Tradičně se lidská ruka studuje prostřednictvím měření a srovnávání jednotlivých segmentů (prstů, článků prstů, záprstních kostí) bez zohlednění jejich vzájemných prostorových souvislostí. Cílem této studie je výzkum vnitro-populační variability formy lidské ruky jako celku v oblasti tříčlánkových prstů se zvláštním zaměřením na sexuální dimorfismus a vztah mezi velikostí a tvarem ruky. Pravé ruce 99 žen a 70 mužů, převážně vysokoškolských studentů, byly ve standardizované poloze z palmární strany zaznamenány běžným stolním skenerem. Na každém dvourozměrném snímku bylo umístěno 16 význačných bodů a byla studována variabilita mezi těmito konfiguracemi prostřednictvím metod geometrické morfometrie. Pro lepší pochopení vnitřních vzorců variability tvaru byl tvarový prostor rozložen na afinní a neafinní podprostor, které byly dále analyzovány samostatně. Převážná část celkové variability byla spojena s afinními tvarovými rozdíly, které jsou identické v celé studované oblasti ruky. Jejich větší část představovala střižnou změnu v proximodistálním směru, menší část pak napínání odpovídající změnám v šířce ruky. Toto napínání také silně korelovalo s velikostí ruky. Mezipohlavní rozdíly představovala afinní změna, ve které byla proximodistální střižná změna neoddělitelně spojena se změnami v relativní šířce ruky. Lokální neafinní pohlavní rozdíly byly zaznamenány v určitých článcích prstů a mohou souviset s rozdíly v poměrech délek prstů. Domníváme se, že oddělení globálních a lokálních sexuálně dimorfních znaků ruky může pomoci blíže ozřejmit původ/počátek jejich dimorfismu v rané ontogenezi – čím lokálnější znak, tím později se v ontogenezi zakládá. Dimorfní znaky lokální a globální by proto mohly být ovlivněny odlišnými ontogenetickými faktory., Traditionally, the human hand has been analyzed by measuring and comparing individual segments (fingers, phalanges, metacarpals) without considering their mutual spatial relationships. The present study aimed to analyze intra-population variability of the human hand form in the region of fingers as whole with special focus given to sexual dimorphism and the association between shape and size. Right hands of 99 females and 70 males, mostly college students, were scanned with a document scanner in standardized position from the palmar side. For each image 2-D coordinates of 16 landmarks were recorded and variability between configurations of landmarks were studied using geometric morphometrics. To understand patterns of variability, shape spaces were decomposed into affine and non-affine subspaces and further studied separately. The prevalence of the total variability was associated with affine shape change identical for the whole studied region of the hand. Its major portion was represented by shearing in proximodistal direction and to a lesser extent by straining in the relative hand width. The strain also strongly correlated with size of the hand. Intersexual differences were represented by affine change in which the proximodistal shearing was inextricably tied with the differences in relative hand width. Local non-affine sex differences were found in specific phalanges and might be associated with differences in finger length ratios. We presume that separating global and local sexually dimorphic features of the hand might shed light on the origin/onset of the dimorphism during early ontogeny – the more local the feature, the later differentiated, and thus influenced by different ontogenetic factors than global features., and Miroslav Králík, Stanislav Katina, Petra Urbanová
Z historického přehledu principů tvorby metod pro odhad výšky postavy člověka na základě skeletu vyplývá, že lze vymezit čtyři základní skupiny metod: metody podílové, regresní, anatomické a metody organické korelace. Každá má svá specifika a úskalí, která bezprostředně vyplývají z jejich matematické konstrukce. Nejčastěji se k odhadu výšky postavy používají některé rozměry dlouhých kostí končetin. Bylo teoreticky prokázáno, že nejpřesnější možné odhady poskytují metody regresní, zejména když k odhadu využijeme kombinaci rozměrů z více kostí. Nutným předpokladem použití lineární regrese je však užití pouze těch rovnic, které byly vytvořeny na základě výběru z populace, z níž pochází i odhadovaný jedinec. V opačném případě, tj. pokud je lineární regrese použita pro odhad jedinců z populace jiné, může dojít k menšímu či většímu vychýlení odhadu. Tato skutečnost byla již mnohokrát empiricky ověřena. Teoretický rozbor lineární regrese ukázal, že jde o důsledek jevu označovaného jako „regrese k průměru“. Metody organické korelace (založené na minimalizaci součtu plochy reziduálních trojúhelníků) jsou méně náchylné k systematické chybě, jsou však také méně přesné. Lze je ale aplikovat na libovolnou populaci a pro jednotlivé případy z neznámé populace jsou nejpřesnější. Anatomické metody jsou aplikovatelné jen v případě dostatečně zachovaného skeletu. Jsou založeny na součtu výšek všech (nebo téměř všech) kostí skeletu, které se na výšce postavy přímo podílejí. Rozdíl mezi výškou postavy za života a součtem délek kostí skeletu od lebky po patní kost se pohybuje v řádu centimetrů a prostor pro chybu odhadu je tak malý. Ať už pak k odhadu výšky ze skeletu v rámci anatomické metody použijeme kterýkoliv ze tří výše uvedených matematických postupů (podílová metoda, lineární regrese, organická korelace), rozdíly mezi jimi pořízenými odhady jsou zanedbatelné a jejich rozlišování pozbývá smyslu. Celkově jsou tedy anatomické metody nejpřesnější a je třeba je doporučit, kdykoliv to stav zachování skeletu dovolí., A historical review of principles guiding the formulation of methods for stature estimation based on measurements of the human skeleton reveals that it is possible to delimit four basic groups of methods: anatomical, constant ratio, linear regression, and organic correlation methods. Each has its own specific features and limits, which are a result of their mathematical constructions. Long bones of limbs are most often used for