基于磁共振成像技术的牙龄推断研究进展

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2023.231204

摘要/Abstract

摘要：

牙龄测评是法医学年龄推断的重要内容和实现的路径之一，影像技术是牙龄测评的重要技术手段。近年来，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术在牙龄研究中展现出广阔的应用前景，为牙发育测评提供了新的视角和可能性。有研究初步证实了MRI在评估牙发育方面的可行性，该技术有望成为更安全且准确的牙龄测评技术手段，但仍需进一步验证其准确性和适应性。本文综述了MRI技术在牙发育和年龄评估中的研究现状、研究瓶颈和局限性，为基于MRI技术的牙龄测评研究提供参考和借鉴。

关键词: 法医人类学, 法医牙科学, 年龄推断, 磁共振成像, 牙发育, 综述

Abstract:

Dental age estimation is a crucial aspect and one of the ways to accomplish forensic age estimation, and imaging technology is an important technique for dental age estimation. In recent years, magnetic resonance imaging （MRI） has shown vast potential in dental age research, providing a new perspective and possibility for the evaluation of dental development. Some studies have preliminarily confirmed the feasibility of MRI in evaluating dental development, suggesting that it is expected to be a safer and more accurate tool for dental age estimation. However, further research is essential to verify its accuracy and feasibility. This article reviews the current state, challenges, and limitations of MRI in dental development and age estimation, offering reference for the research of dental age assessment based on MRI technology.

Key words: forensic anthropology, forensic dentistry, age estimation, magnetic resonance imaging, tooth development, review

中图分类号:

施蕾, 薛冶, 邱丽蓉, 鲁婷, 范飞, 周宇驰, 邓振华. 基于磁共振成像技术的牙龄推断研究进展[J]. 法医学杂志, DOI: 10.12116/j.issn.1004-5619.2023.231204.

Lei SHI, Ye XUE, Li-rong QIU, Ting LU, Fei FAN, Yu-chi ZHOU, Zhen-hua DENG. Research Progress on Dental Age Estimation Based on MRI Technology[J]. Journal of Forensic Medicine, DOI: 10.12116/j.issn.1004-5619.2023.231204.

