An experimental approach to define a new perimortem blunt force trauma bone pattern presented in a human model

Abstract

INTRODUCCIÓ - Determinar la cronologia d'una fractura òssia segueix sent una de les tasques més difícils en antropologia forense. En la literatura, es poden trobar diferents descripcions i abordatges per diferenciar entre fractures postmortem i perimortem, no obstant això, els treballs solen fer referència majoritàriament al període postmortem. En aquest sentit, les característiques que estan més relacionades amb fractures en os fresc no han estat investigades exhaustivament.

OBJECTIU - Aquesta investigació pretén millorar el coneixement sobre les característiques de les fractura perimortem, mitjançant la definició d'un patró específic que pugui ser útil en el diagnòstic diferencial entre el trauma ossi perimortem i el postmortem.

MATERIALS I MÈTODES - L’estudi aborda aquesta qüestió des d'un punt de vista experimental i compara les fractures perimortem d'ossos llargs i costelles procedents de casos d'autòpsia, amb fractures òssies reproduïdes experimentalment en os fresc i os sec. Per a la reproducció de les fractures es va emprar una flexió a tres punts, aplicant una càrrega lenta i una ràpida, amb i sense compressió longitudinal addicional en el cas d'ossos llargs, per controlar la variable de la contracció muscular. Per visualitzar els trets, els ossos van ser esqueletitzats i es va emprar la tinció amb tinta xinesa per a visualitzar millor les línies de fractura.

RESULTATS - Com a resultat de la nostra investigació, vam definir un nou patró de perimortalidad associat a fractures d'os llarg i costella, específic i diferent del que trobem en os sec. En els ossos llargs definim els següents trets: fractura laminar, escates òssies, marges comminuts, escates i defectes en escata, marges ondulats i deformació plàstica com a trets específics perimortem. Fractura laminar, marges ondulats i escates òssies són els trets més útils en el diagnòstic diferencial. En el cas de les costelles, hem trobat les següents característiques: decorticat de la superfície, fractura enfonsament, fractura longitudinal, fractura incompleta, aparença diferencial dels marges i deformació plàstica. Les fractures incompletes, la deformació plàstica, el decorticat i les fractures enfonsament són els trets perimortem més característics.

CONCLUSIÓ - Els trets definits permeten diferenciar les fractures perimortem de les postmortem. D’altra banda, alguns dels trets donen informació sobre la biomecànica de la fractura per la seva ubicació a la mateixa. En el cas dels ossos llargs, també poden ser un indicador de traumatisme intravitam, especialment relacionats amb la contracció i resposta muscular a la lesió, permetent estrènyer el període d'incertesa perimortal. La introducció d'aquest nou rang de temps, intravital, canvia el paradigma de datació de lesions utilitzat fins ara en antropologia. El conjunt de resultats obtinguts en aquest treball és de gran utilitat per a l'antropòleg forense, i pot ser d'aplicabilitat en la resolució de casos forenses complexos en els quals està implicat el traumatisme ossi.

INTRODUCCIÓN - Determinar la cronología de una fractura ósea sigue siendo una de las tareas más difíciles en antropología forense. En la literatura, se pueden encontrar distintas descripciones y abordajes para diferenciar entre fracturas postmortem y perimortem, no obstante, los trabajos suelen hacer referencia mayoritariamente al periodo postmortem. En este sentido, las características que están más relacionadas con fracturas en hueso fresco no han sido investigadas exhaustivamente.

OBJETIVO - Esta investigación pretende mejorar el conocimiento sobre las características de las fracturas perimortem, mediante la definición de un patrón específico que pueda ser útil en el diagnóstico diferencial entre el trauma óseo perimortem y el postmortem.