estimates of stature. It was demonstrated theoretically that linear regression models provide the most precise and accurate estimates of stature from particular skeletal elements, especially when several suitable bones are used in combination. A necessary condition for using the linear regression equations is, however, that we use equations based on the population from which the estimated individual originated. In contrast, when a regression equation is applied to an individual originating from a different population smaller or larger systematic error of the estimate may result. This fact was assessed empirically on numerous occasions and it was demonstrated on the basis of linear regression theory that a phenomenon known as “regression to the mean” can be considered as the cause. Organic correlations (built on the least-triangle area criterion) are less prone to systematic errors, but they are also less precise. They can be applied to any population and are best suited for cases where the population of origin is unknown. Anatomical methods are best applied when the skeleton is adequately preserved as this method requires bone lengths of all (or almost all) bones contributing to body height. The difference between height of the living body and the sum of lengths of relevant bones from head to heel is in the order of centimeters so the estimate error margin is small. Consequently, the differences between estimates obtained from using the different mathematical approaches (constant ratio, linear regression or organic correlation) are insignificant, so there is little benefit in preferring any particular one. Overall, anatomical methods provide the most accurate and precise results for height estimation and should be recommended wherever allowed by the state of preservation of the skeleton., Tomáš Zeman, Miroslav Králík, and Literatura
Hodnocení mezipohlavních rozdílů v utváření dolní čelisti je jednou z mála možností, jak lze u nedospělých skeletů morfo-- logicky odhadovat pohlaví. V této průřezové studii jsme se pokusili morfometricky prostudovat věkové rozdíly a ověřit existenci pohlavního dimorfismu ve velikosti a tvaru zubního oblouku dolní čelisti u nedospělých jedinců recentní české populace. Vzorek tvořilo 163 sádrových modelů dolních čelistí ortodontických pacientů, vybraných z Brněnské sbírky sádrových ortodontických modelů chrupu na základě stupně prořezání a nepřítomnosti zjevných patologií v rozsahu I(i)1–M1. Mladší kategorie od 7,5 let včetně do 9,5 let sestávala ze 77 případů (35 mužů a 42 žen), starší kategorie od 14 let včetně do 20 let z 86 případů (36 mužů a 50 žen). Velikost a tvar zubního oblouku jsme na standar dizovaných fotografiích okluzní roviny hodnotili morfometricky pomocí jedenácti rozměrů, definovaných význačnými body na předních řezácích, špičácích a prvních trvalých stoličkách. Tvar jsme hodnotili pomocí šesti indexů. Ženy měly celkově menší rozměry zubního oblouku než muži stejné věkové kategorie, ve vyšší věkové kategorii byl velikostní dimorfismus mírně vyšší, ve většině rozměrů však nepřesahoval 5%. Rozdíly mezi věkovými kategoriemi nejsou jen odrazem prostého zvětšování čelisti v průběhu postnatálního růstu. Délka distální části zubního oblouku (C(c)–M1) je ve vyšším věku u obou pohlaví menší. To může být způsobeno stěsnáváním mesiálnějších zubů s tím, jak se postupně prořezávají zuby distálnější. Ve většině hodnocených indexů se pohlaví výrazně nelišila, výjimkou byl Index vystupování špičáku v mladší věkové kategorii. Špičák vystupoval z oblouku bukálním směrem výrazněji ženám než mužům. Diskuse je věnována srovnání zjištěného dimorfismu s předchozími studiemi a vlivům, jejichž prostřednictvím mohl klinický charakter sbírky a způsob výběru vzorku ov- livnit zjištěné mezipohlavní rozdíly., The evaluation of sex differences in mandibular development of subadult skeletons is one of the few possible methods of determining sex using morphological characteristics. In this cross-sectional study, we attempted to morphometrically investigate age differences and to confirm the existence of sexual dimorphism using the size and shape of mandibular dental arch in subadults from a recent Czech population. The sample consisted of 163 plaster casts of mandibles from orthodontic patients in the Brno Collection of Orthodontic Den - tal Plaster Casts , selected on the basis of the degree of tooth eruption and the absence of visible pathological conditions in the I(i)1–M1 range. The younger age category ranging from 7,5 years to 9,5 years accounted for 77 cases (35 males and 42 females) and the older age category rang- ing from 14 to 20 years accounted for 86 cases (36 males and 50 females). The size and shape of the dental arch was evaluated using standar- dized photographs of the occlusal plane by employing eleven dimensions, with landmarks on central incisors, canines and first permanent molars. Shape was evaluated using six indices. The mean size of the dental arch was smaller in females than in males in the same age category. In the older age category the sexual dimorphism was slightly greater, but did not exceed 5% in most measurements. Differences between age categories cannot be explained as a simple reflection of increasing size of the mandible with postnatal growth. The length of the distal segment of the dental arch (C(c)–M1 range) is shorter in the older category in both sexes. This could be caused by crowding of mesial teeth, with gradual eruption of distal teeth. Sex differences were not recorded in most shape indices, except for the Canine Protrusion Index in the younger age category. Canine protrusion from the arch in the buccal direction was greater in females than in males. The discussion is focused on comparison of the observed dimorphism with results found in previous studies and also on possible ways in which the clinical character of the collection and method of sample selection could have affected the detected inter-sex differences., Vlasta Dadejová, Miroslav Králík, Petra Urbanová, and Literatura