Age estimation based on analyses of sternal end of clavicle and the first costal cartilage

Abstract

In order to establish reliable age indicator in the period when all other epiphyseal age indicators have already been inactivated medial clavicle as the bone with the longest period of growth became the object of various investigations. However, the lack of population-specific method often made it unreliable in some population groups. The influence of socioeconomic conditions as well as interethnic and interracial variation on skeletal epiphyseal union phases has been acknowledged in scientific literature. Therefore, the importance of developing reliable population-specific age estimation methodology for the specific geographic region is outlined. The ossification patterns of the first costal cartilage represent another interesting feature of the same anatomical region which according to its position in human body is accessible for examinations in living individuals who undergo conventional radiographic and computed tomography examinations in the same field of view as clavicle. The broad range of macroscopic, histomorphometric and radiological analyses were conducted in order to establish the reliable age indicator. However, it remained unclear whether introduction of new more precise anatomical and other criteria in analyses of the medial clavicle and the first costal cartilage as well as their mutual analyses would be beneficial for age estimation. Therefore, this study encompassed our local population and was carried out with aim to examine whether morphological, radiological and histological analysis of medial clavicles as well as radiological examination of the first costal cartilage could be applied with success in age assessment of individuals. The study was composed of two sections. The first part of the study encompassed the collection of medial clavicles which was founded in cooperation of Laboratory for Anthropology, Institute of Anatomy with the Institute of Forensic Medicine, School of Medicine, University of Belgrade. The sample comprised 67 medial clavicles derived from individuals of different sex with age range from 20 to 90 years...

odnosu na druge kosti ljudskog skeleta, epifiza unutrašnjeg okrajka ključne kosti poslednja je koja vremenom srasta sa dijafizom. Zato unutrašnji okrajak ključne kosti jeste jedinstvena struktura koja može da predstavlja pouzdan pokazatelj starosti osobe u trenutku kada su svi ostali epifizni nastavci srasli sa dijafizama. Smatra se da na proces epifizno-dijafiznog spajanja utiču kako socioekonomski uslovi života, tako i rasna i etnička pripadnost. Zbog toga je značajno razvijanje pouzdanog populacionospecifičnog metoda za procenu godina starosti osoba u specifičnom geografskom regionu. Proces osifikacije rebarne hrskavice prvog rebra predstavlja još jednu karakteristiku istog regiona tela, koji se zahvaljujući svojoj specifičnoj anatomskoj lokalizaciji može prikazati i analizirati tokom radiografisanja i pregleda metodom kompjuterizovane tomografije (CT), i to u istom polju pregleda gde i ključna kost. Širok spektar makroskopskih, histomorfometrijskih i radioloških ispitivanja sproveden je da bi se utvrdili pouzdani pokazatelji godina starosti osobe, ali još uvek nisu formirani novi i dovoljno precizni anatomski i drugi kriterijumi koji bi obuhvatili kako unutrašnji okrajak ključne kosti, tako i prvu rebarnu hrskavicu, kako svaku strukturu samu za sebe, tako i u kombinaciji, a koji bi omogućili bolje određivanje starosti osoba. Stoga je ova studija obuhvatila našu populaciju i ispitala da li morfološke, radiološke i histološke karakteristike unutrašnjeg okrajka ključne kosti, kao i radiološke karakterisike prve rebarne hrskavice, mogu pouzdano da posluže pri proceni godina starosti neke osobe. Studija se sastoji iz dva dela. Prvi deo studije obuhvata analizu kolekcije unutrašnjih okrajaka ključnih kostiju koja je nastala u saradnji Laboratorije za antropologiju Instituta za anatomiju sa Institutom za sudsku medicinu, Medicinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu. Uzorak je bio sačinjen od 67 ključnih kostiju osoba oba pola i starosti od 20 do 90 godina. Za utvrđivanje makroskopskih morfoloških karakteristika razvoja epifizno-dijafiznog spoja primenjen je trostepeni skor-sistem po Schaefer-Black-u. Makroskopske analize uzorka obuhvatile su i proučavanje sledećih morfoloških odlika medijalnog okrajka ključne kosti: bazična morfologija, reljef, poroznost i oblik zglobne površine, prisustvo koštane kvržice, morfologija ivice zglobne površine i morfologija useka za hrskavicu prvog rebra. Histološke analize unutrašnjih okrajaka ključnih kostiju obuhvatile su merenje: debljine korteksa, odnosa između površine spongiozne kosti i površine tkiva na preparatu, kao i minimalne širine trabekula. Ove histomorfometrijske karakteristike standardizovao je American Society for Bone and Mineral Research. Drugi, klinički deo studije činili su MSCT (“multislice computed tomography”) pregledi grudnog koša 154 pacijenta koji su pregledani na Institutu za onkologiju i radiologiju Srbije, starosti između 15 i 35 godina života. Na osnovu CT snimaka izvršena je procena stepena osifikacije epifizne hrskavice unutrašnjeg okrajka ključne kosti koristeći petostepeni skor-sistem po Schmeling-u koji je modifikovao Schulz, merenje debljine prednjeg i zadnjeg korteksa kosti, širine medularnog kanala, dijametra tela ključne kosti i stepena apsorpcije rendgenskih zraka u predelu sternalnog epifiznometafiznog regiona. Na CT snimcima, analizirane su i koštane promene u predelu prednje i zadnje ivice prednjeg okrajka rebra koje se pružaju kroz rebarnu hrskavicu ka grudnoj kosti. Gradacija ovih promena izvršena je po Moskovitch-u. Analize prve rebarne hrskavice obuhvatile su i: pol i godine starosti ispitivane osobe, broj izraštaja koji se pružaju od prednje i zadnje ivice prednjeg okrajka prvog rebra kroz hrskavicu ka grudnoj kosti i stepen njihove izraženosti sa leve i desne strane tela, kao i stepen apsorpcije rendgenskih zraka u predelu rebarne hrskavice...