Identification médico-légale: détermination de l'âge osseux par ...

Identification médico-légale:
détermination de l’âge osseux
par étude tomodensitométrique
de la paroi thoracique
antérieure
Y.Thouvenin (1), S.Veron(1), A.Léautaud (1),
G.Mac (1), S.Cardini (1), F.Vitry (2),
C.Marcus (1)
1: Service d’Imagerie Hôpital Robert Debré- CHU REIMS
2: Unité d’Aide Méthodologique- CHU REIMS

Introduction
• Chez l’enfant, la détermination de l’âge
osseux est une pratique clinique
quotidienne
– Plusieurs méthodes radiologiques sont
connues et bien codifiées
– Fondées sur la chronologie d’apparition des
noyaux d’ossification, ou encore sur la
chronologie de l’éruption dentaire
– Il s’agit, de façon moins fréquente, d’une
pratique médico-légale

Introduction
• Chez l’adulte, en dehors de l’anthropologie, il
s’agit d’un problème spécifiquement médicolégal,
principalement pour l’identification de
cadavre
• Pour cela, on utilise classiquement des
méthodes anthropométriques [1-8]: synostoses
crâniennes, la symphyse pubienne, les dents, la
surface articulaire antérieure de la 4ème côte,
les clavicules ou encore le degré d’arthrose,
notamment rachidienne

Introduction
• D’un point de vue radiologique, plusieurs auteurs se
sont intéressé aux modifications de l’aspect du
plastron sterno-costal avec l’âge, et notamment à
l’apparition des calcifications au niveau des
cartilages costaux [9-19]
• Parmi les publications les plus anciennes on peut
citer celle de Rist, Gally et Trocmé (1928) [9], ou
encore celle de King (1939) [11]
• Il s’agissait d’analyser des radiographies de
plastrons sterno-costaux obtenus au décours
d’autopsies, ou encore de simples radiographies
thoraciques de face

Objectifs
• Étudier la fiabilité d’une méthode de
détermination de l’âge osseux, à
partir du plastron sterno-costal, par
reconstructions multiplanaires
(MPR) de la paroi thoracique
antérieure en scanner hélicoïdal
multicoupes

Matériels et méthodes
population
• 440 sujets féminins et masculins âgés de 10 à 97 ans,
caucasiens, ayant bénéficié d’un scanner thoracique entre
Janvier 2005 et Août 2007 (Tableau 1)
• Les indications des scanners sont très variées, correspondant à
l’activité normale d’un service de radiologie
• Ont été exclus les sujets présentant des antécédents pouvant
interférer dans l’interprétation des résultats (fractures et
luxations, sutures métalliques de sternotomie, maladies
hyperostosantes, métastases…)
• L’avantage de la technique d’obtention des images est la
constitution d’un échantillon de répartition homogène, avec un
nombre similaire de sujets par tranche d’âge et par sexe. Intérêt
notamment pour les sujets jeunes et les sujets de sexe féminins,
moins bien représentés dans la population des patients
bénéficiant d’un scanner thoracique

Matériels et méthodes
population: tableau 1
Répartition des sujets
par tranches d’âge de 10 ans
10
20
30
40
50
60
70
80
90
19
29
39
49
59
69
79
89
99
F
(n)
18
32
31
31
33
27
23
11
1
H
(n)
34
30
31
31
33
31
34
9
-
Plus précisément, chaque âge donné comporte de 1 (0.2%) à 11 sujets (2.5%)

Matériels et méthodes
population
• Ainsi, l’échantillon comprenait
– 207 femmes (47 %)
• Age moyen: 47,35 ans. Ecart type: 20,15 ans
• Ages extrêmes: 12-97 ans
– 233 hommes (53%)
• Age moyen: 46,37 ans. Ecart type: 21,52 ans
• Ages extrêmes: 10-87 ans
• Total de l’échantillon: 440 sujets
– Age moyen: 46,83 ans. Ecart type: 20,87 ans
– Ages extrêmes: 10-97 ans