图/表 1

参考文献 34

1	FEREIRA J L， DE FEREIRA Á E， ORTEGA A I. Methods for the analysis of hard dental tissues exposed to high temperatures[J]. Forensic Sci Int，2008，178（2/3）：119-124. doi：10.1016/j.forsciint.2007.12.009 .
2	LIVERSIDGE H M. Timing of human mandibular third molar formation[J]. Ann Hum Biol，2008，35（3）：294-321. doi：10.1080/03014460801971445 .
3	LIVERSIDGE H M， HERDEG B， RÖSING F W. Dental age estimation of non-adults. A review of methods and principles[M]// ALT K W， RÖSING F W， TESCHLER-NICOLA M. Dental Anthropology. Vienna： Springer，1998：419-442.
4	DEMIRJIAN A， GOLDSTEIN H， TANNER J M. A new system of dental age assessment[J]. Hum Biol，1973，45（2）：211-227.
5	THEVISSEN P W， KVAAL S I， WILLEMS G. Ethics in age estimation of unaccompanied minors[J]. J Forensic Odontostomatol，2012，30（S1）：84-102.
6	GAUDINO C， COSGAREA R， HEILAND S， et al. MR-Imaging of teeth and periodontal apparatus： An experimental study comparing high-resolution MRI with MDCT and CBCT[J]. Eur Radiol，2011，21（12）：2575-2583. doi：10.1007/s00330-011-2209-0 .
7	BOZZO A， MARCOUX J， RADHAKRISHNA M， et al. The role of magnetic resonance imaging in the management of acute spinal cord injury[J]. J Neurotrauma，2011，28（8）：1401-1411. doi：10.1089/neu.2009.1236 .
8	DESPOTOVIĆ I， GOOSSENS B， PHILIPS W. MRI segmentation of the human brain： Challenges， methods， and applications[J]. Comput Math Methods Med，2015，2015：450341. doi：10.1155/2015/450341 .
9	DEMIRTURK KOCASARAC H， GEHA H， GAA-LAAS L R， et al. MRI for dental applications[J]. Dent Clin North Am，2018，62（3）：467-480. doi：10 .
	1016/j.cden.2018.03.006.
10	DRĂGAN O C， FĂRCĂŞANU A Ş， CÂMPIAN R S， et al. Human tooth and root canal morphology reconstruction using magnetic resonance imaging[J]. Clujul Med，2016，89（1）：137-142. doi：10.15386/cjmed-555 .
11	LAURINO F A R， CHOI I G G， KIM J H， et al. Correlation between magnetic resonance imaging and cone-beam computed tomography for maxillary sinus graft assessment[J]. Imaging Sci Dent，2020，50（2）：93-98. doi：10.5624/isd.2020.50.2.93 .
12	LIZIO G， SALIZZONI E， COE M， et al. Differential diagnosis between a granuloma and radicular cyst： Effectiveness of magnetic resonance imaging[J]. Int Endod J，2018，51（10）：1077-1087. doi：10.1111/iej.12933 .
13	DUTTENHOEFER F， MERTENS M E， VIZKELETY J， et al. Magnetic resonance imaging in zirconia-based dental implantology[J]. Clin Oral Implants Res，2015，26（10）：1195-1202. doi：10.1111/clr.12430 .
14	FLÜGGE T， LUDWIG U， HÖVENER J B， et al. Virtual implant planning and fully guided implant surgery using magnetic resonance imaging-Proof of principle[J]. Clin Oral Implants Res，2020，31（6）：575-583. doi：10.1111/clr.13592 .
15	SCHUURMANS T J， NIXDORF D R， IDIYATUL-LIN D S， et al. Accuracy and reliability of root crack and fracture detection in teeth using magnetic resonance imaging[J]. J Endod，2019，45（6）：750-755.e2. doi：10.1016/j.joen.2019.03.008 .
16	OTTOW C， KRÄMER J A， OLZE A， et al. Magnetresonanztomographiestudie zur Altersschätzung von unbegleiteten minderjährigen Flüchtlingen[J]. Rechtsmedizin，2015，25：12-20. doi：10.1007/s00194-014-0991-0 .
17	BAUMANN P， WIDEK T， MERKENS H， et al. Dental age estimation of living persons： Comparison of MRI with OPG[J]. Forensic Sci Int，2015，253：76-80. doi：10.1016/j.forsciint.2015.06.001 .
18	GUO Y， OLZE A， OTTOW C， et al. Dental age estimation in living individuals using 3.0 T MRI of lower third molars[J]. Int J Legal Med，2015，129（6）：1265-1270. doi：10.1007/s00414-015-1238-7 .
19	DE TOBEL J， PARMENTIER G I L， PHLYPO I， et al. Magnetic resonance imaging of third molars in forensic age estimation： Comparison of the Ghent and Graz protocols focusing on apical closure[J]. Int J Legal Med，2019，133（2）：583-592. doi：10.1007/s00414-018-1905-6 .
20	DE TOBEL J， PHLYPO I， FIEUWS S， et al. Forensic age estimation based on development of third molars： A staging technique for magnetic resonance imaging[J]. J Forensic Odontostomatol，2017，35（2）：117-140.
21	WIDEK T， GENET P， MERKENS H， et al. Dental age estimation： The chronology of mineralization and eruption of male third molars with 3T MRI[J]. Forensic Sci Int，2019，297：228-235. doi：10.1016/j.forsciint.2019.02.019 .
22	范飞，戴鑫华，王亮，等. 应用下颌第三磨牙建立中国汉族18岁评估模型[J].法医学杂志，2016，32（1）：31-34，44. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2016.01.007 .
	FAN F， DAI X H， WANG L， et al. Establish assessment model of 18 years of age in Chinese Han population by mandibular third molar[J]. Fayixue Zazhi，2016，32（1）：31-34，44.
23	CALDAS I M， CARNEIRO J L， TEIXEIRA A， et al. Chronological course of third molar eruption in a Portuguese population[J]. Int J Legal Med，2012，126（1）：107-112. doi：10.1007/s00414-011-0600-7 .
24	金洪年，成明，刘红春，等. Demirjian法测定广东地区青少年第三磨牙牙龄[J].中国法医学杂志，2014，29（3）：194-197. doi：10.13618/j.cnki.1001-5728.2014.03.002 .
	JIN H N， CHENG M， LIU H C， et al. Dental age assessment of the third molar using Demirjian’s method in 344 teenagers of Guangdong Han population and the application of forensic science[J]. Zhongguo Fayixue Zazhi，2014，29（3）：194-197.
25	MEINL A， TANGL S， HUBER C， et al. The chronology of third molar mineralization in the Austrian population -- A contribution to forensic age estimation[J]. Forensic Sci Int，2007，169（2/3）：161-167. doi：10.1016/j.forsciint.2006.08.014 .
26	BJØRK M B， KVAAL S I， BLEKA Ø， et al. Age prediction in sub-adults based on MRI segmentation of 3rd molar tissue volumes[J]. Int J Legal Med，2023，137（3）：753-763. doi：10.1007/s00414-023-02977-4 .
27	BJØRK M B， KVAAL S I， BLEKA Ø， et al. Prediction of age older than 18 years in sub-adults by MRI segmentation of 1st and 2nd molars[J]. Int J Legal Med，2023，137（5）：1515-1526. doi：10.1007/s00414-023-03055-5 .
28	BJØRK M B， BLEKA Ø， KVAAL S I， et al. MRI segmentation of tooth tissue in age prediction of sub-adults -- A new method for combining data from the 1st， 2nd， and 3rd molars[J]. Int J Legal Med，2023. doi：10.1007/s00414-023-03149-0 .
29	ŠTERN D， PAYER C， GIULIANI N， et al. Automatic age estimation and majority age classification from multi-factorial MRI data[J]. IEEE J Biomed Health Inform，2019，23（4）：1392-1403. doi：10.1109/JBHI.2018.2869606 .
30	MILOŠEVIĆ D， VODANOVIĆ M， GALIĆ I， et al. Automated estimation of chronological age from panoramic dental X-ray images using deep learning[J]. Expert Syst Appl，2022，189：116038. doi：10.1016/j.eswa.2021.116038 .
31	VILA-BLANCO N， CARREIRA M J， VARAS-QUINTANA P， et al. Deep neural networks for chronological age estimation from OPG images[J]. IEEE Trans Med Imaging，2020，39（7）：2374-2384. doi：10.1109/TMI.2020.2968765 .
32	GUO Y C， HAN M， CHI Y， et al. Accurate age classification using manual method and deep convolutional neural network based on orthopantomogram images[J]. Int J Legal Med，2021，135（4）：1589-1597. doi：10.1007/s00414-021-02542-x .
33	DE BACK W， SEURIG S， WAGNER S， et al. Forensic age estimation with Bayesian convolutional neural networks based on panoramic dental X-ray imaging[C/OL]// Proceedings of the 2019 International Conference on Medical Imaging with Deep Learning，2019. （2023-05-06）[2023-08-13]. .
34	ŠTERN D， KAINZ P， PAYER C， et al. Multi-factorial age estimation from skeletal and dental MRI volumes[C]// WANG Q， SHI Y， SUK H I， et al. Machine learning in medical imaging. Cham： Springer，2017：61-69.

