Сравнительная характеристика площади секторов ушной раковины долихоцефалов в юношеском возрастном периоде

Идентификация человека, основанная только на первичной биометрической системе, требует дополнительной информации. Эта информация может быть получена с помощью морфометрических характеристик ушной раковины (УР). Размеры и выраженность структур ушной раковины, их взаимотношения весьма полиморфны и в то же время строго индивидуальны [1].

В настоящее время в доступной литературе отмечается направленность на изучение морфологии УР, гендерных отличий и возрастных изменений в различных этнических группах. Но конкретной цифровой интерпретации морфологии УР у людей различных возрастных периодов, пола и этнических групп крайне мало [2, 3].

Большинство авторов признают, что антропометрические особенности УР обусловлены в значительной степени гендерными отличиями. Форма ушной раковины, ее размеры, морфометрические показатели отличаются у мужчин и женщин [4–8]. Но имеются работы, свидетельствующие, что антропометрические показатели ушной раковины не являются строго детерминированными по полу.

Также мало сведений в доступной литературе о корреляции между УР и другими анатомическими структурами тела человека. Имеющиеся данные недостаточны и противоречивы [9]. В незначительном количестве работ авторы выявили отсутствие или очень слабые связи между размерами ушной раковины и ростом человека, пропорциями тела.

Проведенный анализ доступных литературных источников позволяет сделать вывод, что информация о морфологии УР, особенностях ушной раковины в отдельных этнических группах и связях между формой головы и строением ушной раковины весьма ограничена [10–11].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение числовых параметров морфологических образований УР, их гендерных отличий и поиск связей между строением уха и формой головы в пределах одной возрастной группы.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Нами предлагается собственная методика исследования УР по фотографическому изображению [12].

В исследовании использована 201 фотография правой УР девушек (86) и юношей (115) долихоцефалов. Исследование выполнено в со- ответствии с приказом МЗ РФ от 01.04.2016 г. № 200н «Об утверждении правил надлежащей клинической практики» и Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации: «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта, в том числе исследований биологических материалов» в ее пересмотренном варианте 2013 г., стандартами CONSORT и GCP. Протокол исследования утвержден на заседании комиссии локального независимого этического комитета ФГБОУ ВО ЛГМУ им. Свт. Луки Минздрава России (протокол № 2 от 23.10.2023 г.).

После установки головы во франкфуртской позиции, фотографировали ушную раковину электронной камерой с разрешением 13 Мп, светочувствительностью f/1,9, фиксированной в специальном устройстве на постоянном фокусном расстоянии. Измерения на цифровых фотографиях проводили с помощью компьютерной программы Image Pro Plus Version 6.0 производства США.

На фотографическом снимке строилась и определялась высота ушной раковины: расстояние от наиболее выступающей верхней точки завитка (вершина ушной раковины, или «0» точка) до наиболее нижней точки мочки уха. Эта линия определяется как «базовая линия» (БЛ). К БЛ строятся перпендикуляры от наиболее выступающей передней точки завитка, вершины козелка и заднего края УР на уровне козелка. Построенные линии делят ушную раковину на секторы. Определение площадей отдельных секторов дает возможность объективнее охарактеризовать ухо.

Затем с помощью компьютерной программы обводятся контуры выделенных секторов и вычисляются площади в мм2 (рис. 1):

• S1    – сектор, ограниченный наружным краем УР, перпендикуляром к переднему краю выступающей части завитка от БЛ и отрезком БЛ между этим перпендикуляром и вершиной УР;

• S2    – сектор, ограниченный перпендикуляром к БЛ от заднего края УР на уровне козелка, отрезком БЛ от этого перпендикуляра к нижней точке мочки уха и наружным краем УР между этими отрезками;

• S3    – сектор, являющийся продолжением предыдущего сектора S2 кверху по базовой линии до вершины УР и ограниченный БЛ, задним краем УР и сектором S2;

S4 – сектор, являющийся суммой секторов S2 и S3 и представляющий собой заднюю часть УР, ограниченной БЛ и свободным задним краем УР.

Рис. 1. Определяемые в исследовании секторы ушной раковины (объяснение в тексте)

В представленной работе определялись площади секторов S1–S4 в мм2.

Проведено сравнение этих показателей у юношей и девушек долихоцефалов.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с применением методов вариационной статистики, с использованием программного пакета STATISTICA 10.0, разработанного компанией Dell (США).