Matériels et méthodes
technique
• Utilisation des scanners thoraciques enregistrés sur
le réseau d’images (PACS) du CHU de Reims
• Obtention du plastron sterno-costal de chaque
patient par reconstructions multiplanaires (MPR)
dans des plans frontaux obliques, et sagittal
• Plastron sterno-costal: extrémité antérieure des
côtes et des clavicules, articulations costochondrales,
cartilages costaux, articulations sternochondrales
et sternum

Matériels et méthodes
technique
• Paramètres d’acquisition:
– Scanner Somatom Sensation 16 Siemens:
• 120 Kv
• ~120 mAs (adapté à la corpulence du patient)
• 16x 0.75 mm
• Pitch= 1.5
• Filtre B30 s moyen lisse
• Fenêtre médiastinale
• Coupes de 1 ou 3 mm (selon l’indication du
scanner et la disponibilité sur le réseau)

Matériels et méthodes
technique
• Paramètres d’acquisition:
– Scanner Somatom Sensation 64 Siemens:
• 120 Kv
• ~120 mAs (adapté à la corpulence du patient)
• 64x 0.6 mm
• Pitch= 1.4
• Filtre B31 f moyen lisse +
• Fenêtre médiastinale
• Coupes de 1 ou 3 mm (selon l’indication du
scanner et la disponibilité sur le réseau)

Matériels et méthodes
technique
• Reconstructions MPR:
– Réalisées par un radiologue avec le logiciel
Voxar Interface 4.9.6 R2 AGFA Healthcare
– Reconstructions en coupes épaisses d’environ 25
à 80 mm
– Frontales obliques dans le plan du sternum,
adaptables au besoin à la morphologie de la cage
thoracique, le but étant d’obtenir successivement
une vue d’ensemble du plastron sternal, puis une
vue centrée sur le sternum et les articulations
chondro-sternales

Matériels et méthodes
• Reconstructions MPR:
technique
– La vue centrée, avec des coupes reconstruites
moins épaisses, permet par ailleurs de
s’affranchir dans la majorité des cas de la
projection des cavités cardiaques en cas
d’examen réalisé avec injection
– Le fenêtrage, réalisé également par un
radiologue, est de type osseux, adapté au cas
par cas afin de permettre une analyse
satisfaisante de la trame osseuse et des
éventuelles calcifications

Exemple: garçon de 13 ans
Vue d’ensemble
Reconstructions MPR vue
frontale
Vue centrée

Matériels et méthodes
technique
• Reconstructions MPR:
–Sagittale en coupe fine centrée sur
le sternum, afin d’avoir une
information supplémentaire sur
l’importance de la fusion des
diverses pièces sternales, et à
moindre degré sur l’importance de
la raréfaction trabéculaire osseuse

Exemple: garçon de 13 ans
Reconstruction
MPR vue
sagittale

Matériels et méthodes
analyse des plastrons
• Estimation de l’âge osseux d’après la méthode de
G.Fully et A.Dehouve [14], modifiée par V.Hazebroucq
– Méthode initialement mise au point à partir de
l’analyse radiographique de 120 plastrons sternocostaux,
dans les années 60
• Un entraînement avait été effectué avant l’étude
proprement dite
– Estimation de 131 plastrons avec vérification
immédiate
– Entraînement réalisé 6 mois avant l’étude afin d’éviter
toute reconnaissance éventuelle de certains cas

Matériels et méthodes
analyse des plastrons
• Chaque plastron a été visualisé sur
console par un radiologue qui leur a
attribué une valeur de 1 à 11 selon la
tranche d’âge estimée (comme détaillé ciaprès)
– Les plastrons étaient rendus anonymes
–Seul le sexe était connu

