Evaluating the Practical Compatibility of Two Different Facial Soft Tissue Depth Datasets: A Recognition-Based Evaluation Using the Combination Method

Resumen Técnico: Evaluación de la Compatibilidad Práctica de Dos Diferentes Conjuntos de Datos de Profundidad de Tejidos Blandos Faciales

Planteamiento del Problema
La aproximación facial forense es una herramienta crítica para la identificación de restos óseos humanos cuando los métodos de identificación positiva fallan. La precisión de este proceso depende en gran medida de la aplicación de conjuntos de datos de Profundidad de Tejidos Blandos Faciales (FSTD, por sus siglas en inglés). Aunque existen diversos métodos para establecer estos conjuntos de datos —incluyendo la punción con aguja, la obtención de imágenes bidimensionales (2D) (radiografías, RM, TC) y el modelado digital tridimensional (3D)— existe una investigación práctica limitada que compare la compatibilidad de estos diferentes enfoques de medición. Estudios previos han señalado diferencias estadísticas entre los conjuntos de datos derivados de métodos 2D y 3D, pero el impacto práctico de estas variaciones en la reconstrucción facial final y la subsiguiente identificación por parte de observadores sigue sin estar claro. Este estudio aborda la brecha entre la varianza estadística en los datos de FSTD y el resultado práctico del reconocimiento facial.

Metodología
El estudio empleó una evaluación basada en el reconocimiento utilizando el "método de combinación" de aproximación facial manual 3D.

• Sujetos: El material consistió en tomografías computarizadas (TC) de cráneo de tres individuos (dos hombres de 55 y 76 años, una mujer de 28 años).
• Generación de Datos: Se derivaron dos conjuntos de datos de FSTD distintos de las mismas TC para cada sujeto: uno utilizando un método de medición 2D y otro utilizando un método de medición 3D. Ambos conjuntos de datos se basaron en estándares de la población griega adulta, ajustados por edad y sexo.
• Proceso de Reconstrucción:
  • Impresión 3D: Las TC se segmentaron para crear modelos de cráneo 3D. Se imprimieron en 3D dos copias de cada cráneo (utilizando impresoras Ultimaker 3 y Creality Ender-3) para facilitar la reconstrucción paralela.
  • Aproximación: El autor, quien no tenía experiencia previa en aproximación facial, realizó las reconstrucciones bajo condiciones ciegas (desconocía la identidad de los sujetos). Se pegaron marcadores de madera correspondientes a los valores específicos de FSTD de cada conjunto de datos (2D o 3D) en los cráneos en 15 puntos de referencia craneales.
  • Rasgos: Los músculos faciales y los tejidos blandos se modelaron utilizando arcilla de secado al aire. Los globos oculares se colocaron siguiendo los protocolos estándar, y la punta y el ancho de la nariz se desarrollaron utilizando estándares establecidos. Debido a la falta de partes inferiores del cráneo, no se reconstruyeron las bocas, y se omitieron las orejas, ya que la evaluación se centró en la vista frontal. No se añadieron rasgos relacionados con la edad (arrugas) ni cabello para evitar pistas de identidad.
• Evaluación: Se fotografiaron seis aproximaciones faciales (tres sujetos × dos conjuntos de datos). Estas fueron presentadas a 55 observadores (22 hombres, 33 mujeres, edades 18–67) en una prueba de "piscina de rostros" (face pool) y "calificación de semejanza". Se pidió a los observadores que identificaran a un individuo objetivo de un conjunto de imágenes y calificaran la semejanza en una escala de 1 (sin semejanza) a 5 (gran semejanza).
• Análisis Estadístico: Los datos se analizaron mediante SPSS. Las pruebas de chi-cuadrado determinaron si las identificaciones ocurrieron por encima del azar y se utilizó el análisis de frecuencia para las calificaciones de semejanza.

Resultos Clave

• Tasas de Reconocimiento: El estudio logró altas tasas de reconocimiento en todos los tres sujetos, significativamente por encima de los niveles de azar ($p < 0.01$).
  • Aproximación 1 (hombre de 76 años): 98.18% de identificación correcta.
  • Aproximación 2 (hombre de 55 años): 83.63% de identificación correcta.
  • Aproximación 3 (mujer de 28 años): 96.36% de identificación correcta.
• Compatibilidad de los Conjuntos de Datos: El uso de dos métodos diferentes de medición de FSTD (2D vs. 3D) no comprometió el reconocimiento facial. Los observadores reconocieron con éxito a los individuos objetivo independientemente de qué conjunto de datos se utilizara para la reconstrucción.
• Calificaciones de Semejanza: La mayoría de los observadores calificaron la semejanza como "cercana" (Puntuación 4) o "grande" (Puntuación 5). Ningún observador seleccionó "sin semejanza" (Puntuación 1) para ninguna de las aproximaciones.
• Factores Demográficos: Las observadoras femeninas demostraron generalmente tasas de reconocimiento más altas que los observadores masculinos, lo cual es consistente con la literatura psicológica existente sobre sesgos de reconocimiento facial.

Contribuciones Clave

• Validación Práctica: El estudio proporciona evidencia empírica de que las diferencias estadísticas entre los conjuntos de datos de FSTD 2D y 3D no se traducen necesariamente en fallos prácticos en la aproximación facial forense.
• Rigor Metodológico: Al utilizar las mismas TC, el mismo profesional y los mismos cráneos para ambos conjuntos de datos, el estudio aisló la variable del método de medición de FSTD, controlando la calidad de la imagen y la subjetividad del profesional en la fase de generación de datos.
• Reconstrucción Ciega: El uso de un profesional sin experiencia previa en aproximación facial resalta la robustez del método, incluso cuando es ejecutado por un novato, siempre que se sigan los protocolos estándar.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo concluye que, para el método de combinación manual 3D, la elección entre conjuntos de datos de FSTD 2D o 3D no pone en peligro el reconocimiento de los individuos objetivo. Los resultados sugieren que el impacto práctico de las diferencias entre estos conjuntos de datos es mínimo en cuanto a los resultados de reconocimiento facial.

Sin embargo, los autores mantienen una postura modesta respecto a las implicaciones más amplias:

• Limitaciones: El estudio reconoce que la falta de bocas y orejas en las reconstrucciones, junto con la inexperiencia del profesional, pudo haber influido en las calificaciones específicas de semejanza. La ausencia de indicadores de edad (arrugas) pudo haber afectado la percepción de los sujetos de mayor edad.
• Alcance: Los hallazgos son específicos para el método de combinación manual 3D. Los autores declaran explícitamente que no se pueden asumir resultados similares para los métodos computarizados 3D sin una investigación adicional.
• Dependencia del Profesional: El estudio refuerza que, si bien los métodos y estándares están claramente descritos, la precisión y el realismo de la aproximación final siguen dependiendo de la experiencia y la habilidad artística del profesional.

En resumen, el documento demuestra que los diferentes metodologías de medición de FSTD son prácticamente compatibles para la aproximación facial manual, apoyando el uso continuo de diversos conjuntos de datos en contextos forenses sin temor a comprometer el potencial de identificación.