Установлено, что параметры гортани и отдельных ее хрящей достигают зрелого уровня с окончанием полового созревания, причем их размеры у мужчин достоверно больше, чем у женщин [1]. Характерными особенностями гиалиновых хрящей гортани являются возрастное обызвествление и оссификация. В большинстве случаев минерализация возникает в щитовидном хряще начиная с 16—17-летнего возраста, позднее — в перстневидном (17—18 лет) и черпаловидных (около 20 лет) хрящах [2]. У мужчин наблюдается более значительная интенсивность процесса, вплоть до полного окостенения больших хрящей, чего не бывает у женщин [3, 4]. Выявленные закономерности полового диморфизма хрящевых тканей в первом случае используются для разработки методик диагностики половозрастной принадлежности детей [5—7] и определения пола у лиц старше 20 лет [8—10], во втором случае — для определения возраста зрелых мужчин [11—13]. Это, как правило, касается таких крупных хрящей гортани, какими являются щитовидный и перстневидный.
Исследование черпаловидных хрящей (ЧХ) гортани еще только начинается [14], что обусловило необходимость данной публикации.
Материал и методы
Исследование проводили на базе Тюменского областного бюро судебно-медицинской экспертизы (СМЭ). Изучали правые и левые ЧХ гортани (рис. 1, на цв. вклейке) от трупов 254 мужчин и 106 женщин, умерших от механической странгуляционной асфиксии в возрасте от 19 лет до 91 года (средний возраст соответственно 66,1±16,9 и 50±22,4 года). Препарирование и исследование хрящей гортани производили по методике Мишина [15]. Для консервации выделенных ЧХ и восстановления высушенных ЧХ из архива бюро СМЭ использовали специальный раствор (спирт 95%, вода дистиллированная, 10% формалин) в разведении 1:1:1. При длительном нахождении ЧХ в этой среде (до 10 нед и более) раствор остается прозрачным, а хрящевая ткань вполне соответствует нативному состоянию. В период исследования каждую пару ЧХ хранили в отдельной емкости с раствором.
Рис. 1. Хрящи гортани; вид сзади.
1 — щитовидный хрящ; 2 — перстневидный хрящ; 3 — черпаловидные хрящи.
Fig. 1. Laryngeal cartilages; posterior view.
1 — thyroid cartilage; 2 — anular cartilage; 3 — arytenoid cartilages.
Для стандартизации измерений ЧХ служат три реперные точки: A — наиболее высокая точка на верхнем полюсе вершины (apex) ЧХ; B — наиболее выступающая кпереди и кнаружи точка мышечного отростка (processus muscularis); C — наиболее выступающая точка передненаружного полюса голосового отростка (processus vocalis). Линейные размеры ЧХ:
— AB — прямое расстояние от верхушки до мышечного отростка;
— AC — прямое расстояние от верхушки до голосового отростка;
— BC — прямое расстояние между мышечным и голосовым отростками;
— поперечник суставной поверхности для сочленения с перстневидным хрящом. Все эти измерения выполняли электронным штангенциркулем с точностью 0,05 мм. Массу объектов измеряли на лабораторных электронных весах модели PA 214 (OHAUS Pioneer, США; I класс точности по ГОСТ 24104-2001).
Рентгенографию изолированных ЧХ для определения их площади проводили на цифровом дентальном радиовизиографе (АНВИ-системс, Россия). Укладку ЧХ выполняли строго на 3 точки полюсов анатомических образований передней поверхности. Площадь ЧХ измеряли с помощью программного компьютерного приложения «ANVIDENT v 6.01» к радиовизиографу с точностью до 0,01 мм2. Сенсор (датчик) визиографа подключали непосредственно к USB-порту компьютера (рис. 2).
Рис. 2. Поверхности правого черпаловидного хряща.
а — переднелатеральная; б — медиальная; в — задняя.
1 — суставная поверхность; 2 — основание; 3 — переднелатеральная поверхность (место прикрепления мышц); 4 — голосовой отросток (место прикрепления голосовой связки); 5 — дугообразный гребешок; 6 — холмик; 7 — продолговатая ямка (место прикрепления щиточерпаловидной мышцы); 8 — треугольная ямка; 9 — медиальная поверхность; 10 — задняя поверхность; 11 — верхушка; 12 — мышечный отросток (место прикрепления перстнечерпаловидных мышц); 13 — рожковидный хрящ.
Fig. 2. Surfaces of the right arytenoid cartilage.
a — anterolateral; b — medial; c — posterior.