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• 1: de 10 à 19 ans
– Sternum (S): pièces non soudées
– Articulations sterno-chondrales (ASC): os sous-chondral non
densifié
– Articulations chondro-costales (ACC): pas de densification de
l’extrémité antérieure de la côte qui est plane
• 3: de 20 à 29 ans
– S: les pièces se soudent de bas en haut; la ligne de fusion
reste visible
– ASC: os sous-chondral densifié, différent de la corticale non
articulaire voisine
– ACC: la facette costale devient plus nette, encore plane

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• 5: de 30 à 39 ans
–S: la ligne de fusion reste parfois visible
– ASC: facette sternale en cupule anguleuse. Fines
calcifications au bord inférieur, voir à la face
articulaire du cartilage
–ACC: facette costale dense, très concave
• Homme: régulière +/- calcifications marginales
inférieures
• Femmes: irrégulière +/- calcifications centrales
du cartilage (surtout les dernières paires)

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• 7: de 40 à 49 ans
–S: ligne de fusion rarement visible
– ASC: très anguleuses, en « V ». Calcifications du
cartilage, pratiquement constantes au bord inférieur,
voire à la facette articulaire
–ACC: très irrégulières, anfractueuses, vont fusionner
avec le cartilage ossifié
• Homme: calcifications surtout marginales
• Femme: fines calcifications marginales et
centrales. Ostéopénie de l’extrémité antérieure des
côtes

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• 9: de 50 à 59 ans
–S: le corps est homogène, faiblement
déminéralisé chez la femme
– ASC: ossification quasi-constante de la facette
cartilagineuse (supérieure à celle de l’ACC)
–ACC: progression de l’ossification du cartilage
• Homme: surtout marginale
• Femme: grosses calcifications centrales « en
mottes » et ostéopénie des côtes

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• 11: 60 ans et plus
–S: fortement déminéralisé chez la femme. Corps
parfois soudé au manubrium
– ASC: ossification nette des cartilages, parfois fusion
de l’articulation
–ACC: de moins en moins visible, le cartilage très
ossifié prolongeant la côte
• Homme: calcifications marginales denses
• Femme: calcifications en mottes très denses,
tranchant sur l’aspect estompé de l’extrémité
antérieure des côtes

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• Ainsi, chaque valeur correspond par
définition à une tranche d’âge de 10 ans
• En cas d’hésitation entre 2 tranches d’âges
successives, il nous est apparu intéressant
de pouvoir affecter au plastron une valeur
intermédiaire
– ex: hésitation entre 3 (20-29 ans) et 5
(30-39 ans) => cotation en 4 (25-34 ans)

Matériels et méthodes
critères utilisés pour l’estimation
• On obtient alors les valeurs
–2: de 15 à 24 ans
–4: de 25 à 34 ans
–6: de 35 à 44 ans
–8: de 45 à 54 ans
–10: de 55 à 64 ans

Matériels et méthodes
analyse des résultats
• Présentation des résultats sous la
forme d’un tableau de concordance
général
• Du fait d’un chevauchement des catégories
d’âge osseux estimé (un sujet de 37 ans peut
être classé dans la catégorie 5: 30-39 ans
comme 6: 35-44 ans), et pour favoriser la
simplicité de la présentation, le calcul du kappa
n’est pas réalisé

Résultats
exemple d’estimation juste
s
ACS
Garçon de 13 ans.
Estimation: 1 (10-19 ans)
ACC

Résultats
exemple d’estimation juste
s
ACS
Femme de 77 ans.
Estimation: 11 (60-99)
ACC

Résultats
exemple d’estimation erronée
s
ACS
Homme de 39 ans.
Estimation: 10 (55-65 ans)
ACC

Résultats
pourcentage de sujets classés dans chacune
des catégories prédéfinies
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Résultats
concordance entre l’âge osseux estimé et l’âge
réel
• Le tableau 2 ci-après détaille l’estimation de
l’âge osseux des différents sujets de
l’échantillon rangés par classes d’âge de 5
ans
– Figurent en vert les estimations justes
– Figurent en orange les estimations fausses
à une catégorie près (par exemple sujet
dont l’âge est compris entre 35 et 39 ans,
et dont l’estimations est 40-49 ans)