分期	OPG分期标准	分期	MRI分期标准
0	牙囊期，在相应牙位的牙槽骨中可见类圆形的牙囊，与周围骨质之间有一较高密度致密影相隔	0	牙囊期，牙槽骨内可见高信号牙囊，无明显钙化
A	在单根牙或双根牙的牙囊顶端可见倒锥形的钙化点，钙化点未融合	1	在牙囊顶端观察到倒锥形的钙化点，尚未融合——对应OPG A期
B	钙化点开始融合，形成1个或多个尖顶，尖顶形成牙颌面轮廓	2	a）钙化点融合，牙颌面轮廓形成；b）髓室顶轮廓扁平或呈曲形；c）根尖分叉雏形呈低信号——对应OPG B+C期
C	a.牙冠部的牙釉质完全形成，并覆盖延伸至牙颈部；b.牙本质开始形成，可见牙本质沉积；c.牙髓腔髓室顶呈曲形轮廓
D	a.牙冠在牙骨质交界处以上完全形成。b.单根牙的髓室顶轮廓弯曲，朝着颈部的方向形成凹面。牙髓角的投影可见时，轮廓呈伞状。磨牙髓室轮廓近似梯形。c.针状牙根开始形成	3	a）髓室轮廓呈梯形，髓角尖端形成，形似伞面；b）牙冠逐渐向下延伸，针状牙根形成，长度小于牙冠高度；c）牙根分叉呈半月形低信号——对应OPG D+E期
E	单牙根牙：a.牙髓室壁呈直线形，牙髓角较前期增大；b.牙根长度小于牙冠高度。磨牙：a.牙根分叉开始形成，呈钙化点或是半月形；b.牙根长度小于牙冠高度	4	a）牙根长度达牙冠高度；b）牙根分叉呈半月形或是较前向远端发育——对应OPG E-F期
F	单牙根牙：a.牙髓腔壁形似等腰三角形，根尖末端呈漏斗状；b.牙根长度大于或等于牙冠高度。磨牙：a.钙化的牙根分叉从半月形进一步分化为轮廓清晰的漏斗形；b.牙根长度大于或等于牙冠高度	5	a）牙根长度达1.5倍牙冠高度；b）牙根分叉呈漏斗形，牙根轮廓较前清晰——对应OPG F-G期
G	根管侧壁相互平行，远中牙根根尖部分开放，未完全闭合	6	a）远中根管壁平行，根尖孔部分开放；b）根尖孔处牙骨质较菲薄；c）根尖周围高信号——对应OPG G期
		7	a）远中根管壁靠拢，根尖孔部分开放；b）根尖孔处牙骨质较菲薄；c）根尖周围高信号——对应OPG G期
H	a.磨牙的根尖末端完全闭合；b.牙根和根尖的牙周膜宽度均匀一致	8	a）根尖孔完全闭合；b）根尖牙骨质较厚——对应OPG H期