MATERIALES Y MÉTODOS - El estudio aborda esta cuestión desde un punto de vista experimental y compara las fracturas perimortem de huesos largos y costillas procedentes de casos indubitados de autopsia, con fracturas óseas reproducidas experimentalmente en hueso fresco y hueso seco. Para la reproducción de las fracturas se empleó una flexión a tres puntos, aplicando una carga lenta y una rápida, con y sin compresión longitudinal adicional en el caso de huesos largos, para controlar la variable de la contracción muscular. Para visualizar los rasgos, los huesos fueron esqueletizados y se empleó la tinción con tinta china para visualizar mejor las líneas de fractura.

RESULTADOS - Como resultado de nuestra investigación, definimos un nuevo patrón de perimortalidad asociado a fracturas de hueso largo y costilla, específico y distinto del que encontramos en hueso seco. En los huesos largos definimos los siguientes rasgos: fractura laminar, escamas óseas, márgenes conminutos, escamas y defectos en escama, márgenes ondulados y deformación plástica como rasgos específicos perimortem. Fractura laminar, márgenes ondulados y escamas óseas son los rasgos más útiles en el diagnóstico diferencial. En el caso de las costillas hemos encontrado las siguientes características: decorticado de la superficie, fractura hundimiento, fractura longitudinal, fractura incompleta, apariencia diferencial de los márgenes y deformación plástica. Las fracturas incompletas, la deformación plástica, el decorticado y las fracturas hundimiento son los rasgos perimortem más característicos.

CONCLUSIÓN - Los rasgos definidos permiten diferenciar las fracturas perimortem de las postmortem. Además, algunos de los rasgos dan información sobre la biomecánica de la fractura debido a su ubicación en la mismos. En el caso de los huesos largos, también pueden ser un indicador de traumatismo intravitam, especialmente relacionados con la contracción y respuesta muscular a la lesión, permitiendo estrechar el periodo de incertidumbre perimortal. La introducción de este nuevo rango de tiempo, intravitam, cambia el paradigma de datación de lesiones utilizado hasta ahora en antropología. El conjunto de resultados obtenidos en este trabajo es de gran utilidad para el antropólogo forense, y puede ser de aplicabilidad en la resolución de casos forenses complejos en los que está implicado el traumatismo óseo.

INTRODUCTION - Determining the time of injury is an important but remains a challenging task in forensic anthropology. In literature, many descriptions can be found to make a distinction between peri- and post-mortem fractures but they are generally related to the post-mortem time frame. Characteristics that are more related to fractures in fresh conditions however, are not extensively investigated.

AIM - With this research we want to improve the current knowledge on perimortem fracture characteristics by defining a perimortem trauma pattern, that may be useful to distinguish peri- from post-mortem bone trauma.

MATERIALS & METHODS - This study approached this issue from an experimental point of view by comparing perimortem long bone and rib fractures from human autopsies to both fresh and dry experimentally reproduced bone fractures. A three-point bending setup was used and the bones were fractured by a slow and fast load, with and without added compression in the case of long bones to control the variable of muscle presence. In order to visualise some traits clearer, bones were cooked or directly brought in contact with black Indian ink.

RESULTS - As a result of our extensive research we defined new bone patterns in long bone and rib fractures with each their specific characteristics, different for dry and fresh bones. In long bones we defined layered breakage, bone scales, crushed margins, flakes with flake defect, wave lines, and plastic deformation as perimortem specific traits. With layered breakage, wave lines, and flakes as the most valuable traits. In ribs we observed peels, folds, longitudinal lines, incomplete fractures, differential fracture edges on the internal and external part of the rib fracture, and plastic deformation. Of which incomplete fractures, plastic deformation, peels, and folds are specific perimortem traits.

CONCLUSION - The traits make it possible to differentiate perimortem from post-mortem fractures. Furthermore, some of the traits give information about the biomechanics of the fracture due to their location on the fracture. Additionally, in the case of long bones, flakes and plastic deformation may also be an indicator of trauma in intra vitam conditions, especially related with muscular reaction to injury, therefore narrowing the perimortem time gap. This might introduce a new timeframe; the intra vitam period, changing the anthropological paradigm. All these new insights presented in this study might be valuable for forensic anthropologists with their perimortem bone trauma analysis and may help them to solve complicated forensic cases.