1 — articular surface; 2 — base; 3 — anterolateral surface (muscle attachment site); 4 — vocal process (vocal cord attachment site); 5 — arched crest; 6 — colliculus; 7 — oblong fossa (thyroarytenoid muscles attachment site); 8 — triangular fossa; 9 — medial surface; 10 — posterior surface; 11 — apex; 12 — muscular process (cricoarytenoid muscle attachment site); 13 — supra-arytenoid cartilage.
Математическая обработка включала методы статистики общеизвестной программы Statistica, 10.0.
Результаты и обсуждение
1. Анатомические особенности ЧХ и право-левосторонняя принадлежность.
ЧХ, cartilago arytenoideae (рис. 3, на цв. вклейке), парный, имеет почти пирамидальную форму. Различают вогнутое основание, basis, прилегающее к верхнему краю перстневидного хряща, и обращенную вверх и несколько кзади верхушку, apex. Основание ЧХ имеет на нижней поверхности суставную площадку, facies articularis, для сочленения с перстневидным хрящом. Здесь же находится заостренный плоский голосовой отросток, processus vocalis, направленный вперед, и массивный закругленный мышечный отросток, processus muscularis, помещающийся сзади в латеральном углу основания. В ЧХ различают три поверхности: медиальную, переднелатеральную и заднюю. На переднелатеральной поверхности ЧХ находится дугообразный гребешок, crista arcuata, отделяющий две ямки: верхнюю треугольную, fovea triangularis, и нижнюю продолговатую, fovea oblonga. Этот гребешок заканчивается вверху у верхушки хряща кругловатым холмиком, colliculus. Задняя поверхность ЧХ вогнута; медиальная, располагающаяся в срединной плоскости, почти ровная и гладкая [16].
Рис. 3. Общая площадь исследования рентгенограмм с помощью программного компьютерного приложения «ANVIDENT v 6.01».
Fig. 3. Total area of the study of X-ray images using the application «ANVIDENT v 6.01».
При анатомически правильном расположении хряща наличие рельефной его стороны слева будет бесспорно указывать на левостороннюю принадлежность, если эта сторона справа — на правостороннюю.
2. Общая характеристика
Особенности статистического распределения морфометрических признаков ЧХ (x1—x14) в мужской (254) и женской (106) совокупностях исследовали с помощью критерия χ2. Отклонений эмпирических кривых от нормальной функции распределения не обнаружили. Статистические показатели в метрике закона нормального распределения представлены в табл. 1.
Таблица 1. Дескриптивные статистики морфометрических признаков черпаловидных хрящей у мужчин и женщин (19—81 год)
Table 1. Descriptive statistics of morphometric parameters of the arytenoid cartilages in males and females (19—81 years)
| Признак | Пол | M | min | max | SD | As | Ex | Vs |
| Правый ЧХ | ||||||||
| Расстояние между верхушкой и мышечным отростком, мм | 1 | 17,6 | 13,8 | 21,8 | 1,23 | 0,24 | 0,40 | 6,99 |
| 2 | 14,1 | 12,0 | 16,4 | 0,99 | 0,08 | –0,33 | 7,02 | |
| Расстояние между верхушкой и голосовым отростком, мм | 1 | 17,3 | 12,2 | 21,2 | 1,44 | –0,17 | 0,02 | 8,32 |
| 2 | 12,7 | 9,8 | 15,8 | 1,21 | 0,09 | –0,13 | 9,52 | |
| Расстояние между голосовым и мышечным отростками, мм | 1 | 14,6 | 10,5 | 18,8 | 1,07 | –002 | 1,31 | 7,33 |
| 2 | 11,2 | 9,0 | 14,6 | 0,99 | 0,21 | 0,44 | 8,84 | |
| Поперечник суставной поверхности, мм | 1 | 5,3 | 3,8 | 6,8 | 0,51 | 0,01 | –0,13 | 9,62 |
| 2 | 4,4 | 3,4 | 5,5 | 0,49 | –0,44 | –0,53 | 11,14 | |
| Левый ЧХ | ||||||||
