Nowoczesne metody identyfikacji ludzkich szczątków na podstawie zębów
Grafika wygenerowana przy pomocy Chat GPT.
W sytuacji, gdy ludzkie szczątki są w znacznym stopniu zdegradowane przez czas i niekorzystne czynniki środowiska zewnętrznego np. ogień, wodę, oddziaływania mechaniczne, zęby często okazują się być najlepiej zachowanym materiałem kostnym. Wynika to z ich twardej struktury, wysokiej odporności chemicznej oraz faktu, że często te niepozorne struktury ludzkiego organizmu zawierają ślady i cechy szczególne, wynikające przykładowo z przeprowadzonych zabiegów stomatologicznych. Identyfikacja na podstawie uzębienia jest kluczową procedurą w medycynie sądowej, a ostatnie lata przyniosły istotny postęp w metodach jej prowadzenia, od klasycznych porównań dentystycznych po wykorzystanie sztucznej inteligencji, czy nawet druku 3D! W tym artykule przedstawimy Wam kilka nowoczesnych metod identyfikacji szczątków opartych na analizie samego uzębienia.
Analiza anomalii dentystycznych
Jedną z najstarszych, a zarazem wciąż niezwykle skuteczną metodą identyfikacji szczątków jest analiza anomalii dentystycznych, z których wyróżnić można dodatkowe zęby, wady rozwojowe szkliwa, różnice w morfologii koron czy ubytki tkanek twardych. Te cechy, choć czasem subtelne, są z reguły unikalne dla danej osoby i mogą pełnić funkcję znacznika. Ich identyfikacja polega na zestawieniu cech obecnych w uzębieniu postmortem z dokumentacją stomatologiczną (np. zdjęcia RTG, notatki z leczenia, modele gipsowe) sporządzoną za życia denata. Szczególną rolę odgrywają także ślady po zabiegach stomatologicznych, takie jak wypełnienia, korony protetyczne czy aparaty ortodontyczne, które często różnią się materiałem, lokalizacją i kształtem. Metoda ta może prowadzić do pełnej identyfikacji zwłok, nawet jeśli nie zachowały się inne tkanki miękkie czy kości. Skuteczność metody przekracza 95%, jednak zależy od dostępności i jakości danych antemortem i jeśli ich brakuje, porównanie może być niepełne, a ryzyko błędu wzrasta.
Mikro CT czyli mikrotomografia komputerowa oraz chemometria wspomagana AI
Jedną z najbardziej zaawansowanych technologii stosowanych we współczesnej identyfikacji dentystycznej jest mikrotomografia komputerowa (micro-CT), która umożliwia uzyskanie trójwymiarowych obrazów zębów z bardzo wysoką rozdzielczością. W odróżnieniu od tradycyjnych zdjęć RTG, micro-CT pozwala na analizę nie tylko powierzchownych tkanek zęba, ale także jego wewnętrznej struktury, w tym przebiegu kanałów korzeniowych czy wzorów mineralizacji zębiny. W połączeniu z chemometrią, czyli statystyczną analizą składu chemicznego tkanek, metoda ta dostarcza niezwykle precyzyjnych danych dotyczących wieku, diety czy środowiska życia identyfikowanych zwłok. Co więcej, nowoczesne badania pokazują, że dane z micro-CT mogą być automatycznie analizowane przez algorytmy sztucznej inteligencji, które porównują uzyskane skany z bazami danych antemortem lub generują predykcje dotyczące tożsamości. Choć metoda ta jest bardzo precyzyjna, jej ograniczeniem jest dostępność kosztownego sprzętu oraz potrzeba wysokiego poziomu ekspertyzy analitycznej. W badaniach skuteczność metody szacowana jest na ponad 95%, przy niskim poziomie błędu, o ile skany nie są zakłócone przez uszkodzenia mechaniczne lub substancje obce.
Intraoral scanning – skanery wewnątrzustne
Wprowadzenie intraoral scannerów do praktyki medycyny sądowej stanowi nowy etap w digitalizacji autopsji stomatologicznych. Skanery te, dotychczas używane głównie w gabinetach stomatologicznych, umożliwiają wykonanie dokładnych trójwymiarowych modeli jamy ustnej oraz zębów bez potrzeby ich fizycznego odcisku. W kontekście postmortem urządzenia te pozwalają na szybkie i nieinwazyjne pozyskanie danych, które mogą być przechowywane cyfrowo, porównywane z modelami antemortem lub analizowane przy użyciu sztucznej inteligencji. Skanery są szczególnie użyteczne w terenie (np. przy mogiłach zbiorowych) oraz w identyfikacji transgranicznej, gdy specjaliści z różnych krajów mogą zdalnie analizować te same dane. Dokładność pomiarów skanerów jest bardzo duża, jednak efektywność może być ograniczona w przypadku znacznego uszkodzenia tkanek, przemieszczenia zębów lub występowania tkanek miękkich zakrywających uzębienie.
