Sex estimation through geometric morphometric analysis of the frontal bone: an assessment in pre-pubertal and post-pubertal modern Spanish population

Abstract

Sex estimates is a key step of biological profle assessment in a forensic or anthropologic context. In this study, the sexual dimorphism of the frontal bone was analyzed to assess the accuracy of sex estimates using a geometric morphometric approach in a pre-pubertal and post-pubertal sample. The shape of the frontal bone was digitized on the lateral cephalograms of 87 pre-pubertal subjects (42 males, mean age 10.14, SD±1.48 years; 45 females mean age 10.02, SD±1.11 years) and 103 post-pubertal ones (53 males, mean age 29.33 SD±11.88 years; 50 females, mean age 26.77 SD±11.07 years). A generalized Procrustes analysis (GPA) was performed for shape analyses, fltering the efects of position, rotation, translation, and size. A principal component analysis (PCA) was performed on the GPA transformed variables, and a multiple logistic regression model was used to assess the accuracy of sex estimates. In both age groups, the average size of the centroid was signifcantly larger in males. The females presented shapes with a shorter distance between P2 (glabella) and P1 (supratoral) and a general narrowing of the structure on the sagittal plane. In the pre-pubertal group, the shape diference was not statistically signifcant. In the post-pubertal group, the mean shape was signifcantly diferent between the sexes. The method displayed a high accuracy for sex estimates (88.7% males, 90.3% females) also when applied in a validation sample (82.6% males and 94.1% females). The described morphometric analysis of the frontal bone is based on a limited number of landmarks, which allows sex estimates with high accuracy in post-pubertal subjects, while it is not applicable in pre-pubertal ones.El artículo publicado en International Journal of Legal medicine está relacionado con la utilización de un registro típico de la Odontología y la Ortodoncia en la estimación del sexo en Medicina y Odontología Forense. La publicación deriva de la línea de investigación a la cual pertenece también el artículo publicado en Forensic Science International sobre estimación del sexo y odontometría. En un contexto antropológico y forense la reconstrucción del perfil biológico de un individuo representa una etapa fundamental. La discriminación del sexo elimina de por sí ya un cincuenta por ciento de los individuos y es de vital importancia en los procesos de identificación. Los huesos del cráneo, después del coxis y la pelvis, presentan el mayor grado de dimorfismo sexual. Sin embargo, el dimorfismo sexual es un rasgo que aumenta en grado variable con la pubertad y es variable en las diferentes poblaciones y grupos étnicos. El estudio tuvo como objetivo comprobar el dimorfismo sexual en una población española contemporánea y específicamente en un grupo pre y post puberal de hombres y mujeres utilizando como método el análisis geométrico morfométrico del hueso frontal. Tras revisar la literatura existente sobre el tema, el nuestro fue el único estudio en utilizar esta técnica en una muestras de individuos españoles. Además utiliza una muestra más grande respecto al único estudio realizado con la técnica en otro grupo poblacional. Ningún estudio anterior había además evaluado el dimorfismo del hueso frontal en un grupo pre-puberal y otro post-puberal. Nuestro estudio, utilizando metodologías estadísticas como la regresión logística, permitió comprobar la existencia y la magnitud del dimorfismo sexual en el grupo post-puberal mientras refutó su existencia en el grupo pre-puberal. Adicionalmente se consiguió presentar y validar en un grupo externo de la misma población una ecuación derivada del modelo logístico que permite la discriminación sexual a partir de los componentes principales. La importancia de esta publicación también está unida a que la fiabilidad de la ecuación obtenida en ella es elevada y se basa en mediciones propias del hueso frontal y por lo tanto aplicable en casos donde otros fragmentos no están disponibles para su evaluación.