Произведена оценка нормальности распределения по выборкам. Нормальность подтверждена на уровне р > 0,20. Вид распределения на уровне значимости 0,05. Чтобы компенсировать «проблему множественных сравнений», использовался критерий Бонферрони. Проведен корреляционный анализ с вычислением коэффициента по методу Пирсона. За достоверную принималась разность средних значений при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Произведенные вычисления отдельных секторов УР девушек и юношей долихоцефалов дали следующие результаты (табл. 1).

У девушек площадь сектора S1 колебалась от 157,47 до 387,58 мм2, среднее значение – 243,36 мм2. У юношей разброс составил от 156,32 до 397,47 мм2 и среднее значение – 284,09 мм2. Как видим, средние и максимальные значения у юношей выше, а минимальные практически равны.

Таблица 1

Площади отдельных секторов юношей и девушек (мм2)

Секторы	Девушки М ± σ (n = 86)	Секторы	Юноши М ± σ (n = 115)
S1	243,36 ± 42,51	S1	284,09 ± 45,04
S2	309,93 ± 54,20	S2	338,40 ± 71,53
S3	699,01 ± 84,20	S3	798,82 ± 96,07
S4	1008,95 ± 121,95	S4	1136,87 ± 147,67

Проведенное сравнение между девушками и юношами показало достоверность различий (р < 0,05) (рис. 2). При сравнении площади сектора S2 у девушек среднее значение этого сектора составило 309,93 мм2 и разброс – от 182,42 до 495,95 мм2. У юношей этот показатель выше: 338,40 мм2 – среднее значение, минимальное – 191,1 мм2 и максимальное – 545,35 мм2.

Попарное сравнение также выявило достоверную разницу показателя (р = 0,0023) (рис. 3). Среднее значение сектора S3 составило у девушек 699,01 мм2, а у юношей – 798,82 мм2. Минимальное для девушек – 539,07 мм2, а для юношей – 577,6 мм2. И максимальное значение распределилось таким же образом: у девушек значение ниже – 912,96 мм2, а у юношей выше – 1059,42 мм2. Соотношение площади сектора S3 аналогично сектору S2: меньше у девушек, больше у юношей. Различие показателя между девушками и юношами статистически достоверно (р < 0,05) (рис. 4). При определении площади сектора S4 динамика распределения показателя соответствует предыдущему сектору S3.

У девушек среднее значение составило 1008,95 мм2, у юношей – 1136,87 мм2. Колебания показателя у девушек от 742,22 до 1390,14 мм2. У юношей – от 811,27 до 1570,79 мм2.

Сравнение выявило статистически достоверную разницу показателя по гендерному признаку (р < 0,05) (рис. 5).

Полученные результаты свидетельствуют о разнице показателей площади секторов по гендерному признаку у долихоцефалов: у девушек долихоцефалов площадь всех определяемых секторов статистически меньше, чем у юношей.

Диаграмма размаха

S1_dol_g и S1_dol_m

S1_dol_g S1_doLm

а Среднее

• □ Среднее±Ст. ош.

I Среднее±1,96’Ст.ош.

Рис. 3. Размеры сектора S2 ушной раковины, гендерное сравнение

Рис. 2. Размеры сектора S1 ушной раковины, гендерное сравнение

Диаграмма размах

S3_dol_g S3_dol_m                   1Среднее±1,96*Ст.ош

Рис. 4. Размеры сектора S3 ушной раковины, гендерное сравнение

Рис. 5. Размеры сектора S4 ушной раковины, гендерное сравнение

Проведенный корреляционный анализ между площадью отдельных секторов УР девушек и юношей представлен в табл. 2. Указаны только значимые корреляции по Чеддоку.

Таблица 2

Корреляционный анализ между отдельными секторами УР

ДЕВУШКИ
Секторы	S2	S3	S4
S1	0,2748	0,4091	0,4046
S2		0,5307	0,8109
S3			0,9263
ЮНОШИ
Секторы	S2	S3	S4
S1		0,3786	0,2541
S2		0,4235	0,7785
S3			0,8975

Сектор S1 одинаково умеренно коррелирует с сектором S3 и у девушек, и у юношей. А с сектором S4 коррелирует тоже у всех, но не столь однозначно: умеренно у девушек и слабо у юношей. Также слабую связь находим между S1 и S2 у девушек.

