法医学活体年龄评估是当前国内外法医人类学学者研究的难点和热点问题之一，也是我国法医临床学鉴定的重要内容之一。《法医学活体年龄研究前沿》从纵、横结合角度详细介绍了法医学骨龄、法医学牙龄、分子生物学年龄以及基于同位素检测、骨密度检测、超声检测等多维度、多视角技术手段的法医学活体年龄研究前沿；全面阐述了法医学活体骨龄评估由传统人工方法迈向人工智能时代的新研究动态及人工智能技术在法医学研究领域中的应用前景；高度展望了法医学活体年龄鉴定标准化建设的问题及对策。

目录
第一章绪论001
第一节法医学活体年龄推断研究进展001
一、概述001
二、研究方法与进展001
第二节法医影像技术007
一、X线技术007
二、CT技术010
三、磁共振成像技术016
四、超声技术018
五、骨密度技术022
六、放射性核素显像技术024
第三节活体年龄研究指标027
一、骨的形态变化027
二、骨的组织学变化030
三、骨骺发育指标031
四、牙齿指标032
五、分子生物学指标034
第四节年龄与法庭审判036
一、相关法律法规037
二、未成年人刑事责任能力040
三、成年人刑事责任能力043
四、老年人刑事责任能力044
第五节影响骨发育的因素044
一、自然地理环境因素045
二、种族因素045
三、遗传因素046
四、营养因素047
五、常见疾病因素048
六、体育运动因素051
主要参考文献051
第二章人工智能与法医学骨龄研究056
第一节人工智能的缘起及研究前沿056
一、概述056
二、人工智能的发展历程056
三、人工智能的应用057
第二节数据挖掘与模式识别058
一、数据挖掘基本概念及发展史058
二、数据挖掘的流程与任务059
三、数据挖掘的研究热点和及发展趋势062
四、模式识别和模式的概念063
五、数据挖掘与模式识别间的联系064
第三节机器学习066
一、基本概念和发展史066
二、策略与架构071
三、类型与算法074
第四节深度学习082
一、基本概念和发展史082
二、深度学习图像识别的国外研究前沿086
三、深度学习图像识别的国内研究前沿087
四、深度学习在法医学骨龄评估中的优势088
第五节人工智能在法医学研究领域中的应用089
一、人脸识别090
二、年龄推断090
三、死亡时间推断091
四、DNA分型092
五、毒物分析093
六、损伤方式死亡原因鉴定094
主要参考文献094
第三章法医学骨龄099
第一节传统方法099
一、X线摄影对骨龄的鉴定099
二、CT对骨龄的鉴定150
三、MRI对骨龄的鉴定163
第二节人工智能技术169
一、概述169
二、研究基础171
三、常用的人工智能技术175
四、人工智能技术与医学图像识别183
五、人工智能技术与法医学骨龄评估191
第三节法医学骨龄鉴定202
一、概述202
二、鉴定程序202
三、影响骨发育的因素212
四、鉴定案例213
主要参考文献219
第四章法医学牙龄228
第一节传统方法229
一、概述229
二、儿童和青少年牙龄推断常用方法237
三、成人早期（18周岁）牙龄推断常用方法248
四、成人牙龄推断262
第二节人工智能方法268
一、基于深度学习间接实现牙龄预测269
二、基于深度学习直接实现牙龄预测279
第三节法医学牙龄鉴定281
一、概述281
二、活体牙龄推断282
三、尸体牙龄推断284
主要参考文献287
第五章分子生物学年龄291
第一节随年龄变化分子的特征与分类291
一、表观遗传变化292
二、基因表达变化293
三、蛋白质浓度变化295
四、端粒长度变化295
第二节分子生物学年龄推断296
一、表观遗传时钟297
二、端粒长度年龄预测299
三、转录本年龄预估器300
四、蛋白质年龄预估器300
五、代谢物年龄预估器301
六、复合生物标志物年龄预测器301
七、分子年龄预测因子的比较302
第三节法医分子生物学年龄预测302
一、T细胞受体删除环年龄预测法302
二、DNA甲基化年龄预测法303
三、展望303
主要参考文献304
第六章其他技术方法与骨龄评估311
第一节外部软组织推断年龄311
