rentradВестник рентгенологии и радиологииJournal of radiology and nuclear medicine0042-46762619-0478Limited Liability Company "LUCHEVAYA DIAGNOSTIKA", Russian Association of Radiologists10.20862/0042-4676-2014-0-5-49-53rentrad-49Research ArticleСтатьиКОНУСНО-ЛУЧЕВАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ПАЛЕОАНТРОПОЛОГИИCONE-BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY IN PALEOANTHROPOLOGYВасильевА. Ю.Vasil’evA. Yu.

д. м. н., чл.-корр. РАН, профессор, заведующий кафедрой лучевой диагностики

ул. Вучетича, 9а, Москва, 127206

MD, PhD, DSc, Corresponding member of Russian academy of sciences, Professor, Head of Chair of Radiology

ul. Vucheticha, 9а, Moscow, 127206

БужиловаА. П.BuzhilovaA. P.

д. ист. н., чл.-корр. РАН, директор 

ул. Моховая, 11, Москва, 125009

Dr. of Hist., Corresponding member of Russian academy of sciences, Director 

ul. Mokhovaya, 11, Moscow, 125009

ЕгороваЕ. А.EgorovaE. A.

д. м. н., профессор кафедры лучевой диагностики

ул. Вучетича, 9а, Москва, 127206

MD, PhD, DSc, Professor of Chair of Radiology

ul. Vucheticha, 9а, Moscow, 127206

МакароваД. В.MakarovaD. V.

ассистент кафедры лучевой диагностики

ул. Вучетича, 9а, Москва, 127206

Assistant of Chair of Radiology

ul. Vucheticha, 9а, Moscow, 127206

mdvmail@mail.ruБерезинаН. Я.BerezinaN. Ya.

инженер 

ул. Моховая, 11, Москва, 125009

Engineer 

ul. Mokhovaya, 11, Moscow, 125009

ЗоринаИ. С.ZorinaI. S.

ассистент кафедры лучевой диагностики

ул. Вучетича, 9а, Москва, 127206

Assistant of Chair of Radiology

ul. Vucheticha, 9а, Moscow, 127206

ХартановичВ. И.KhartanovichV. I.

к. ист. н., заведующий отделом антропологии 

Васильевский остров, Средний пр-т, 24, Санкт-Петербург, 199004

PhD in Hist. Sci., Head of Department of Anthropology 

Vasil’evskiy ostrov, Sredniy prospekt, 24, St. Petersburg, 199004

ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения РФРоссияA.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health of the RFRussian FederationНИИ и Музей антропологии им. Д.Н. Анучина ФБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияD.N. Anuchin Research Institute and Museum of Anthropology, M.V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГБУ «Музей антропологии и этнографии им. Петра Великого» (Кунсткамера) РАНРоссияPeter the Great Museum of Anthropology and Ethnography (Kunstkamera), Russian Academy of ScienceRussian Federation201428022016054953Copyright © Васильев А.Ю., Бужилова А.П., Егорова Е.А., Макарова Д.В., Березина Н.Я., Зорина И.С., Хартанович В.И., 20162016Васильев А.Ю., Бужилова А.П., Егорова Е.А., Макарова Д.В., Березина Н.Я., Зорина И.С., Хартанович В.И.Vasil’ev A.Y., Buzhilova A.P., Egorova E.A., Makarova D.V., Berezina N.Y., Zorina I.S., Khartanovich V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.russianradiology.ru/jour/article/view/49

Цель исследования – изучение возможностей конуснолучевой компьютерной томографии (КЛКТ) в оценке костной структуры при анализе антропологических находок.

Материал и методы

Материал и методы. При помощи КЛКТ проведена экспертиза 24 фрагментов костяков – останков солдат императорской армии Наполеона Бонапарта, погибших в военном госпитале Кенигсберга во время отступления из России во время войны 1812 г. Всего было исследовано 28 трубчатых костей с различными признаками заживления травм и 1 череп со следами челюстно-лицевой травмы. Кроме того, для анализа осложненного инфекционного процесса плечевой кости использован объект из палеопатологической коллекции Д.Г. Рохлина. КЛКТ выполнялась с индивидуальным подбором укладок, физико-технических условий и режимов сканирования в зависимости от анатомической принадлежности и размера фрагментов.