分期	OPG分期标准	分期	MRI分期标准
0	牙囊期，在相应牙位的牙槽骨中可见类圆形的牙囊，与周围骨质之间有一较高密度致密影相隔	0	牙囊期，牙槽骨内可见高信号牙囊，无明显钙化
A	在单根牙或双根牙的牙囊顶端可见倒锥形的钙化点，钙化点未融合	1	在牙囊顶端观察到倒锥形的钙化点，尚未融合——对应OPG A期
B	钙化点开始融合，形成1个或多个尖顶，尖顶形成牙颌面轮廓	2	a）钙化点融合，牙颌面轮廓形成；b）髓室顶轮廓扁平或呈曲形；c）根尖分叉雏形呈低信号——对应OPG B+C期
C	a.牙冠部的牙釉质完全形成，并覆盖延伸至牙颈部；b.牙本质开始形成，可见牙本质沉积；c.牙髓腔髓室顶呈曲形轮廓
D	a.牙冠在牙骨质交界处以上完全形成。b.单根牙的髓室顶轮廓弯曲，朝着颈部的方向形成凹面。牙髓角的投影可见时，轮廓呈伞状。磨牙髓室轮廓近似梯形。c.针状牙根开始形成	3	a）髓室轮廓呈梯形，髓角尖端形成，形似伞面；b）牙冠逐渐向下延伸，针状牙根形成，长度小于牙冠高度；c）牙根分叉呈半月形低信号——对应OPG D+E期
E	单牙根牙：a.牙髓室壁呈直线形，牙髓角较前期增大；b.牙根长度小于牙冠高度。磨牙：a.牙根分叉开始形成，呈钙化点或是半月形；b.牙根长度小于牙冠高度	4	a）牙根长度达牙冠高度；b）牙根分叉呈半月形或是较前向远端发育——对应OPG E-F期
F	单牙根牙：a.牙髓腔壁形似等腰三角形，根尖末端呈漏斗状；b.牙根长度大于或等于牙冠高度。磨牙：a.钙化的牙根分叉从半月形进一步分化为轮廓清晰的漏斗形；b.牙根长度大于或等于牙冠高度	5	a）牙根长度达1.5倍牙冠高度；b）牙根分叉呈漏斗形，牙根轮廓较前清晰——对应OPG F-G期
G	根管侧壁相互平行，远中牙根根尖部分开放，未完全闭合	6	a）远中根管壁平行，根尖孔部分开放；b）根尖孔处牙骨质较菲薄；c）根尖周围高信号——对应OPG G期
		7	a）远中根管壁靠拢，根尖孔部分开放；b）根尖孔处牙骨质较菲薄；c）根尖周围高信号——对应OPG G期
H	a.磨牙的根尖末端完全闭合；b.牙根和根尖的牙周膜宽度均匀一致	8	a）根尖孔完全闭合；b）根尖牙骨质较厚——对应OPG H期