一、软组织推断年龄基础311
二、儿童年龄推断312
三、青春期少年年龄推断322
第二节基于化学方法的年龄预测328
一、摘要328
二、天冬氨酸外消旋化328
三、铅累积329
四、胶原蛋白交联330
五、牙齿的化学成分330
六、晚期糖基化终末产物331
第三节同位素检测332
一、放射性碳定年法基本介绍332
二、死亡时间推断333
三、出生年龄推断334
四、个体年龄推断335
五、总结336
第四节骨密度检测337
一、骨密度基本介绍337
二、骨密度推断青少年骨龄337
三、骨密度推断死亡年龄338
第五节超声检测339
一、超声波基本介绍339
二、超声检测推断骨龄340
主要参考文献342
第七章法医临床学（含法医人类学）鉴定标准化研究347
第一节法医临床学鉴定标准化347
一、法医临床学标准化发展历程347
二、法医临床学标准化实践运用349
三、法医临床学标准实施评价352
第二节法医学活体年龄鉴定标准化概述355
一、法医学活体年龄鉴定及标准化综述355
二、法医学活体年龄鉴定标准的发展357
第三节法医学骨龄鉴定标准化发展及展望358
一、法医学骨龄鉴定标准化问题及对策358
二、展望360
主要参考文献361

第一章绪论
　　第一节法医学活体年龄推断研究进展
　　一、 概述
　　1907年，有关学者开始着手骨骼发育的研究。至20世纪80～90年代，骨骼发育标准的研究进一步深入，应用范围也越来越广泛。从20世纪末至今，计算机技术和网络信息技术的不断发展为骨骼年龄推断的方法研究和应用普及提供了必要条件。骨骼年龄（简称骨龄）是个体的基础生物学自然标记之一，在司法实践中，年龄信息既可以为办案机关提供未知个体的重要线索，也是决定案件性质和当事人是否需要承担刑事责任的关键标准。法医学活体年龄鉴定是司法鉴定的重点及难点问题之一。在无可信年龄证明材料时，需要通过相关技术手段来推断个体年龄，法医学活体年龄鉴定应用于评估犯罪嫌疑人刑事责任能力、刑罚量刑、福利权利、非法移民等方面。多年以来，法医学者一直致力于寻找适用范围更广、准确性更高的年龄推断方法，而大多数的活体年龄推断为年龄节点判断或个体发育情况分析，因此，本书涉及的法医学活体年龄推断主要为未成年人和成人早期的年龄推断。
　　二、 研究方法与进展
　　法医学活体年龄鉴定是司法鉴定的重要内容之一，也是司法鉴定的难点之一。目前比较可靠的，尤其是在法医学活体年龄鉴定领域较为公认的仍然是骨龄鉴定方法，即利用骨骼发育程度与生活年龄之间的关系，推断活体年龄。正常人体骨骼发育过程中，骨骼的初级和次级骨化中心出现时间、骨化速度、骨骺与干骺端闭合时间及其形态变化都具有一定的规律性，通过测定骨骼的大小、形态、结构、相互关系的变化反映体格发育程度，并通过统计处理，以年龄的形式、以岁为单位表达的生物学年龄规律性称为骨骼年龄，简称骨龄（skeletal age， SA）。骨龄广泛应用于儿科临床疾病的预防、诊断，儿童体格潜能发育监测，青春期生长突增的开始和进程的判断，个体身高及女性月经初潮年龄预测等方面。而在司法鉴定实践中，对于青少年违法犯罪后隐瞒真实年龄而又无法查证本人户籍资料的，骨龄可作为其定罪量刑的参考证据。2000年2月21日，最高人民检察院《关于“骨龄鉴定”能否作为确定刑事责任年龄证据使用的批复》给出了明确指示，从而确立了骨龄鉴定的合法地位和证据价值作用。
　　在青少年骨骼生长过程中，骨骺软骨板增生速度和成骨生长速度基本一致，因此，骨骺软骨板的厚度保持相对恒定，而骨干和骨髓腔不断延长。这一过程从出生一直延续到18～20岁，骨骺软骨板逐渐失去增殖能力，最后被完全钙化，骨骺与干骺端融为一体，长骨骨干至此不再增长，即个体身高将停止发育。X线摄影正是利用骨骼发育的动态特征，即以继发骨化中心从出现逐渐发育成骨骺，继而与干骺端逐渐闭合的过程来反映个体生物学年龄，以此来推断个体骨龄。以骨骼发育演化过程为依据来评估人体发育程度的实际年龄即为骨龄评估，它在法医学、临床医学、生物学、少儿卫生学及体育等方面均有很广泛的应用价值。骨化中心的出现及骨骺与干骺闭合恰好是骨骼生长起点和终点的最佳标志，可采用这个骨骼发育的重要特征进行骨龄研究。自1926年Todd首次提出利用骨骼重点标志观察并评定骨龄的方法后，国内外许多专家不懈地致力于活体骨龄推断的研究。随着骨龄研究进一步深入，骨龄鉴定的应用范围也越来越广泛。目前，常用于骨龄鉴定的主要研究方法有计数法、图谱法、计分法、计测法和计算机辅助评定骨龄法等。
