特形态特征的生理解剖特征、病理变化和牙齿的各种治疗情况等进行的。根据口腔颌面x线片同一认定的方法与指标还有待进一步客观化、标准化。近年来随着口腔保健水平的提高以及牙科治疗手段的不断进步,牙齿发生病变的情况在逐渐减少。单纯依靠牙齿病变和治疗特征进行同一认定已不能完全适应新的情况。有必要探寻新的识别指标来解决无牙科治疗者的法医学同一认定。口腔颌面部软组织腭皱的形态,是由遗传基因控制的个体特征,在人的一生中从不改变,甚至疾病,外伤或化学腐蚀都不会改变腭皱的形态和位置。因为人类腭皱形态的独特性及稳定性,使其逐渐成为法医同一认定中又一新的的识别标志。本研究分别对随机抽取的200张牙齿有治疗史者的X线曲面断层片及600张X线曲面断层片(牙齿或治疗或没有治疗)的全口牙列不同区域进行全面观测,根据牙齿排列特征及牙齿病变和治疗特征进行初级编码和分级编码,统计其牙列编码的多样性。本研究还选取200张x线头颅侧位片,通过SNA角、SNB角的相互关系以及后面高(S-Go)与前面高(N-Me)比值,对颌面骨骼形态进行矢状向8类分型及垂直向3类的综合分类,同时筛选出8个测量指标对颌面特征进行数字编码,为利用口腔X线头影测量片进行同一认定提供理论依据。此外,本课题结合腭皱的形状、数量、位置、分布等特征,对200例腭皱的形态图进行全面系统的编码、统计分析及评估,以期建立腭皱形态学识别系统的同一认定指标。同时,在标准条件下采集腭皱图像信息,通过腭皱数字图像识别系统,进行图像降噪,图像增强,图像分割,特征提取,边缘检测,信息匹配,结合Matlab软件处理,实现更快更准确的腭皱图像辨别。并期望对腭皱形态的收集,记录和计算机分析提出标准和统一的程序,为法医同一认定中提供一种有效方法。研究结果显示：(1)600张x线曲面断层片(牙齿或治疗或没有治疗)中,共有544种类型的全口牙列编码,全口牙列编码多样性为90.67%,其中上颌牙列编码的多样性为74.84%,下颌牙列编码的多样性为74.33%。200张牙齿有治疗史者的X线曲面断层片中,共有198种类型的全口牙列编码,全口牙列编码多样性为99.0%,其中上颌牙列编码的多样性为98.0%,下颌牙列编码的多样性为98.5%。(2)600张X线曲面断层片(牙齿或治疗或没有治疗)中,前牙区牙列编码的多样性仅为24.33%,而牙齿有治疗史者的前牙区牙列编码的多样性高于随机抽取组为59.50%,两组各个后牙区牙列编码的多样性均大于前牙。(3)提出X线头颅侧位片矢状向9类及垂直向3类共27类面型分型,筛选出牙颌面8项定量分级识别指标变异系数较大,一些分级测量指标性别差异有统计学意义(P<0.05)。(4)200例受试者腭皱形态编码的多样性为100%,个体间未见腭皱类型完全一致,每个个体不论男性与女性均表现有独特的腭皱形式,且同一个体左右侧腭皱形态及分布亦不同。其中波浪形腭皱形态所占比例最大(23.03%),三分叉形态出现比例最小(0.74%)。不同性别腭皱形态所占比例,波浪形及曲线形腭皱形态所占比例均较大,女性：波浪形(22.7%)及曲线形(18.28%)；男性：波浪形(24.11%)及曲线形(21.43%)。(5)对腭皱进行图像采集、特征提取、边缘检测、信息匹配,结合Matlab软件处理,能实现更快更准确的腭皱图像辨别。本研究提示,有牙齿治疗特征者全口牙列编码、后牙区牙列编码的方法对于这类人群的法医学同一认定有非常高的价值；采用X线头颅侧位片进行同一认定时可先作矢状向及垂直向分型鉴别,再联合用所选取的8项定量分级识别指标,对牙颌面形态进行识别编码,口腔颌面部相关组织软硬组织具有独特形态特征的解剖结构,在法医学鉴定中可用于同一认定。 

前言

除了利用口腔科拍摄的颂面影像学X线片进行同一认定外，腭皱、的形态，是由遗传基因控制的个体特征，具有人各不同、终身不变的特点。没有两个人的腭皱形式在其结构上是相似的，即使是双胞胎也是独一无二的，。在人一生中，腭皱只有因正常生长而发生的长度变化，而其位置始终保持在同一个位置。普遍认为，腭皱的形态，就像指纹、唇纹一样，在人的一生中从不改变，甚至疾病、外伤或化学腐烛都不会改变腭皱的形态和位置。因人类腭皱独特多样的形态特征及稳定性，使其逐渐成为法医学同一认定中又一新的的识别标志，。腭皱形态的法医学同一认定的标志选择是根据腭皱的数量、位置、分布等各种情况进行的。但目前人类腭皱独特多样的形态特征，未引起法医工作者的足够重视，仍未建立系统识别指标及认定方法。本研究例腭皱的形态图进行全面系统的编码、统计分析及评估，以期建立腭皱形态学识别系统的同一认定指标及编码。研究还在标准条件下采集腭皱图像信息，对聘皱图像进行图像采集、图像降噪，图像增强，图像分割，特征提取，边缘检测，信息匹配等算法，结合软件处理，实现更快更准确的腭皱图像辨别。并期望对聘皱形态的收集，记录和计算机分析应提出标准和统一的程序，为法医学同一认定提供一种有效方法。
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第一部分X线曲面断层片同一认定指标的建立