61
13
16
5
9
1
65-99
9
3
2
5
9
1
2
60-64
9
7
4
5
8
1
1
55-59
7
1
9
3
6
4
1
50-54
4
7
3
8
9
4
45-49
2
3
6
4
7
3
1
1
40-44
1
1
3
5
3
10
3
1
35-39
2
1
2
4
13
6
5
2
30-34
1
1
4
8
7
7
1
25-29
1
1
10
5
10
4
2
20-24
1
3
5
4
20
15-19
1
18
10-14
AGE REEL (en années)
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
ESTIMATION

Résultats
concordance entre l’âge osseux estimé et l’âge
réel
• On obtient 214 estimations justes (48%)
• En pratique on considèrerait comme juste
une estimation de 20-29 ans attribuée à
un sujet de 30 ans (par exemple). Cela
concerne 7 sujets de notre étude. On
obtiendrait alors 221 estimations justes
(50,2%)

Résultats
difficultés rencontrées
• Une des difficultés consiste à ne pas intégrer dans les
reconstructions MPR des éléments denses situés à
proximité voir au contact du plastron, principalement:
– En arrière: les cavités cardiaques si l’acquisition est
réalisée avec injection,ou d’éventuelles plaques
pleurales
– En avant: les diverses électrodes, sondes ou
cathéters, voir certaines circulations collatérales ou
encore les mains…
• En fait, seuls quelques cas sur plus de 400 ont posé de
réels problèmes, rendant le plastron impropre à l’analyse

Exemples
ELECTRODES
CIRCULATION VEINEUSE COLLATERALE

Discussion
• Notre étude, fondée sur l’analyse de
reconstructions MPR de plastrons sternocostaux
à partir de scanners thoraciques
multicoupes, met en évidence une fiabilité
moyenne de la méthode employée pour
déterminer l’âge osseux
• Plusieurs éléments peuvent expliquer ces
résultats

Discussion
• Moins bonne résolution spatiale des reconstructions
MPR comparativement à celle de la radiographie
conventionnelle
• Ceci pouvant potentiellement gêner voire rendre
impossible la détection et l’analyse des calcifications les
plus fines
• Cet élément est d’autant plus vrai que, si plusieurs
plastrons ont pu être reconstruits à partir de coupes
millimétriques, la plupart l’on été à partir de coupes de 3
mm
– Ci-après un exemple de reconstructions MPR chez un même
sujet, à partir de coupes de 1 puis 3 mm

Exemple
vue d’ensemble
A PARTIR DE COUPES DE 1 MM
A PARTIR DE COUPES DE 3 MM

Discussion
• Les critères employés pour la détermination des tranches
d’âge
– Établis initialement dans les années 60: certains de ces critères
ne sont probablement plus tout à fait adaptés à la population
actuelle
• L’espérance de vie a beaucoup augmenté depuis cette
époque, avec ainsi beaucoup plus de sujets d’âge avancé
• Les modes de vie et l’alimentation ne sont plus les mêmes
• La fréquence de certaines affections a également pu évoluer
• L’âge d’apparition et l’importance des signes d’ostéoporose
sont probablement différents
– Ne précisent pas quelle côte ou groupe de côtes doit être
analysé prioritairement, alors que l’on observe une variation
importante de l’aspect des différentes côtes chez un même sujet

• L’échantillon
Discussion
– Au-delà de 65 ans il n’existe qu’une seule cotation de
l’âge osseux. La présence de sujets d’âge avancé
peut ainsi améliorer les résultats de l’étude
• L’analyse des plastrons
– Probablement facilitée par la connaissance préalable
du sexe: si celui-ci est souvent déterminé par ailleurs,
il existe des situations cliniques où il n’est pas connu;
et même si les méthodes de détermination du sexe
par l’étude du plastron sternal sont réputées fiable,
elles sont grevées d’un nombre important de sujets
indéterminés

