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考古探索

生物人類學的生物側寫手段──骨骼與年齡鑑定

文‧圖提供/邊鈺皓

在本館486期電子報《生物人類學的生物側寫手段─談牙齒磨耗與年齡鑑定》篇文章,簡單介紹過利用牙齒磨耗做為年齡鑑定的方法。然而除了牙齒以外,身體的其他骨骼也可以提供一些年齡的資訊。

如同之前所說過的,「年齡」背後代表的核心概念其實是生物基本發展規則,亦即生長與衰老。換句話說,對於年齡的鑑定,實際上是針對人體生理特徵以及骨骼組織生長、發育、老化過程的詳細研究。簡單來說,生物人類學家透過判斷個體的骨骼處於哪一個生長階段抑或是衰退到哪一個階段來推測個體的死亡年齡。

成長

所謂成長(growth)指的是在個體發展過程中尺寸大小及形態的變化。以骨骼來說,自出生之後大致上包含了次級骨化中心(secondary ossification center)的出現、骨化以及癒合這三個階段。在幼年時期,活躍的骨化過程使得我們的骨骼在大小和形態上有著明顯的差異。因此,此一時期的年齡往往是透過「尺寸」以及「骨骼特徵的出現」來進行判斷。

各年齡距骨(左至右:新生兒、1歲半、6、10、12及18歲)(White et al. 2012)。

各年齡距骨(左至右:新生兒、1歲半、6、10、12及18歲)(White et al. 2012)。

舉例來說,下圖可以看到8個月、3歲、10歲以及17歲的手掌X光照,其中很明顯可以發現手腕內的8顆腕骨出現時間各有不同。此外,我們也可以發現圖中藍色的頭狀骨(capitate)隨著年齡的不同,在形態、尺寸上也有明顯的差異。

各年齡如8個月、3歲、10歲與17歲的手掌X光照,藍色為頭狀骨(capitate)(改自Gilsanz and Ratib 2005)。

各年齡如8個月、3歲、10歲與17歲的手掌X光照,藍色為頭狀骨(capitate)(改自Gilsanz and Ratib 2005)。

人類進入到青少年時期後,體型及各種特徵逐漸向成年人接近,這時候所關注的焦點就在骨骺(epiphysis)的癒合狀態。骨骺是長骨的末端部分,通常在生長過程中與骨幹分離。隨著年齡增長,這些由次級骨化中心發育出來的骨塊在青春期左右逐漸與骨幹或骨骼主體合併,並在20多歲時完成。

不同年齡階段如新生兒、1歲6個月、6、10、12與18歲的左脛骨(White et al. 2012)。

不同年齡階段如新生兒、1歲6個月、6、10、12與18歲的左脛骨(White et al. 2012)。

因此,通過觀察骨骺癒合的程度,我們可以大致判斷個體的年齡。簡單來說,我們身體內的這些骨骺癒合的時間大致上具有一定規則性,所以透過對於不同部位骨骺癒合的觀察,以及比較不同骨骼各自的癒合時間表,研究者可以判斷出個體的生物年齡。

人體各部位癒合時間(ADBOU 2015)。

人體各部位癒合時間(ADBOU 2015)。

衰老

隨著癒合線的消失,我們的身體開始進入到了下一個階段──衰老。相對於兒童與青少年的年齡判斷,對於成年人年齡判斷的準確度要來得低。其中一個重要原因是成人在生命過程經歷過的健康影響因子,相較於兒童與青少年要來得複雜許多。

針對成年人的年齡判斷方法,一般來說主要是針對骨與骨之間連結處(也就是關節)的消耗狀態進行觀察。隨著年齡增長,人體的關節隨著日常活動逐漸磨損和退化,這種退化過程通常會在特定的關節處留下痕跡。舉例來說,關節磨損最常見的部位包括髖關節和膝關節。髖關節和膝關節負擔人體的大部分重量,隨著時間的推移,這些關節的軟骨層逐漸變薄,甚至可能完全消失,導致骨骼之間的直接摩擦。這種情況通常會引起關節表面出現磨損的痕跡,如關節面的不規則形狀、邊緣增生和骨刺的形成。

然而,我們不難想像,這些關節受到個體差異的影響極大,生活方式、職業、運動習慣以及健康狀況等因素都可能影響關節的磨損程度。例如,一個網球選手的肘關節通常會比同年齡的辦公室工作者出現更嚴重的關節磨損,而一個嚴重肥胖者的膝關節也很可能比同齡同事的退化情形要嚴重許多。也因此,挑選「適合的關節」進行觀察變得極為重要。

從上述的內容來看,所謂「適合的關節」就是相對而言比較不容易受到生活方式、職業、運動習慣等狀況影響的關節,換句話說就是負擔較少、活動較少的關節,例如恥骨聯合、肋骨胸骨端等等。由於這些關節在日常生活中承受的壓力相對較小,因此其磨損程度更能反映個體的生理年齡而非生活方式。近年的調查指出,在全身上下眾多關節之中,學者們最常參考的關節分別依序為:恥骨聯合、肋骨胸骨端、骨盆耳狀面、牙齒磨耗以及顱骨縫線(Garvin & Passalacqua 2012)。

儘管關節磨損就學理上來說是一個相對可行的年齡指標,透過挑選負擔較少、活動較少的關節似乎能消除不少環境或行為所產生的誤差。但實際上,以學者們最常使用的恥骨聯合Suchey-Brooks方法為例(Garvin & Passalacqua 2012),其常見的男性第三期年齡估計範圍可達21-46歲(95% range),而女性四期甚至可達26-70歲(95% range)。

Suchey-Brooks法,各期別年齡對照表(Brooks & Suchey 1990)。
期別

男性

(95% Range)

女性

(95% Range)

I 15-23 15-24
II 19-34 19-40
III 21-46 21-53
IV 23-57 26-70
V 27-66 25-83
VI 34-86 42-87

更嚴峻的是,針對上述各類透過比較「狀態」來推斷年齡的方法,許多研究者也指出,在使用這類型方法進行年齡判斷時,還須注意該方法建立時使用的參考樣本(reference sample),避免年齡模擬效應(age mimicry)發生(Bocquet-Appel and Masset 1982)。換句話說,透過骨頭來進行年齡的判斷並不存在萬靈丹或是特效藥,沒有任何一個方法能夠精準地告訴我們個體的真實年齡。我們只能透過綜合觀察多個部位、結合多種年齡判斷方法並透過統計的手段去找出最可能的年齡範圍。

參考文獻

ADBOU (2015). Human Osteological Method. Anthropology Department of Forensic Medicine University of Southern Denmark.

Bocquet-Appel, J. P. and C. Masset (1982) Farewell to Paleodemography.  Journal of Human Evolution 12:321-333.

Brooks, S. and J. M. Suchey (1990) Skeletal age determination based on the os pubis: A comparison of the Acsádi-Nemeskéri and Suchey-Brooks methods. Human Evolution 5: 227–238.

Garvin, H. M., & Passalacqua, N. V. (2012). Current practices by forensic anthropologists in adult skeletal age estimation. Journal of Forensic Sciences, 57(2), 427-433.

Gilsanz, V., & Ratib, O. (2005). Hand bone age: a digital atlas of skeletal maturity. Springer.

Scheuer, L., & Black, S. M. (2004). The juvenile skeleton. Elsevier Academic Press.

White, T. D., Black, M. T., & Folkens, P. A. (2012). Human osteology (Third edition). Elsevier/Academic Press.

(本文作者為史前館南科館管理中心研究助理)