Результаты

Результаты. В ходе обработки полученных изображений в 65,5% (n = 19) случаев выявлялись переломы различных костей. У 20,7% образцов визуализировались признаки несросшихся переломов. В ходе постпроцессорной обработки изображений у 13,8% антропологических находок были выявлены консолидированные внутрисуставные переломы. В результате проведенного КЛКТ-исследования фрагментов костяков отмечены признаки осложненного сращения переломов костей. У 31% образцов установлен характер ранений. У 17,2% антропологических находок удалось детально охарактеризовать особенности ампутационной культи конечностей. В 51,7% случаев выявлены признаки перенесенных воспалительных заболеваний костей различного генеза, которые в 41,4% случаев были представлены линейными, луковичными и ассимилированными периостальными реакциями и достоверно определялись на КЛК-томограммах. В 31% фрагментов визуализировались секвестральные полости.

Заключение

Заключение. Полученные в результате КЛКТ изображения характеризуются высокой информативностью (от 7,5 до 10,6 пикселов/мм), оптимальным пространственным разрешением, четкостью и контрастностью. Программное обеспечение КЛКТ включает параметры и возможность постпроцессорной обработки изображений (построение панорамных и мультипланарных реконструкций, оценка плотностных характеристик тканей), позволяющих проводить анализ антропологического материала без их разрушения.

Objective

Objective: to study the capabilities of cone-bean computed tomography (CBCT) in estimating the bone structure when analyzing anthropological findings.

Material and methods

Material and methods. Twenty-four bone fragments (remains) of Napoléon Bonaparte Imperial Army soldiers who had died at a Königsberg military hospital during their retreat from Russia in the War of 1812 were examined by CBCT. A total of 28 tubular bones with different injury healing signs and a skull with maxillofacial trauma marks were investigated. Furthermore, an object from D.G. Rokhlin’s paleopathological collection was used to analyze a complicated humeral infectious process. CBCT was performed by individually selecting the scanning foldings, physicotechnical conditions and regimens in relation to the anatomic location and size of fragments.

Results

Results. Processing of the obtained images reveled fractures of different bones in 19 (65.5%) cases. The signs of ununited fractures were visualized in 20.7% of the samples. Image post-processing showed intraarticular consolidated fractures in 13.8% of the anthropological findings. The CBCT examination of bone fragments exhibited the signs of their fusion. A wound pattern was established in 31% of the samples. The specific features of a bone amputation stump could be characterized in detail in 17.2% of the anthropological findings. 51.7% of the cases were found to have signs of sustained bone inflammatory diseases of various genesis, which in 41.4% of them were presented by linear, bulbar, and assimilated periostal reactions and significantly detectable on CBCT scans. Sequestral cavities were imaged in 31% of the fragments.

Conclusion

Conclusion. The CBCT images are characterized by high informative value (from 7.5 to 10.6 pixels/mm), optimal spatial resolution, definition, and hardness. The software of CBCT involves the parameters and possible postprocessing of images (building of panoramic and mulplanar reconstructions, assessment of the density characteristics of tissues), which allow an analysis of anthropological material, by needlessly destroying them.

