二次象牙質仮想解析による断片化されたヒト歯牙遺体の年齢推定

Age estimation of fragmented human dental remains by secondary dentin virtual analysis.

• Itay Nudel
• Ariel Pokhojaev
• Bryan S Hausman
• Yoli Bitterman
• Nir Shpack
• Hila May
• Rachel Sarig

抄録

骨とは異なり、歯は非常に弾力性があり、重度の外傷にも耐えることができるため、法医学的分析には歯質に基づく年齢評価が不可欠である。最近の年齢推定の技術は、レントゲン写真やコンピュータ断層撮影（CT）を用いた歯髄室容積の測定に重点が置かれているが、これらの技術は完全な歯（すなわち、歯冠と歯根が無傷の場合）にのみ適用可能である。本研究では，高解像度マイクロコンピュータ断層撮影法（μCT）を用いて二次象牙質（SD）を可視化する新しいアプローチを開発した．SDの仮想的なセグメンテーションと組織学的な測定を比較したところ、高い相関性が認められた（ICC=0.95）。SDは、セメントエナメル質接合部の直下にある厚さ1mmのスライスの体積（mm）あたりで測定されました。SD測定を用いた回帰分析では、「ゴールドスタンダード」のパルプ/デンチン法（54％）と比較して、±10年の範囲で年齢推定の成功率（82％）が向上した。このように、SD法は、非侵襲的な方法で、わずかな歯の断片に基づいて、より高い予測率と精度で年齢を推定することを可能にしました。この新しい方法論は、使いやすく、利用しやすいものであり、法医学や人類学研究などの様々な分野での応用が期待されています。

Unlike bones, teeth are remarkably resilient and can withstand severe trauma, making age assessment based on the dentition essential for forensic analysis. Modern techniques for age estimation focus on pulp-chamber volume measurements using radiographs and computerized tomography (CT); however, these are applicable only for complete teeth (i.e., with intact crown and root). In the current study, we developed a new approach using high-resolution micro-computerized tomography (μCT) to visualize the secondary dentin (SD), an inner layer surrounding the pulp which accumulates with age, thus facilitating age estimation of fragmented and broken teeth.The growth pattern of the SD with age was analyzed for 77 lower premolars from two anthropological collections. A comparison of SD virtual segmentation and histological measurement was highly correlative (ICC = 0.95). SD was measured per volume (mm) of a 1 mm thick slice directly below the cemento-enamel junction. Regression analysis using SD measurements increased the success rates of age estimation (82%) compared with the "gold-standard" pulp/dentin method (54%) in the range of ± 10 years. The accuracy of age estimation based on SD analysis was improved to a range of 7-8 years.The SD method thus allows age estimation with greater prediction rates and better accuracy based on only a small fragment of a tooth in a non-invasive manner. This novel methodology is easy to use, accessible, and bears implications in various fields such as forensic sciences and anthropological research.