布魯克超短TE磁共振成像技術可用于基于人體牙齒的法醫(yī)學年齡推測

難民是指為逃離本國境內的戰(zhàn)爭、暴力或迫害，跨境到另一個國家尋求安全庇護的人。難民接納國需要根據(jù)難民的年齡，遵循相應的程序。然而，難民離家時攜帶物品通常較少，極少會攜帶年齡證明（例如，出生證明）。因此，相關法院和政府當局通常需要進行法醫(yī)學年齡推測（FAE），以確保依法行事。
在法醫(yī)學年齡推測（FAE）過程中，需要對個人牙齒的特定方面進行檢測，并將測定結果與參考值進行比對。牙齒發(fā)育大多于13歲完成。第三磨牙（智齒）萌出發(fā)生在17-21歲之間，但并非每個人都會萌生智齒。因此，F(xiàn)AE所關注的通常是牙齒退化特征。
 
次生牙本質的形成
牙齒由牙釉質、牙骨質和牙本質這三個硬組織以及牙髓這個軟組織組成。成牙本質細胞位于軟牙髓和硬牙本質之間，負責生成牙本質。牙本質有三種類型：第一期原發(fā)性、第二期繼發(fā)性和第三期。第一期原發(fā)性牙本質于牙齒萌出之前形成，第二期繼發(fā)性牙本質于牙齒萌出之后形成，因為牙齒隨著年齡增長而逐漸發(fā)育，第三期牙本質則于創(chuàng)傷后形成。
第二期繼發(fā)性牙本質會加入到面向牙髓的牙本質中，使牙髓腔的體積在人的一生中逐漸縮小。此外，與第三期牙本質不同，第二期繼發(fā)性牙本質不受外部因素（例如，創(chuàng)傷）的影響。因此，檢測牙髓體積是FAE中的一種常用方法。
 
利用MRI技術檢測牙髓萎縮情況
使用錐束計算機斷層掃描（CBCT）技術來檢測牙髓體積的做法在相關報道中已屢見不鮮。通過該技術生成的三維數(shù)據(jù)集可用于重建牙齒結構。然而，在CBCT檢測過程中，被檢測者需要暴露于高輻射環(huán)境。近年來，無輻射的磁共振成像（MRI）技術的普及給FAE帶來曙光，但挑戰(zhàn)仍然存在，因為牙齒等堅硬結構含水量低，導致T2弛豫時間超短，故難以進行分析。
超短回波時間（UTE）MRI這一相對較新的技術有望克服這一難題，因為該技術能夠在很短的弛豫時間（低至40µs）下，對物質進行表征。實踐證明，該技術可實現(xiàn)以相對較高的空間分辨率和高信噪比，對皮質骨等硬組織進行分析。德國明斯特大學醫(yī)院的一組研究人員使用布魯克的超高場9.4 T Biospec 94/20 MRI波譜儀，對人體拔牙進行了分析，以確定FAE過程是否適用超短TE磁共振成像方法。
 
利用超短TE磁共振成像技術，生成高質量的牙齒硬組織及軟組織數(shù)據(jù)
在牙科成像中，圖像質量是最重要的參數(shù)之一，因為研究人員通常需要對一些微小細節(jié)進行識別。本次研究實現(xiàn)了66μm³的平面內空間分辨率——與CBCT的分辨率相當。在這種高空間分辨率下，研究人員得以將軟牙髓至根尖孔的部分與其他牙齒組織和樣品包埋材料區(qū)分開來，從而獲得切牙、尖牙、前磨牙和磨牙這四類人體牙齒的細節(jié)圖像。
通過半自動分割并基于不同強度的MRI數(shù)據(jù)集結構，研究人員可進行三維重建，從而計算出這四類人體牙齒的牙髓體積。此次分析還表明，牙髓（尤其是根髓）可能存在多種不同的形式，并可能在根管內發(fā)生分離和聚合。
 
超短TE磁共振成像技術可用于FAE
上述數(shù)據(jù)表明，超短TE磁共振成像技術有望以較高的空間分辨率實現(xiàn)牙齒的三維成像，以及對各種不同牙齒的牙髓體積進行量化。然而，此次研究的樣本量很小，僅對四顆人體牙齒進行了分析。因此，我們計劃在后續(xù)研究中擴大樣本量，以測試此方法（結合參考庫）能否測定牙齒年齡。
此外，超短TE磁共振成像技術可能存在的局限在于，臨床環(huán)境中的磁共振場強目前只能達到7 T，因此超短TE磁共振成像尚未全面普及。然而相比于CBCT，超短TE磁共振成像技術在無輻射分析方面具有顯著優(yōu)勢，同時，鑒于此次研究提供了一系列非常具有前景的初步數(shù)據(jù)，因此，該技術有可能成為未來FAE的首選常規(guī)方法。
 
全面的法醫(yī)學解決方案組合
布魯克為法醫(yī)學分析提供了最全面的解決方案組合——包括鑒定和量化麻醉品及興奮劑、化學戰(zhàn)劑、表征爆炸物、檢測食品欺詐、識別藝術品及文件偽造、環(huán)境取證（包括廢棄物分析），以及犯罪現(xiàn)場調查（例如，玻璃、纖維和槍彈殘留物分析）。布魯克的技術不僅應用于日常的例行分析，還被用于開發(fā)和改進本研究案例所述的其他新方法。布魯克的使命是幫助執(zhí)法部門針對法律程序生成連貫、可靠的數(shù)據(jù)，從而讓社會更加安全。
作為磁共振分析解決方案的領先研發(fā)企業(yè)，布魯克服務于40多個國家的警署、海關，以及聯(lián)邦級、州級實驗室和邊境管控實驗室的數(shù)百個客戶，為其提供豐富的高性能落地式磁共振系統(tǒng)，以及易操作的臺式自動化磁共振系統(tǒng)。

參考文獻

• Timme, M., et al. (2020). Evaluation of Secondary Dentin Formation for Forensic Age Assessment by Means of Semi-automatic Segmented Ultrahigh Field 9.4 T UTE MRI Datasets. International Journal of Legal Medicine. https://doi.org/10.1007/s00414-020-02425-7.