1研究对象、仪器
牙科证据的一个显著特征是相对稳定性，在颂骨外有口唇、颊软组织保护，有抵御外力作用，特别是机体最硬的牙齿组织及牙齿治疗所用的充填材料和修复材料，对于腐败分解、火烧、酸碱腐蚀等具有较强抵抗性。根据牙齿的大小、形状、排列情况、治疗（如根管治疗、种植牙、义齿修复等）情况，就可以证实个体的身份。年印尼海啸，利用牙齿比对确定的遇难者数目众多大大超过了指纹和DNA比对所确认的数目。口腔颌面线曲面断层片，亦称全景片，较口腔其它类型放射片的主要优势在于一张片子上，显示了上下颌全牙列、上下颌骨及其邮邻相关结构的影像，因而有利于进行法医牙科学同一认定，。法医牙科颌面影像同一认定主要方法为特征认定法，利用颌面影像定性同一认定可依据口腔颂面部相关结构的生理解剖特征、病理变化和牙齿的各种治疗情况等进行，诸如牙齿阻生、牙列缺损、牙列缺失、龋坏、冠修复、固定义齿修复、活动义齿修复、种植义齿、根管治疗等。

2方法
本研究对所选取X线曲面断层片进行观测，对所有牙齿的生理变异、病理改变及各种治疗特征进行初级编码和分级编码，分级编码是对初级编码进一步细分。编码的顺序按照口腔临床牙位记录法中的通用编号系统来进行，每颗牙齿均有其独立的编号。恒牙采用阿拉伯数字从1-32记录，上颂牙依次由右向左编号. 牙齿的指标编码是根据牙齿、颌骨及其耻：邻结构的生理解剖特征、病理变化特征和牙齿的各种治疗特征的英文名称而编制，规则是以能反映相应特征的英文单词的首字母或前两个字母作为编码，避免出现相同编码。此种英文字母编码，有利于将来与国外识别指标编码统一，便于国际交流。②编码的先顺序为先分级编码后初级编码。

第二部分X线头影侧位片同一认定指标的建立......32
1研究对象、仪器........32
2方法........33
第三部分腭皱形态在法医学同一认定中指标的建立.........49
1研究对象、仪器...........49
2方法........50
第四部分腭皱数字图像识别系统在同一认定中的建立...........59
1研究对象、仪器..........59
2方法.........60

第三部分腾皱形态在法医学同一认定中指标的建立

1研究对象、仪器
在人一生中，聘皱只有因正常生长而发生的长度变化，而其位置始终保持在同一个位置，腭皱的形态，就像指纹、唇纹一样，在人的一生中从不改变，甚至疾病，外伤或化学腐蚀都不会改变聘皱的形态和位置。使其逐渐成为法医同一认定中又一新的的识别标志。聘皱的法医学同一认定标识的选择，是根据聘皱的形态、数量、位置、分布等各种情况进行的。目前对聘皱的研究，主要集中在人类学、比较解剖学、基因学。人类腭皱独特多样的形态学特征，并未引起法医工作者的足够重视，仍未建立科学全面系统的识别指标及认定方法。本课题对聘皱的形态图进行全面系统的编码、统计分析及评估，以期建立聘皱形态学识别系统的同一认定指标及编码，为法医学同一认定提供一种新的有效的认定方法。

2方法
本研究在获得每个受试者的知情同意书后进行。并给自愿参与的患者发调查问卷，，加成型桂橡胶弹性好，撕裂强度高，精度高，变形小，流动性好，是理想的印模材料。在上聘部先注射低點度、高弹性硅橡胶印模材料，然后用装有中黏度印模材料的有孔全牙列不锈钢金属托盘一次取印模，印模材料结固后可获得精确性很高的印模. 对200例受试者聘皱形态的编码进行统计分析。统计分析内容包括：腭皱形态编码的多样性；不同类型的腭皱在总腭皱中所占的比例；不同类型的腭皱在男女腭皱中所占的比例；上颌腭部左右区域中不同类型的腭皱所占的比例。
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第四部分腭皱数字图像识别系统在同一认定中的建立

1研究对象、仪器
用釆集仪釆集用户腭皱图片，利用数字图像处理技术，结合软件对釆集到的图片进行图像获取、特征提取、边缘检测等处理，根据处理之后的特征与原有聘皱数据库中的数据进行匹配，若是同一人，则验证结束，系统则显示匹配成功，显示该身份信息，若不是同一人，则重新进行特征匹配，如若查遍所有库中数据，库中无此人，则无法匹配，显示没有匹配。图像特征提取是图像处理技术中的个重要概念，它指的是利用计算机强；的处理能力来提取图像的有效信息，决定图像的每个像素点是否属于该图像的有效特征。图像特征提取的结果是将图像上的像素点分成不同的像素点子集，这些子集通常属于孤立的点、连续的曲线或者连续的区域等。局部特征，又称为细节特征，指纹的细节特征是指纹唯一性安全认证的关键技术，腭皱的细节特征同样可以用于一些安全性的认证系统，比如个人身份的识别。本研究的腭皱特征提取主要针对腭皱的点、圈、线等特征进行提取。

2方法
图像处理可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建，每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而数字图像处理不仅能完成线性运算，可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。数字图像处理在生物医学方面的应用除了CT技术外，在医用显微图像的处理分析如红细胞、白细胞分类、癌细胞识别、染色体分析以及超声波图像处理、X光肺部图像增晰、立体定向放射治疗、心电图分析等医学诊断领域都有广泛地应用。
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本文编号：11629