конусно-лучевая компьютерная томографиякостная структурапалеоантропологияcone-beam computed tomographybone structurepaleoanthropologyReferencesБужилова А.П., Березина Н.Я., Селезнева В.И. Новые находки из коллекции Рохлина: рентгенологический анализ образцов из палеопатологического фонда МАЭ РАН. Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН. http://www. kunstkamera.ru/lib/rubrikator/ 08/08_02/978-5-88431-238-8/ Buzhilova A.P., Berezina N.Ya., Selezneva V.I. New findings from the collection of Rokhlin: roentgenological analysis of samples from the Paleopatological Fund of MAE RAS. Eleсtronic Library of the Museum of Anthropology and Ethnography named after Peter the Great (Cabinet of curiosities), Russian akademy of sciences. http://www. kunstkamera.ru/lib/rubrikator/ 08/08_02/978-5-88431-238-8/ (in Russian).Бужилова А.П., Березина Н.Я., Селезнева В.И. Новые находки из коллекции Рохлина: рентгенологический анализ образцов из палеопатологического фонда МАЭ РАН. Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН. http://www. kunstkamera.ru/lib/rubrikator/ 08/08_02/978-5-88431-238-8/ Buzhilova A.P., Berezina N.Ya., Selezneva V.I. New findings from the collection of Rokhlin: roentgenological analysis of samples from the Paleopatological Fund of MAE RAS. Eleсtronic Library of the Museum of Anthropology and Ethnography named after Peter the Great (Cabinet of curiosities), Russian akademy of sciences. http://www. kunstkamera.ru/lib/rubrikator/ 08/08_02/978-5-88431-238-8/ (in Russian).Бужилова А.П., Потрахов Н.Н., Потрахов Е.Н., Грязнов А.Ю. Анализ маркеров эпизодического стресса методом микрофокусной рентгенографии (по антропологическим материалам эпохи каменного века). Биотехносфера. 2013; 2/26: 7–14. Buzhilova A.P., Potrakhov N.N., Potrakhov E.N., Gryaznov A.Yu. An analysis of markers of episodic stress with microfocus Х-ray method (on the anthropological materials of the stone age). Biotekhnosfera. 2013; 2/26: 7–14 (in Russian).Бужилова А.П., Потрахов Н.Н., Потрахов Е.Н., Грязнов А.Ю. Анализ маркеров эпизодического стресса методом микрофокусной рентгенографии (по антропологическим материалам эпохи каменного века). Биотехносфера. 2013; 2/26: 7–14. Buzhilova A.P., Potrakhov N.N., Potrakhov E.N., Gryaznov A.Yu. An analysis of markers of episodic stress with microfocus Х-ray method (on the anthropological materials of the stone age). Biotekhnosfera. 2013; 2/26: 7–14 (in Russian).Васильев А.Ю., Блинов Н.Н. (мл.), Егорова Е.А., Макарова Д.В., Горлычева Е.Г. Возможности применения современных методов лучевой диагностики в антропологии. В кн. Матер. научн.- практ. конфер. «Поволжские чтения». Саратов; 2013: 12–3. Vasil’ev A.Yu., Blinov N.N. (jr), Egorova Е.А., Makarova D.V., Gorlycheva Е.G. Application opportunities of modern X-ray diagnostics in anthropology. In: Mat. sci.- pract. konf. «Volga reading». Saratov; 2013: 12–3 (in Russian).Васильев А.Ю., Блинов Н.Н. (мл.), Егорова Е.А., Макарова Д.В., Горлычева Е.Г. Возможности применения современных методов лучевой диагностики в антропологии. В кн. Матер. научн.- практ. конфер. «Поволжские чтения». Саратов; 2013: 12–3. Vasil’ev A.Yu., Blinov N.N. (jr), Egorova Е.А., Makarova D.V., Gorlycheva Е.G. Application opportunities of modern X-ray diagnostics in anthropology. In: Mat. sci.- pract. konf. «Volga reading». Saratov; 2013: 12–3 (in Russian).Макарова Д.В. Новые возможности методов лучевой диагностики в антропологии. В кн.: Мат. Междунар. VI конф. «Невский радиологический форум-2013». СПб; 2013: 318. Makarova D.V. New opportunities of radiodiagnostics in anthropology. In: Mat. Int. VI konf.: «Neva Radiology Forum-2013». St. Petersburg. 2013: 318 (in Russian).Макарова Д.В. Новые возможности методов лучевой диагностики в антропологии. В кн.: Мат. Междунар. VI конф. «Невский радиологический форум-2013». СПб; 2013: 318. Makarova D.V. New opportunities of radiodiagnostics in anthropology. In: Mat. Int. VI konf.: «Neva Radiology Forum-2013». St. Petersburg. 2013: 318 (in Russian).