Сектор S2 имеет положительную корреляцию с секторами S3 и S4 и эта связь достаточно выражена. Так, с сектором S4 отмечается высокая корреляция у всех, независимо от пола. А с S3 находим заметную у девушек и умеренную у юношей. Между секторами S3 и S4 вывялена положительная высокая корреляция у юношей и весьма высокая у девушек.

С целью выявления более тесной взаимосвязи секторов УР было проведено определение процентной составляющей площади каждого меньшего сектора в большем (табл. 3).

Таблица 3

Соотношение площадей отдельных секторов у девушек и юношей долихоцефалов, %

	S1/S2	S1/S3	S1/S4	S2/S3	S2/S4	S3/S4
Девушки	78,52	34,81	24,12	44,34	30,72	69,28
Юноши	83,95	35,56	24,99	42,36	29,76	70,26

Рассматривая процентную составляющую меньших секторов в площади больших, мы видим, что существенная разница наблюдается только в соотношении секторов S1/S2 и S2/S3. В остальных секторах соотношение практически одинаковое, разница не существенна и не превышает 1 %. Сравнивая показатели девушек и юношей, мы видим, что площадь сектора S1 относительно сектора S2 у девушек меньше, чем у юношей, т. е. у девушек сектор S2 относительно больше, чем у юношей. А сравнивая соотношение секторов S2/S3, мы видим обратную картину: площадь сектора S2 составляет в процентном отношении большую относительную площадь сектора S3 у девушек по сравнению с юношами. То есть и в этом случае сектор S2 у девушек является относительно большим, чем у юношей. Таким образом, можно сделать вывод, что сектор S2 относительно секторов S1 и S3 у девушек больше, чем у юношей. Следовательно, у юношей верхняя часть УР, состоящая из секторов S1 и S3, относительно больше нижней, представленной сектором S2.

Полученные результаты свидетельствуют, что в абсолютном значении средние размеры площадей отдельных секторов УР в порядке возрастания распределились следующим образом: сектор S1 имеет наименьшее значение, а секторы S2, S3 и S4 последовательно увеличиваются. По полу также отмечается аналогичная строгая последовательность значений площади: наибольшие размеры каждого сектора имеют юноши, а девушки имеют наименьшие показатели. При сравнении по гендерному признаку установлено, что все показатели девушек и юношей статистически достоверно отличаются между собой.

Сравнение корреляционных связей между секторами показало, что практически все секторы, независимо от пола, у долихоцефалов имеют положительную связь между собой. Наиболее слабые связи выявлены между сектором S1 и остальными секторами, но при этом у девушек взаимозависимость более выражена. У сектора S1 отмечается слабая связь с S2 у девушек и отсутствует у юношей. А с остальными – или умеренная, или слабая. У всех – и девушек, и юношей, корреляция сектора S2 с S3 умеренная или заметная. А вот связь сектора S4 с секторами S2 и S3 в обеих группах – от высокой до весьма высокой.

Полученные в исследовании результаты подтверждают существующее мнение о гендерной дифференцировке показателей УР [4, 6, 8]. В доступных источниках, в первую очередь, проводится сравнение высоты и ширины ушной раковины и на их анализе формируется вывод.

В нашем исследовании проведено сравнение иных параметров УР, не рассматриваемых в доступной литературе, но подтверждающих гендерные различия. Одновременно выявлены определенные взаимоотношения показателей УР, не зависящие от половой принадлежности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• 1.    Независимо от гендерной принадлежности, значения площадей секторов УР долихоцефалов увеличиваются от S1 к S4.

• 2.    Размеры площадей секторов УР имеют наибольшие абсолютные значения у юношей и гендерная разница статистически достоверна.

• 3.    Отмечается достаточно выраженная положительная корреляция между секторами S2, S3 и S4 независимо от пола. Наиболее слабая связь определяется с сектором S1.

• 4.    Нижняя часть УР (сектор S2) относительно верхнего отдела (совокупности секторов S1 и S3) больше у девушек, чем у юношей. У юношей относительно больше верхняя часть УР.

• 5.    Не смотря на разницу в абсолютных размерах, соотношения между отдельными секторами сохраняются в большинстве случаев, независимо от гендерной принадлежности.