新疆古代兒童顱骨正面觀投影面積的年齡間比較*

郝雙帆 陳慧敏 劉力銘 李海軍，3△ 張海龍 王 龍

（1 長(zhǎng)治學(xué)院歷史文化與旅游管理系，長(zhǎng)治 046011；2 中央民族大學(xué)民族學(xué)與社會(huì)學(xué)學(xué)院， 北京 100081；3 中國(guó)科學(xué)院脊椎動(dòng)物演化與人類起源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044； 4 新疆吐魯番學(xué)研究院，吐魯番 838000）

中國(guó)古代人群遺骸材料很多，考古學(xué)界近些年越來越重視人骨的體質(zhì)人類學(xué)研究，但兒童遺骸本身的研究一直沒有得到足夠重視，一般僅在古代人口數(shù)量統(tǒng)計(jì)及人口結(jié)構(gòu)研究時(shí)才將兒童遺骸納入考慮范疇，兒童顱骨的年齡變化、生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)研究還處于空白狀態(tài)，蘊(yùn)含的科學(xué)信息還有待發(fā)掘。國(guó)外研究展示的兒童顱骨的年齡變化規(guī)律是否適用于中國(guó)兒童還有待驗(yàn)證，中國(guó)古代兒童顱骨的生長(zhǎng)發(fā)育變化圖像還有待探索分析和描繪。新疆洋海墓地、扎滾魯克墓地都出土有不少兒童遺骸，其中很多兒童顱骨保存狀況完好。本研究以新疆且末扎滾魯克墓地出土的兒童顱骨為研究對(duì)象，嘗試通過測(cè)量?jī)和B骨正面觀的投影面積來探討古代兒童頭顱生長(zhǎng)發(fā)育的年齡變化。探討該人群兒童頭顱的生長(zhǎng)發(fā)育模式，對(duì)了解古代兒童顱骨的生長(zhǎng)發(fā)育、年齡變化等具有十分重要的意義。

1 材料和方法

1.1 研究及對(duì)比材料

扎滾魯克古墓群位于新疆維吾爾族自治區(qū)且末縣托格拉克勒克鄉(xiāng)扎滾魯克村，是昆侖山北麓發(fā)現(xiàn)的最大墓葬群之一。本研究材料來自扎滾魯克墓地第二期文化墓葬，年代為春秋-西漢，屬于且末國(guó)文化時(shí)期，距今約2600 ～1900 年[1]。兒童顱骨（2 ～15 歲）41 例，大多保存完好。

新疆洋海墓地位于新疆鄯善縣吐峪溝鄉(xiāng)洋海夏村，吐魯番盆地火焰山南麓的荒漠戈壁地帶，墓地主要分布在相對(duì)獨(dú)立并毗鄰的三塊略高出周圍地面的臺(tái)地上。時(shí)代為公元前13至公元前3世紀(jì)。該墓地出土的古人顱骨中，包含422例成人顱骨，67例兒童顱骨，大多保存良好，其中幼兒期和童年期占全部?jī)和?8.9%，少年期（13 ～15歲）占11.1%。

1.2 兒童年齡鑒定

參考《人體測(cè)量手冊(cè)》[2]和《人骨手冊(cè)》[3]，根據(jù)前囟閉合與否、乳牙恒牙萌出狀況、牙齒磨耗情況等，對(duì)兒童顱骨進(jìn)行綜合年齡鑒定。為了便于比較，根據(jù)年齡鑒定結(jié)果，將樣本分為5 個(gè)年齡組：2 ～3 歲組（4 例），3 ～6 歲組（6 例），6 ～9 歲組（7例），9 ～11 歲 組（9 例），12 ～15 歲組（15 例），共41 例。

1.3 拍照與面積測(cè)量

把顱骨置于法蘭克福平面上進(jìn)行拍攝，并放置比例尺，拍照時(shí)為使比例尺與所拍攝平面基本處于同一水平面，將比例尺放置在顱骨表面，對(duì)41 例兒童顱骨正面觀進(jìn)行拍攝。拍攝時(shí)，相機(jī)鏡頭平面要與法蘭克福平面保持垂直。

