Sexual dimorphism of paranasal sinuses: a CT scan analysis of the 21st Century Identified Skeletal Collection from the University of Coimbra

Abstract

This study addresses the field of forensic anthropology with a focus on sexual estimation, a critical area in the evolving field of identification and biological profiling. The project investigates anatomical variations in the nasal cavity and paranasal sinuses using computed tomography, highlighting their potential relevance in forensic investigations. Identification accuracy is crucial in forensic contexts, particularly in criminal cases and mass disasters, where sexual estimation is essential for constructing biological profiles. This study introduces a collection of identified skeletons from the 21st century (CEI_XXI) and proposes an assessment of nasal region variability as a method for sexual estimation using tomographic images from this collection. Methods include metric analysis to explore the potential dimorphism of this region, utilizing axial computed tomography (CT) as a non-invasive and reproducible tool essential for future analyses without sample degradation. The results aim to verify the viability of this sexual estimation method through statistical analysis of paranasal sinuses and the nasal region, evaluating their capability for individualization and dimorphism while discussing associated challenges and limitations.The intra-observer and inter-observer errors were calculated using the method described by Perini et al. (2005). Measurements recorded in an Excel sheet showed that the acceptable rates for these errors, which are <1.5% for intra-observer error and <2% for inter-observer error, were met. The results indicated that all calculated values fell within these acceptable ranges, demonstrating reliability in measurement techniques. A descriptive statistical analysis was conducted on the general sample and divided by sex, revealing notable trends. For example, the left maxillary sinus exhibited greater measurements than the right in most parameters. Similarly, the frontal sinuses showed aplasia in both sexes, with differences in measurements indicating that the left frontal sinus tends to be higher and longer than the right. In sex-specific analysis, males typically had larger sinus dimensions than females, indicating a significant sexual dimorphism in sinus measurements. The T-test analysis further confirmed significant differences between sexes in certain sinus dimensions, with the maxillary sinus height showing particularly strong differentiation. These findings suggest that paranasal sinus measurements could be valuable in forensic applications for sex estimation.

Este estudo aborda o campo da antropologia forense, com foco na estimativa sexual, uma área crucial no ramo da identificação e perfil biológico, que estão em constante evolução. O projeto investiga as variações anatômicas da cavidade nasal e dos seios paranasais utilizando tomografias computadorizadas, destacando a sua potencial relevância em investigações forenses. A precisão da identificação é crucial em contextos forenses, especialmente em casos criminais e desastres em massa, onde a estimativa sexual é um componente essencial para construção do perfil biológico. Este estudo analisa uma amostra de uma coleção de esqueletos identificados do século 21 (CEI_XXI) da Universidade de Coimbra e propõe uma avaliação da variabilidade da região nasal como método de estimativa sexual utilizando imagens tomográficas dos indivíduos desta coleção. Os métodos incluem análise métrica para explorar o potencial dimorfismo desta região, utilizando tomografias axiais computadorizadas (TAC) como ferramenta não invasiva e reprodutível, essencial para análises futuras sem degradação da amostra. Os resultados visam verificar a viabilidade deste método de estimativa sexual através de análise estatística dos seios paranasais e da região nasal, avaliando sua capacidade de individualização e dimorfismo, enquanto discute as dificuldades e limitações associadas.Os erros intra e interobservador foram calculados utilizando o método descrito por Perini et al. (2005). As medições registradas em uma planilha do Excel indicaram que as taxas aceitáveis para esses erros, <1,5% para erro intraobservador e <2% para erro interobservador, foram atendidas. Os resultados mostraram que todos os valores calculados estavam dentro desses intervalos aceitáveis, demonstrando a confiabilidade nas técnicas de medição.Foi realizada uma análise estatística descritiva na amostra geral e posteriormente dividida por sexo, revelando tendências notáveis. Por exemplo, o seio maxilar esquerdo apresentou medidas maiores do que o direito na maioria dos parâmetros. De forma semelhante, observou-se aplasia nos seios frontais em ambos os sexos, com diferenças nas medições indicando que o seio frontal esquerdo tende a ser mais alto e longo do que o direito. Na análise específica por sexo, os homens tipicamente apresentaram dimensões sinusais maiores do que as mulheres, indicando um dimorfismo sexual significativo nas medidas dos seios paranasais. A análise de Teste T confirmou ainda diferenças significativas entre os sexos em certas dimensões dos seios, com a altura do seio maxilar mostrando uma diferenciação particularmente forte. Esses achados sugerem que as medidas dos seios paranasais podem ser valiosas em aplicações forenses para estimativa de sexo