　　（一） 计数法
　　计数法是通过观察单部位或多部位继发骨化中心出现时间、数目、成熟度的年龄特征来衡量骨骼发育水平。通常以50%出现率所在的年龄为正常值的标准。1926年，Todd首先提出了仅适用于学龄前期和青春后期儿童计算骨化中心的方法，即儿童骨龄等于腕部骨化中心减1。Elgenmark骨化中心计数法是通过拍摄一侧躯体肩、肘、手腕、髋、膝、踝6个关节，计算骨化中心总数然后查表求得骨龄。1959年，Garn根据手腕部X线片列出了仅限于学龄前儿童骨化中心出现与年龄对应的图表。1950～1960年，刘惠芳、顾光宁等先后报道了我国儿童的骨化中心出现和干骺闭合年龄，并提出我国儿童骨龄计数法的标准。该方法由于误差较大，在国内外已经很少使用。
　　（二） 图谱法
　　图谱法是将未知X线片与骨龄标准片进行比较得出骨龄。1898年，John Poland最早提出骨骼发育图谱；1937年，Todd制订了第一个较为完善的骨发育成熟图谱，开创了骨发育的系统研究。美国著名学者Greulich和Pyle在Todd出版的手腕部图谱基础上，于1950年发表了依据美国20世纪30年代中上社会阶层白种人儿童制订的GP图谱，并于1959年对其进行了修订。之后，Pyle、Achesona和Hoerr分别制订了膝、髋和足踝部的骨成熟图谱，男性和女性各有一套标准。从全国高等医学院校统编教材《法医人类学》（第二版）以及贾静涛教授主编的《法医人类学》的内容来看，骨龄鉴定的主要方法是依据继发骨化中心出现及骨骺闭合的时间顺序来推断活体年龄，实际上类似于图谱法。但该方法存在的问题是，有关继发骨化中心出现及骨骺闭合的时间所依据的大多是20世纪50～60年代的研究资料，且有部分资料源自国外。大量的研究证明，随着人们生活水平的日益提高及卫生条件的不断改善，青少年骨骼发育程度已大大提前。而且不同种族、不同地区、不同气候条件下的青少年骨骼发育也存在明显的差异性。因此，利用这些资料来推断当代中国青少年的年龄，其方法的科学性与结果的可靠性受到了广泛质疑。
　　20世纪80年代，我国学者徐济达和刘宝林分别提出并制订了儿童手腕部骨龄图谱和婴幼儿、学龄儿童腕骨骨龄图谱。顾光宁根据20世纪60年代上海市区1 890名儿童发育情况制订了顾氏图谱，该图谱于1962年出版。20世纪90年代初期，顾光宁又对60年代的资料进行整理分析，摒弃了Todd曾经用过的中间数法，采用最多数法，即一组图片以相同骨化中心出现数目最多的一张为代表，并于1993年重新修订出版顾氏图谱专著。20世纪80年代中期，日本学者村田光范等以中日两国青少年为研究对象制订了标准图谱，其利用中日体育交流将两国青少年资料与欧洲儿童进行对照研究，发现青春期前亚洲儿童的骨发育滞后一些，而青春期后亚洲儿童骨龄反较欧洲儿童提前。
　　2019年10月1日，由司鉴院与公安部物证鉴定中心联合编写的我国法医学领域第一部骨龄鉴定标准——中华人民共和国公共安全行业标准《法庭科学汉族青少年骨龄鉴定技术规程》（GA/T 1583—2019）发布实施，这一标准开辟了法医学青少年骨龄鉴定新纪元，也是我国法医学界第一部骨龄鉴定标准。该标准制订过程中采用的影像学资料样本是在我国东部、西部、中部、北部、南部地区多个省（市、区）三级甲等医院调取的11.0～20.0岁青少年胸锁关节、肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节24个骨骺的14 000多张数字X线摄影（digital radiography， DR)摄片，在此期间，司鉴院王亚辉团队运用国内权威骨科及影像学基础理论知识，结合我国现有的骨发育分级内容和目前国际上惯用的Tanner等骨发育分级方式，依据各关节骨骼发育过程中继发骨化中心出现及骨骺闭合X线影像形态学特征变化；以骨骺发育的组织学变化理论（骺软骨发育组织学分层）为支撑，以X线影像特征为基础；将骨骺发育划分成4个期，即继发骨化中心生发期、继发骨化中心增殖期、继发骨化中心塑形期和骨骺闭合期，并依据不同的继发骨化中心各期X线影像形态学细部变化将其分为若干个等级，最少的（髋臼骨骺）分为2级，最多的（髂嵴骨骺）分为8级，将“青少年骨发育X线分级方法”这一成果公开发表在《法医学杂志》，这也是日后研制本标准的最为关键的基础资料之一。