圖1 運(yùn)用CAD 計(jì)算正面觀面積Fig 1 Using CAD software to calculate the anterior area

運(yùn)用Auto CAD2007 分別計(jì)算顱骨正面觀面積及各部分面積（包括額骨、上頜骨面積）（圖1）。為簡(jiǎn)化處理并減小誤差，上頜骨面積的計(jì)算中包括了鼻骨、梨狀孔面積。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS Statistics 19 統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)不同年齡組測(cè)量值進(jìn)行方差分析及多重比較（選用LSD 方法）。并計(jì)算其年齡間變化率，計(jì)算公式如下：

年齡間變化率（%）=100%×（X2－X1）/X1，X1和X2分別代表年齡較早和較晚的兩個(gè)年齡組同項(xiàng)測(cè)量值的平均值。

2 結(jié)果

2.1 正面觀整體投影面積的年齡變化

扎滾魯克墓地2 ～3 歲（4 例）、3 ～6 歲（6 例）、6 ～9 歲（7 例）、9 ～11 歲（8 例）、12 ～15 歲（15例）5 個(gè)年齡組正面觀平均投影面積分別為：72.63 cm2、82.81 cm2、88.18 cm2、88.02 cm2、98.44 cm2，除9 ～11 歲年齡組，正面觀投影面積隨年齡變化逐漸增大（圖2）。根據(jù)方差分析可知，兒童不同年齡組間正面觀投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）。LSD 多重比較顯示，2 ～3 歲組與3 ～6歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.037），3 ～6 歲組與6 ～9 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.193），6 ～9歲組與9 ～11 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.967），9 ～11 歲組與12 ～15 歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.002）。根據(jù)年齡間變化率分析，正面觀投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6 歲（14.02%）和12 ～15 歲（11.84%）（表1）， 反 映 出3 ～6 歲、12 ～15 歲為正面觀投影面積的突增期。

表1 兒童頭骨正面觀投影面積的年齡組間比較Tab 1 The comparison of the anterior projection area of children's skulls between age groups

2.2 正面觀各部分投影面積的年齡變化

2.2.1 額骨投影面積的年齡變化 扎滾魯克墓地2 ～3 歲（4 例）、3 ～6 歲（6 例）、6 ～9 歲（7 例）、9 ～11 歲（8 例）、12 ～15 歲（15 例）5 個(gè) 年 齡 組額骨平均投影面積分別為：35.65 cm2、40.50 cm2、40.37 cm2、40.65 cm2、44.46 cm2，額骨投影面積隨年齡變化有增大趨勢(shì)（圖3）。根據(jù)方差分析可知，兒童不同年齡組間額骨投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.015）。LSD 多重比較顯示，2 ～3 歲組與3 ～6歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.104），3 ～6 歲組與6 ～9 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.960），6 ～9歲組與9 ～11 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.908），9 ～11 歲組與12 ～15 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.061）。根據(jù)年齡間變化率分析，額骨投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6 歲（13.60%）和12 ～15 歲（9.37%）（表1），反映了額骨投影面積在3 ～6 歲和12 ～15 歲2 個(gè)年齡段發(fā)生了顯著 增長(zhǎng)。

圖2 頭骨正面觀投影面積的年齡變化Fig 2 The age-related change of the projection area of the anterior view of the skull

圖3 額骨投影面積的年齡變化Fig 3 The age-related change of the projection area of the frontal bone in the anterior view of the skull

2.2.2 上頜骨投影面積的年齡變化 扎滾魯克墓地2 ～3 歲（4 例）、3 ～6 歲（6 例）、6 ～9 歲（7例）、9 ～11 歲（8 例）、12 ～15 歲（15 例）5 個(gè)年齡組上頜骨平均投影面積分別為：17.28 cm2、21.12 cm2、25.49 cm2、25.95 cm2、30.19 cm2，上頜骨投影面積隨年齡變化逐漸增大（圖4）。根據(jù)方差分析可知，兒童不同年齡組間上頜骨投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000）。LSD 多重比較顯示，2 ～3 歲組與3 ～6 歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.060），3 ～6歲組與6 ～9歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.015），6 ～9歲組與9 ～11歲組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.771），9 ～11歲組與12 ～15歲組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.003）。根據(jù)年齡間變化率分析，上頜骨投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6歲（22.22%）、6 ～9歲（20.69%）和12 ～15歲（16.34%）（表1），反映了上頜骨投影面積在3 ～6歲、6 ～9歲和12 ～15歲3個(gè)年齡段發(fā)生了顯著增長(zhǎng)。

