한국인 무릎뼈 3차원 모델을 이용한 성별 판별
Sex Estimation Using 3D Models of the Patella in Koreans
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초록
사람뼈를 바탕으로 한 법의인류학적 개인 식별항목 추정은 일반적으로 대규모 재난, 전쟁, 고고학 발굴 현장 등 백골의 시신이 발견된 경우 진행된다. 이 과정은 신원 확인의 대상이 되는 범위를 좁히며, 신원을 확정 짓는 다른 요소들과 함께 최종판단을 하기 위한 근거를 제시한다. 성별 추정에 있어서 가장 일반적으로 사용되는 것은 머리뼈와 골반이지만 이러한 뼈들이 손상과 파편화 등으로 추정에 용이하지 않은 상태일 때 이들을 대체할 수 있는 다른 뼈에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 밀도가 강하여 사후 변성에 영향을 덜 받는다는 특성을 지닌 무릎뼈에 집중하였다. 한국인 시신 CT 자료 총 181명 중 수술, 소아, 기형을 제외한 158명 (18~78세)의 무릎뼈를 Mimics를 이용해 3차원 영상으로 재구성하였다. 3차원 모델의 표지점을 정확하게 표지하기 위하여 시상면, 관상면, 수평면에 대한 기준 평면을 생성하였고, 이를 통해 표지점 8가지를 생성하였다. 표지점을 기준으로 무릎뼈의 사이즈에 대한 항목 (Patella width, Patella height, Patella thickness)과 관절면에 관련된 항목 (Articular surface height, PS-PRI height, Distal pole height, Medial facet height, Lateral facet height)을 계측하여 통계를 진행했다. 기술통계, 단변량 판별분석, 단계적 판별분석을 진행하고, 무릎뼈의 크기를 구성하는 3가지 항목 (높이, 너비, 깊이)을 선택하여 직접 투입 판별분석하였다. 기술통계 결과 남녀 간 무릎뼈 계측치에 유의미한 차이가 있는 것을 확인했다. 단변량 판별분석 결과 높이 (77.2%)와 너비 (77.2%)가 가장 높은 분류결과를 가졌고, 단계적 판별분석에서 또한 높이와 너비로 이루어진 식이 선택되었으며 78.5%의 분류결과를 나타냈다. 마지막으로, 무릎뼈의 크기를 구성하는 높이, 너비, 깊이를 직접 투입 판별분석한 결과 78.5%의 분류결과를 보였다. 이러한 결과값들을 통해 무릎뼈를 활용한 한국인 대상의 성별 추정이 유의미한 의미를 가진다는 것을 확인할 수 있었으며, 향후 법의인류학 현장에 도움이 될 것이라고 생각된다
Abstract
Forensic anthropological identification based on human bones is generally conducted in cases where skeletal remains are discovered, such as in large-scale disasters, wars, and archaeological excavations. The most commonly used bones for sex estimation are the skull and pelvis, but when these bones are damaged or fragmented, making estimation difficult, there is a growing need for research on other bones that can be used as substitutes. This paper focuses on the patella, which is dense and resistant to postmortem changes. Among a total of 181 CT data sets of Korean bodies, the patellae of 158 individuals (aged 18 to 78) excluding those who had undergone surgery, children, and those with deformities were reconstructed into 3D images using Mimics. To accurately label the landmarks on the 3D model, reference planes were created for the sagittal, coronal, and transverse planes, and eight landmarks were generated. Based on the landmarks, we measured the size of the patella (patella width, patella height, patella thickness) and the articular surface (articular surface height, PS-PRI height, distal pole height, medial facet height, lateral facet height) and performed statistical analysis. Descriptive statistics, univariate discriminant analysis, and stepwise discriminant analysis were performed, and direct discriminant analysis was performed by selecting three items (height, width, and depth) that constitute the size of the patella. The descriptive statistics showed that there was a significant difference in the measured values of the patella between men and women. The univariate discriminant analysis showed that height (77.2%) and width (77.2%) had the highest classification results, and the stepwise discriminant analysis also selected the equation consisting of height and width, showing a classification result of 78.5%. Finally, direct analysis of the height, width, and depth of the patella showed a classification result of 78.5%. These results confirm that sex estimation using the patella is meaningful for Koreans and will be helpful in the field of forensic anthropology in the future