[1]	姚彦汝, 金静, 王英杰, 张金专, 李英哲, 徐永新. 火场生物物证识别研究进展[J]. 法医学杂志, 2024, 40(1): 64-69.
[2]	胡文静, 杨婷婷, 王雅雅, 严江伟. 游离DNA最新研究进展及法医学应用展望[J]. 法医学杂志, 2024, 40(1): 70-76.
[3]	邢运虹, 李洋, 王文政, 王亮亮, 孙乐乐, 杜秋香, 曹洁, 何光龙, 孙俊红. 不稳定冠状动脉粥样斑块病理特征及分类[J]. 法医学杂志, 2024, 40(1): 59-63.
[4]	杨彬, 徐璐瑶, 李灵玥, 乔东访, 杜思昊, 岳霞, 王慧君. 全球新型冠状病毒感染（COVID-19）相关死亡的病理变化及死因分析[J]. 法医学杂志, 2023, 39(6): 586-595.
[5]	黄逸航, 梁伟波, 蹇慧, 屈胜秋. 基于DNA甲基化推断年龄的建模方法与影响因素[J]. 法医学杂志, 2023, 39(6): 601-607.
[6]	马星宇, 程浩, 张忠铎, 李烨铭, 赵东. 代谢组学技术结合机器学习算法在损伤时间推断中的研究进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(6): 596-600.
[7]	李雯, 李豪喆, 陈琛, 蔡伟雄. 面部微表情分析技术在法医精神病学领域的研究现状及应用展望[J]. 法医学杂志, 2023, 39(5): 493-500.
[8]	王中华, 李淑瑾. 人类身高推断的分子生物学研究进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(5): 487-492.
[9]	陈璐, 周喆, 王升启. 陈旧骸骨DNA身份鉴定的法医学进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(5): 478-486.
[10]	曾勇, 邹冬华, 范颖, 徐晴, 陶陆阳, 陈忆九, 李正东. 人体血管有限元建模及生物力学的研究进展与法医学应用[J]. 法医学杂志, 2023, 39(5): 471-477.
[11]	王紫薇, 李成涛, 刘希玲. DNA甲基化年龄推断模型在华东汉族人群中的跨平台应用[J]. 法医学杂志, 2023, 39(5): 441-446.
[12]	范飞, 武娟, 邓振华. 听力学客观检测技术在法医临床学中的应用进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(4): 360-366.
[13]	向青青, 陈立方, 苏秦, 杜宇坤, 梁沛妍, 康晓东, 石河, 徐曲毅, 赵建, 刘超, 陈晓晖. 微生物群落演替在死亡时间推断中的研究进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(4): 399-405.
[14]	曹宇奇, 施妍, 向平, 郭寅龙. 机器学习辅助非靶向筛查策略用于芬太尼类物质识别鉴定的研究进展[J]. 法医学杂志, 2023, 39(4): 406-416.
[15]	李燃, 孙宏钰. 法医学亲缘关系鉴定方法和研究热点[J]. 法医学杂志, 2023, 39(3): 231-239.