| Расстояние между верхушкой и мышечным отростком, мм | 1 | 17,5 | 13,7 | 22,2 | 1,24 | 0,39 | 0,94 | 7,09 |
| 2 | 14,1 | 12,1 | 16,2 | 0,88 | –0,04 | –0,30 | 6,24 | |
| Расстояние между верхушкой и голосовым отростком, мм | 1 | 17,2 | 12,0 | 20,9 | 1,48 | 0,02 | 0,46 | 8,60 |
| 2 | 12,7 | 10,0 | 16,0 | 1,10 | 0,14 | 0,35 | 8,66 | |
| Расстояние между голосовым и мышечным отростками, мм | 1 | 14,5 | 10,0 | 18,5 | 1,06 | –0,19 | 1,74 | 7,31 |
| 2 | 11,2 | 9,2 | 14,7 | 0,97 | 0,35 | 0,59 | 8,66 | |
| Поперечник суставной поверхности, мм | 1 | 5,3 | 3,4 | 6,8 | 0,50 | 0,02 | 0,53 | 9,43 |
| 2 | 4,4 | 3,3 | 5,7 | 0,47 | 0,06 | –0,33 | 10,68 | |
| Масса правого ЧХ, г | 1 | 0,362 | 0,163 | 0,522 | 0,058 | 0,13 | 0,19 | 16,02 |
| 2 | 0,177 | 0,108 | 0,263 | 0,033 | 0,37 | –0,24 | 19,21 | |
| Масса левого ЧХ, г | 1 | 0,362 | 0,162 | 0,516 | 0,059 | 0,01 | –0,05 | 16,30 |
| 2 | 0,176 | 0,116 | 0,273 | 0,033 | 0,50 | 0,26 | 18,75 | |
| Общая масса обоих ЧХ, г | 1 | 0,724 | 0,325 | 1,025 | 0,115 | 0,02 | 0,10 | 15,89 |
| 2 | 0,353 | 0,224 | 0,530 | 0,065 | 0,40 | 0,07 | 18,70 | |
| Площадь правого ЧХ, мм2 | 1 | 13,05 | 7,20 | 19,30 | 2,092 | –0,10 | –0,10 | 16,01 |
| 2 | 8,11 | 5,40 | 11,40 | 1,172 | 0,13 | 0,04 | 14,45 | |
| Площадь левого ЧХ, мм2 | 1 | 12,93 | 7,10 | 18,50 | 2,089 | –0,17 | –0,24 | 16,16 |
| 2 | 8,11 | 5,40 | 11,40 | 1,172 | 0,13 | 0,04 | 14,45 | |
| Общая площадь обоих ЧХ, мм2 | 1 | 25,91 | 14,30 | 37,80 | 4,152 | –0,13 | –0,19 | 16,02 |
| 2 | 16,13 | 10,90 | 22,20 | 2,361 | 0,16 | –0,09 | 14,64 |
Условные обозначения. Пол: 1 — мужчина, 2 — женщина; M — средняя арифметическая; SD — стандартное отклонение; диапазон признака: min — минимальный, max — максимальный; коэффициенты: As — асимметрии, Ex — эксцесса, Vs — вариации.
Средние арифметические величины всех признаков у мужчин достоверно выше, чем у женщин (t-критерий от 15,2 до 27,8). То же самое касается стандартных отклонений, однако по F-отношению Фишера достоверные сдвиги ЧХ (5,209—3,074) наблюдаются только у признаков массы ЧХ (x9—x11) и площади (x12—x14).
Асимметрия распределения признаков в обеих совокупностях отсутствует (стандартная ошибка As у мужчин 0,15—0,16, у женщин 0,23—0,24). В мужской совокупности наблюдается эксцесс у признаков x3 и x7, свидетельствующий об островершинности, т.е. чрезмерном накоплении частот в центральных классах вариационной кривой (стандартная ошибка Ex у мужчин 0,30—0,32, у женщин 0,47—0,49). По величине безразмерных коэффициентов Cv признаки ЧХ x1—x8 имеют слабую вариацию (до 10%), признаки x9—x14 — среднюю вариацию (10—25%) [19].
Одноименные признаки ЧХ имеют тенденцию к большей величине Cv у женщин. Степень изменчивости линейных размеров ЧХ по коэффициентам вариации (у мужчин 6,20—9,28%, у женщин — 6,75—10,64%) очень близка к соматометрическим параметрам [18] и размерам длинных трубчатых костей верхней и нижней конечностей (у мужчин 6,99—9,62%, у женщин 6,24—11,14%) [19]. Отметим также совпадение по уровню вариаций массы ЧХ (16,0—19,21%) и массы тела в целом (13,33—18,43%).
Исследованные признаки ЧХ обнаруживают высокую корреляционную связь только с полом (от 0,775 до 0,830). Их взаимосвязь с возрастом и длиной тела практически отсутствует, кроме x12—x14 у мужчин (r=0,363—0,381). В связи с этим учет этих факторов при разработке диагностических моделей не обязателен. Признаки x4 и x8, судя по величине коэффициентов корреляции (r<0,7), для диагностики пола менее информативны (табл. 2).