之后，我们采用数理统计分析方法，制定了上述适合我国汉族青少年法医学骨龄鉴定技术标准。本标准的精髓依然沿用了图谱法，但与以往图谱法不同的是，本标准的图谱是涉及青少年躯体七大关节24个骨骺发育的每半岁组骨龄鉴定标准图谱，具有涉及关节骨骺更为全面、年龄分组更为细致等优点，解决了数十年来缺乏统一的法医学活体年龄鉴定标准的问题。
　　（三） 计分法
　　计分法是将手腕骨骼的发育全过程划分为若干发育等级，然后确定各骨骼等级的得分，再将每块骨的得分相加得到手腕骨成熟度总分，最后依据各年龄组骨成熟度得分中位数曲线得出被评价儿童的骨龄。
　　1954年，Acheson提出第一个骨成熟度计分法。在此基础上英国人Tanner和Whitehouse于1962年研究并提出以两位学者姓名首字母命名的TW1骨龄评分法，该法以20世纪50年代2700名（其中一次性横向观察2200人，纵横结合500人）英国伦敦中产阶层儿童为研究对象，挑选尽可能代表个体发育信息多且较为鲜明又易于区分的左手腕骨拍摄正位X线片。依照能使每一个人20块骨的各期分值离均差平方和最小的思路，对各骨骼等级进行赋分，总分为1000分，然后查骨龄得分表求得骨龄。1975年，第一次出版以两位学者姓名首字母命名的TW2骨龄评分法，1983年重新修订出版。TW2计分法根据骨化发育进程中生物学价值确定各骨权重，制订R、 C、T 3个评分系统，将骨的形态特征转化为数字度量。采用TW2法评价得出的骨龄比TW1法晚0.3岁，但较《中国人手腕骨发育标准》（CHN法）提前0.5岁左右。美国学者Roche等用Fels研究所的样本资料研究了膝关节的骨发育指征，并于1975年以3位教授名字的首字母组合在一起命名为RWT膝部骨龄评分法。他们认为，长骨关节与体格发育关系更为密切，更能反映骨发育程度。为适应欧美儿童的生长发育状况，1997年Tanner等开始修订TW2法的评价标准，2001年他采用手腕部及手掌13块管状骨作为研究对象将TW2法修改为TW3法，亦称RUS（13块手部管状骨）评估法，是目前国际上最新的评判标准之一。TW3法将骨骼发育过程细致量化，废除TW2中将RUS分和Carpal评估7块腕骨分总和的情况，单独用RUS分来代替。同时，该标准受时代、人群等因素影响，取消T系列并重新制订R系列标准。经北美连续9年3000名儿童纵向观察发现，TW3法还可以应用于预测成人身高，而且不受种族和地区的限制。
　　我国学者李果珍发明的骨龄百分计数法原理同TW2法。它以20世纪60年代初期北京地区1 938例0～18岁青少年为研究对象，拍摄研究对象右手腕骨X线片，仅选取手腕部10个骨做一次性横向观察。然后采用Tanner评分法，将10个骨发育到成熟期所需要的平均年数的总和作为100，计算各骨骼期相应百分数即为骨龄发育指数，*后将10个骨骼期骨龄发育指数相加后，从标准表或曲线图查出骨龄。该法首次以骨龄百分计数法制订了中国儿童骨发育标准，对于青春后期儿童较为适合。1995年，张绍岩等以20世纪80年代我国南北方11个省市的22160例0～19岁儿童、青少年为研究对象，选取左手腕部14个骨骼拍摄X线片，对TW2法进行修改，利用方差极小化和迭代法的数学方法，参考GP图谱法重新确定骨发育分级及各级分值，提出中国人群骨发育等级标准。该方法舍去尺骨、三角骨、月骨、舟骨、大多角骨、小多角骨等权重指数接近0的6块骨，只对骨化中心出现早、生长发育期长、等级评定可靠性高的骨赋予较高权重。CHN法判定13～18岁生长突增期男性青少年年龄较为准确，其使得手腕骨生长发育研究由定性达到了定量分析。