Cyfrowa rekonstrukcja zębów z fragmentów za pomocą druku 3D
W przypadkach, gdy zęby zostały uszkodzone, rozbite lub zachowały się tylko fragmentarycznie, tradycyjne metody identyfikacyjne stają się trudne lub niemożliwe. Jednak z odsieczą przychodzi nowoczesna technologia cyfrowej rekonstrukcji, która pozwala odtworzyć kształt zęba, nawet z drobnych fragmentów. Proces rozpoczyna się od dokładnego skanowania szczątków z użyciem skanerów 3D, a następnie odtworzenia brakujących części przy użyciu modelowania komputerowego i technologii druku 3D. Takie podejście umożliwia ocenę cech morfologicznych zęba w stanie zbliżonym do pierwotnego, co może posłużyć zarówno do identyfikacji, jak i rekonstrukcji twarzy w badaniach sądowo-antropologicznych. Skuteczność metody jest wysoka, jeśli zachowa się co najmniej 50% struktury zęba, wówczas dokładność rekonstrukcji może sięgać nawet do 90%. Głównym ograniczeniem tej metody jest natomiast deformacja fragmentów lub ich znaczna mineralna degradacja.
Biometryczna analiza zębów przy użyciu sztucznej inteligencji do oszacowania wieku i płci
Coraz większe znaczenie w identyfikacji biologicznego profilu osoby ma analiza cech zębowych przy użyciu modeli sztucznej inteligencji. Nowoczesne badania pokazują, że określone wymiary i proporcje zębów np. wysokość korony zębowej, wskaźniki CPCH (ang. Crown-Pulp Chamber Height) czy TCI (ang. Tooth-Coronal Index) są silnie skorelowane z wiekiem i płcią, co daje możliwość identyfikacji tych cech. Dane te mogą być automatycznie przetwarzane ze zdjęć lub skanów, a następnie analizowane przez modele ,,machine learning” (np. XGBoost, Random Forest), które z dużą dokładnością klasyfikują próbkę. Metoda ta może osiągać skuteczność do 92% przy określaniu płci i ok. ±5 lat w szacowaniu wieku. Jednocześnie należy pamiętać, że dane analizowane przez AI mogą być zaburzone np. przez stan zdrowia czy nienormatywny rozwój uzębienia.
Reasumując, nowoczesne metody identyfikacji szczątków na podstawie uzębienia wskazać mogą na dynamiczny rozwój interdyscyplinarnej współpracy pomiędzy stomatologią, antropologią, informatyką oraz inżynierią materiałową. Każda z opisanych technik, od analizy morfologicznej, przez mikrotomografię i intraoral scanning po algorytmy uczenia maszynowego, wnosi unikalną cegiełkę w proces identyfikacji ludzkich szczątków i zwłok. Choć każda z metod ma swoje ograniczenia, to ich komplementarne zastosowanie znacząco zwiększa szanse na skuteczną identyfikację nawet w przypadku fragmentarycznych, zniszczonych szczątków. W obliczu rosnącej liczby katastrof masowych, kryzysów humanitarnych i ekshumacji historycznych, rola uzębienia jako trwałego nośnika tożsamości zyskuje nowe, kluczowe oblicze.
Literatura:
Adserias‑Garriga J., Rettger J., Hostetler S. D. 2024. Principles in Identification of Human Remains through Forensic Odontology, Perspectives in Legal and Forensic Sciences, 1(1):10006, DOI:10.70322/plfs.2024.10006
Jani G., Johnson A., Garriga J. A., Pandey A. 2022. Digital Reconstruction of Fragmented Tooth Remains in Forensic Context, Forensic Sciences Research, 7(1):88-93, DOI:10.1080/20961790.2020.1737462
Thurzo A., Jančovičová V., Hain M., Thurzo M., Novák B., Kosnáčová H., Lehotská V., Varga I., Kováč P., Moravanský N. 2022. Human Remains Identification Using Micro‑CT, Chemometric and AI Methods in Forensic Experimental Reconstruction of Dental Patterns after Concentrated Sulphuric Acid Significant Impact, Molecules, 27(13):4035, DOI:10.3390/molecules27134035
Nuzzolese E., Torreggianti M. 2024. Improving Postmortem Dental Profiling: The Integration of Intraoral Scanners in Dental Autopsies, Perspectives in Legal and Forensic Sciences, 1
Ali M., Raza H., Gan J. Q., Pokhojaev A., Katz M., Kosan E., Wahjuningrum D. A., Saleh O., Sarig R., Chaurasia A. 2024. An Explainable Machine Learning Approach for Age and Gender Estimation in Living Individuals Using Dental Biometrics, arXiv, 2411.08195.
Puri P., Shukla S. K., Haque I. 2019. Developmental Dental Anomalies and Their Potential Role in Establishing Identity in Post‑Mortem Cases: A Review, Medical & Legal Journal, 87(1):13-18, DOI:10.1177/0025817218808714