Таблица 2. Коэффициенты корреляции морфометрических признаков ЧХ с факторами пола, возраста и длины тела человека
Table 2. Correlation coefficients of morphometric parameters of AC with human sex, age, and body length
| Признак | Пол | Мужчины | Женщины | ||
| возраст, годы | рост, см | возраст, годы | рост, см | ||
| Правый ЧХ | |||||
| Расстояние между верхушкой и мышечными отростками, мм | –0,784 | 0,238 | 0,228 | 0,042 | 0,090 |
| Расстояние между верхушкой и голосовыми отростками, мм | –0,825 | 0,133 | 0,189 | –0,048 | –0,007 |
| Расстояние между голосовым и мышечным отростками, мм | –0,803 | 0,178 | 0,201 | –0,006 | 0,107 |
| Поперечник суставной поверхности, мм | –0,627 | 0,163 | 0,140 | –0,048 | 0,042 |
| Левый ЧХ | |||||
| Расстояние от верхушки до мышечного отростка, мм | –0,775 | 0,265 | 0,195 | 0,004 | 0,107 |
| Расстояние от верхушки до голосового отростка, мм | –0,830 | 0,171 | 0,177 | –0,069 | –0,019 |
| Расстояние между голосовым и мышечным отростками, мм | –0,820 | 0,176 | 0,156 | 0,027 | 0,087 |
| Поперечник суставной поверхности, мм | –0,642 | 0,081 | 0,234 | –0,010 | 0,004 |
| Масса правого ЧХ, г | –0,795 | 0,123 | –0,043 | 0,132 | –0,135 |
| Масса левого ЧХ, г | –0,795 | 0,128 | –0,054 | 0,051 | –0,086 |
| Общая масса обоих ЧХ, г | –0,798 | 0,127 | –0,049 | 0,094 | –0,113 |
| Площадь правого ЧХ, мм2 | –0,779 | 0,363 | 0,054 | –0,046 | 0,058 |
| Площадь левого ЧХ, мм2 | –0,749 | 0,372 | 0,055 | 0,010 | 0,046 |
| Общая площадь обоих ЧХ, мм2 | –0,777 | 0,381 | 0,057 | –0,011 | 0,041 |
Одноименные признаки правого и левого ЧХ, например x1 и x5, x2 и x6 и т.д., имеют весьма высокую тесноту корреляционной связи (мужчины 0,8—0,9, женщины выше 0,9). Аналогичную взаимосвязь имеют признаки массы ЧХ (x9—x11) и площади (x12—x14). В других сочетаниях корреляция признаков, как правило, ниже среднего уровня.
Результаты исследования ЧХ соответствуют опубликованным результатам по щитовидному и перстневидному хрящам [11—13, 22, 23]:
— морфометрические признаки хрящей и гортани в целом обладают половым диморфизмом [3—5] и допускают судебно-медицинское определение половой принадлежности;
— средние арифметические значения признаков морфометрии хрящей у мужчин достоверно выше, чем у женщин;
— признаки морфометрии обнаруживают высокую коррелятивную связь с полом;
— одноименные право-левосторонние признаки хрящей имеют высокую (от 0,7 до 0,9) и очень высокую (более 0,9) тесноту корреляционной связи.
В порядке дискуссии обратим внимание на численность выборочных групп (мужчины/женщины) в некоторых публикациях: 35/35[9], 37/30 [10], 25/5 [22], 33/15 [23], 19/12[24] и оставим вопрос об их репрезентативности без комментариев.
Разработка статистически корректных диагностических моделей на основе малочисленных выборочных групп, по мнению Н.А. Плохинского [25], невозможна. В качестве примера, где соблюдены повышенные требования надежности безошибочных результатов, обратимся к работе [8]. На основе морфометрического исследования гортани от трупов взрослых немцев (мужских 235, женских 147) авторы разработали диагностическую модель, основанную на линейном дискриминантном анализе. Лучшее разделение полов из общего числа 23 признаков имели ширина пластинки щитовидного хряща, ширина перстневидного хряща и высота гортани. Точность правильной классификации пола составила 98,2%. Работоспособность модели протестирована на 50 случаях группы верификации. Точность результатов оказалась сопоставимой.
Выводы
1. Установлена возможность разработки методики судебно-медицинской диагностики половой принадлежности взрослых по признакам морфометрии ЧХ гортани.
2. Величина морфометрических признаков ЧХ взрослого человека не зависит от возраста и длины его тела.
3. Коэффициенты вариации морфометрических признаков ЧХ взрослого индивида (линейные, по массе и площади) по своей величине сходны с тотальными соматическими параметрами тела человека (длина, масса, окружность груди) и остеометрическими признаками длинных трубчатых костей.
4. Процесс возрастной минерализации хрящевой ткани у мужчин ведет к незначительному увеличению площади хрящей (r=0,362—0,384); у женщин такая особенность не зафиксирована.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.