Медникова М.Б. Кисть сунгирца (новые данные о строении трубчатых костей). Вестник Моск. универ. С. XXIII. Антроп. 2012; 4: 4. URL: http://www.antropos.msu.ru/ vestnic/12_4.html Mednikova M.B. The sungirc`s brush (new data about structure of tubular bones). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya XXIII. Antropologiya. 2012; 4: 4. URL: http:// www.antropos.msu.ru/vestnic/ 12_4.html (in Russian).Медникова М.Б. Кисть сунгирца (новые данные о строении трубчатых костей). Вестник Моск. универ. С. XXIII. Антроп. 2012; 4: 4. URL: http://www.antropos.msu.ru/ vestnic/12_4.html Mednikova M.B. The sungirc`s brush (new data about structure of tubular bones). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya XXIII. Antropologiya. 2012; 4: 4. URL: http:// www.antropos.msu.ru/vestnic/ 12_4.html (in Russian).Васильев А.Ю., Буланова И.М., Бужилова А.П., Медникова М.Б., Березина Н.Я. Микрофокусная рентгенография и спиральная рентгеновская компьютерная томография в распознавании изменений костной ткани у древних людей. Казанский медицинский журнал. 2010; 1: 44–8. Vasil’ev A.Yu., Bulanova I.M., Buzhilova A.P., Mednikova M.B., Berezina N.Ya. Microfocus radiography and spiral X-ray computed tomography in recognition of changes of bone tissue of ancient people. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2010; 1: 44–8 (in Russian).Васильев А.Ю., Буланова И.М., Бужилова А.П., Медникова М.Б., Березина Н.Я. Микрофокусная рентгенография и спиральная рентгеновская компьютерная томография в распознавании изменений костной ткани у древних людей. Казанский медицинский журнал. 2010; 1: 44–8. Vasil’ev A.Yu., Bulanova I.M., Buzhilova A.P., Mednikova M.B., Berezina N.Ya. Microfocus radiography and spiral X-ray computed tomography in recognition of changes of bone tissue of ancient people. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2010; 1: 44–8 (in Russian).Макарова Д.В., Егорова Е.А., Горлычева Е.Г., Блинов Н.Н., Васильев А.Ю., Бужилова А.П. Возможности современных методов лучевой диагностики в экспертной оценке антропологического материала. Совр. технол. в мед. 2014; 6 (1): 34–42. Makarova D.V., Egorova Е.А., Gorlycheva Е.G., Blinov N.N., Vasil'ev A.Yu., Buzhilova A.P. Opportunities of modern methods of X-ray diagnostics in the expert evaluation of anthropological material. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2014; 6 (1): 34–42 (in Russian).Макарова Д.В., Егорова Е.А., Горлычева Е.Г., Блинов Н.Н., Васильев А.Ю., Бужилова А.П. Возможности современных методов лучевой диагностики в экспертной оценке антропологического материала. Совр. технол. в мед. 2014; 6 (1): 34–42. Makarova D.V., Egorova Е.А., Gorlycheva Е.G., Blinov N.N., Vasil'ev A.Yu., Buzhilova A.P. Opportunities of modern methods of X-ray diagnostics in the expert evaluation of anthropological material. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2014; 6 (1): 34–42 (in Russian).De Froidmont S., Grabherr S., Vaucher P., De Cesare M., Egger C., Papageorgopoulou C. et al. Virtual anthropology: a comparison between the performance of conventional X-ray and MDCT in investigating the trabecular structure of long bones. URL: http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ 23153800.De Froidmont S., Grabherr S., Vaucher P., De Cesare M., Egger C., Papageorgopoulou C. et al. Virtual anthropology: a comparison between the performance of conventional X-ray and MDCT in investigating the trabecular structure of long bones. URL: http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ 23153800.Coopersmith H. How X-rays demystified a 2,500-year-old battle wound. LiveScience's Exp. Voices: Op-Ed & Insights. URL: http://www.livescience.com/37929- deadly-barbed-arrowhead-revealedby-xray.html.Coopersmith H. How X-rays demystified a 2,500-year-old battle wound. LiveScience's Exp. Voices: Op-Ed & Insights. URL: http://www.livescience.com/37929- deadly-barbed-arrowhead-revealedby-xray.html.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.