Discussion
• Finalement, et c’est certainement le point le plus
important: contrairement aux modifications
visualisées lors de la croissance de l’enfant,
l’involution liée à la sénescence chez l’adulte est
moins constante, plus difficile à codifier
• Celle-ci peut être modifiée par des facteurs
génétiques [12], environnementaux [13] ou encore
par certaines affections [10]
• Il existe ainsi une importante variabilité interindividuelle
et entre les hommes et les femmes,
comme cela a déjà été noté par plusieurs auteurs
[11,16,18,19]

Discussion
• Néanmoins, cette méthode présente plusieurs
avantages :
– Rapidité et facilité de mise en œuvre
• Il n’est pas nécessaire, sur le cadavre, de débarrasser le
plastron sterno-costal des parties molles environnantes
• Il n’est pas nécessaire de disposer d’un plateaux technique
important comme pour les méthodes biologiques, et
l’interprétation ne nécessite pas de formation spécialisée
– Utilisable sur le vivant comme sur le mort
– Facilité de stockage, possibilité de constitution de
banques d’images réutilisables pour des analyses
ultérieures

Discussion
intérêt des vues sagittales
• L’utilisation des reconstructions sagittales n’est
pas apparue être d’un apport déterminant:
– La fusion (ou l’absence de fusion) des pièces
sternales est visible dans la grande majorité des cas
sur les reconstructions frontales. Ce critère étant par
ailleurs d’un intérêt limité, et n’est applicable qu’aux
toutes premières tranches d’âge
– La raréfaction trabéculaire est assez mal appréciée,
et ne semble présenter également qu’un intérêt limité

Conclusions
• Comme les autres méthodes existantes,
l’analyse de reconstructions MPR du
plastron sternal montre une fiabilité
moyenne dans la détermination de l’âge
osseux
• Néanmoins, elle présente une simplicité
de mise en œuvre et d’interprétation qui la
rendent tout à fait intéressante

Conclusions
• Elle peut ainsi être utile si on ne dispose
que de restes humains partiels
• L’association de différentes techniques,
dès que cela est possible reste bien sûr la
règle
• Intérêt du développement d’une méthode
de quantification ou de reconnaissance
assistée par ordinateur qui rendrait
l’analyse moins subjective

Références
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Determination of Skeletal Age at Death Based on the Lateral-Anterior Sutures. American
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Vol.41, pp. 45-54
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6. Iscan YM, Loth SR, and Wright RK. Age Estimation from the Rib by Phase Analysis: White
Females. J Forensic Sci. July 1985, Vol.30, pp. 853-863
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9. Rist E, Gally L, Trocmé C. L’ossification des cartilages costaux dans l’espèce humaine; étude
d’anatomo-radiologie statistique. Presse méd. 1928, pp.641 et 644
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Roentgenol. And Radium Therapy 1929, 21: 44-47

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15. Fischer E, cited by Semine AA, Damon A. Costochondral ossification and aging in five
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16. McCormick WF. Mineralization of the Costal Cartilages as an Indicator of Age: Preliminary
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17. Stewart JH, and McCormick WF. A Sex and Age Limited Ossification Pattern in Human Costal
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18. McCormick WF and Stewart JH. Age Related Changes in the Human Plastron: A
Roentgenographic and Morphologic study. J Forensic Sci., JFSCA, Jan. 1988, Vol. 33, No. 1,
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19. Barres R, Durigon M, Paraire F. Age estimation from quantification of features of « chest
plate » X-rays. J Forencic Sci. 1989, 34:228-33

Remerciements
• A Vincent Hazebroucq pour ses conseils avertis
et le partage de ses connaissances sur cette
méthode spécifique