Sex estimation based on foramen magnum: a three-dimensional geometric morphometrics approach / Estimación del sexo basado en el foramen magno: un enfoque de morfometría geométrica tridimensional

ABSTRACT

SUMMARY: The foramen magnum is an important topographic opening which connects cranial cavity and spinal canal. The analysis of the bone material established that there are differences in the shape of the foramen magnum between individuals. The aim of this study was to determine sex based on shape and size of foramen magnum using geometric morphometrics method. A study was performed on three-dimensional models (3D models) of 214 human skulls of known sex and known age (141 male skulls and 73 female skulls). The skulls are located at the museum of Medical Faculty, University of Sarajevo. Skulls belong to Bosnian population from the mid-twentieth century. All examined skulls were scanned with a laser scanner to obtain their 3D models. On 3D models of the examined skulls, four landmarks were marked on foramen magnum. Analysis of sex determination was performed using the MorphoJ program. Results of this study showed that there are sex differences in the shape and size of the foramen magnum. Sex determination based on the shape and size of the foramen magnum was showed 65.25 % accuracy for male and 63.01 % accuracy for female using geometric morphometrics method. Examination of the effect of size of foramen magnum on sexual dimorphism of shape of foramen magnum showed a statistically significant effect. Sex determination based just on the shape of foramen magnum using geometric morphometrics method was possible with 62.41 % accuracy for male and 58.90 % accuracy for female on examined sample. Sex differences on shape and size of foramen magnum were found using geometric morphometrics method on three-dimensional models of the examined skulls. The percentage of accuracy was higher for male based on the shape and size of the foramen magnum than for female.

RESUMEN

El foramen magno es una importante abertura topográfica que conecta la cavidad craneal y el canal espinal. El análisis del material óseo estableció que existen diferencias en la forma del foramen magno entre individuos. El objetivo de este estudio fue determinar el sexo en función de la forma y el tamaño del foramen magno utilizando morfometría geométrica. El estudio se realizó en modelos tridimensionales (modelos 3D) de 214 cráneos humanos de sexo y edad conocidos (141 cráneos masculinos y 73 cráneos femeninos). Los cráneos se encuentran en el museo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Sarajevo. Los cráneos pertenecen a población bosnia de mediados del siglo XX. Todos los cráneos examinados fueron escaneados con un escáner láser para obtener sus modelos 3D. En los modelos 3D de los cráneos examinados, se marcaron cuatro puntos de referencia en el foramen magno. El análisis de determinación de sexo se realizó utilizando el programa MorphoJ. Los resultados de este estudio mostraron que existen diferencias de sexo en la forma y el tamaño del foramen magno. La determinación del sexo basada en la forma y el tamaño del foramen magno mostró una precisión del 65,25 % para los hombres y del 63,01 % para las mujeres utilizando morfometría geométrica. El examen del efecto del tamaño del foramen magno sobre el dimorfismo sexual de la forma del foramen magno mostró un efecto estadísticamente significativo. La determinación del sexo basada solo en la forma del foramen magno utilizando morfometría geométrica fue posible con una precisión del 62,41 % para los hombres y del 58,90 % para las mujeres en la muestra examinada. Se encontraron diferencias de sexo en la forma y el tamaño del foramen magno utilizando morfometría geométrica en modelos tridimensionales de los cráneos examinados. El porcentaje de precisión fue mayor para los hombres en función de la forma y el tamaño del foramen magno que para las mujeres.