2.2.3 額骨、上頜骨投影面積與正面觀投影面積的比例 計(jì)算5 個(gè)年齡組（2 ～3 歲，3 ～6 歲，6 ～9歲，9 ～11 歲，12 ～15 歲）額骨投影面積、上頜骨投影面積與正面觀投影面積的比例關(guān)系（表2），可以觀察到，額骨投影面積與正面觀投影面積的比值（square of frontal bone/square of anterior view，S frontal bone/S anterior view）隨年齡逐漸減小，反映出隨年齡增大額骨投影面積在正面觀投影面積中所占的比例逐漸減?。簧项M骨投影面積與正面觀投影面積的比值（square of maxilla /square of anterior view，S maxilla /S anterior view）隨年齡逐漸增大，反映出隨年齡增大上頜骨投影面積在正面觀投影面積中所占的比例逐漸增大。這與上述統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示的上頜骨投影面積隨年齡的變化趨勢(shì)基本一致。

圖4 上頜骨投影面積的年齡變化Fig 4 The age-related change of the projection area of the maxilla in the anterior view of the skull

圖5 額骨、上頜骨投影面積與正面觀投影面積 比例的年齡變化Fig 5 The age-related change of S frontal bone /S anterior view and S maxilla /S anterior view

3 討論

3.1 古今兒童顱骨生長(zhǎng)發(fā)育的年齡變化規(guī)律

一般認(rèn)為，從出生到7 歲是顱骨的生長(zhǎng)期，這個(gè)階段顱骨生長(zhǎng)最快，因牙齒萌出和鼻旁竇相繼出現(xiàn)，使面顱迅速擴(kuò)大，從7 歲到性成熟期是相對(duì)靜止期，顱骨生長(zhǎng)緩慢，但逐漸出現(xiàn)性別差異等。

國(guó)外不少學(xué)者做了古代兒童顱骨生長(zhǎng)發(fā)育的研究，探討了兒童顱骨生長(zhǎng)發(fā)育的年齡變化規(guī)律及特點(diǎn)。Okazaki[4]測(cè)量了144 例日本彌生時(shí)代、中世紀(jì)（室町時(shí)代）及現(xiàn)代不同年齡的兒童顱骨，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代人群的兒童顱指數(shù)（cranial index）在不同年齡段有明顯變化，而中世紀(jì)兒童幾乎不變，這可能源于腦顱圓隆化的演化趨勢(shì)。兒童面部形狀隨年齡趨于高窄化，梨狀孔也趨于高窄化。

通過測(cè)量542 例兒童（年齡為1 ～17 歲）的CT 掃描圖像，Waitzman 等[5]認(rèn)為5 歲時(shí)“頭蓋骨-眼眶上面部”區(qū)域的總體尺寸已經(jīng)達(dá)到成人尺寸的85%。

一些研究者已經(jīng)證實(shí)了頭部的發(fā)育存在頭圍突增 期[6-7]。Caino 等[8]在151d內(nèi)追蹤測(cè)量8例健康嬰兒頭圍，接受測(cè)試的所有嬰兒的頭圍尺寸均經(jīng)歷了急劇變化期、持續(xù)生長(zhǎng)期和停滯期。侯海東等[9]追蹤測(cè)量112 名0 ～6 歲中國(guó)包頭嬰兒的頭圍，發(fā)現(xiàn)在生命第一年頭圍增長(zhǎng)最快，第2、3 年頭圍仍快速增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度小于第一年，3 歲以上兒童頭圍的增長(zhǎng)速度大大減慢，接近成人水平。包月昭等[10]對(duì)河南省新鄉(xiāng)地區(qū)4 ～13 歲漢族兒童頭面部進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示頭寬在各年齡組的變化（增長(zhǎng)）不大，頭長(zhǎng)變化（增大）明顯。4 ～13 歲兒童面部增長(zhǎng)最多的是眼外角間寬，然后依次為形態(tài)面高、容貌面高、鼻高、面寬、額最小寬、口寬、下頜角間寬、鼻寬。頭長(zhǎng)寬指數(shù)曲線隨年齡的增加而下降，說明頭長(zhǎng)的發(fā)育速度較頭寬相對(duì)快些，隨著年齡的增加，頭的形狀逐漸變長(zhǎng)；頭長(zhǎng)高指數(shù)和頭寬高指數(shù)曲線隨年齡變化的趨勢(shì)不大明顯，說明頭高發(fā)育較頭長(zhǎng)慢；面高和面寬的發(fā)育是非等比性的，面寬的發(fā)育速度小于面高，即隨著年齡的增加，面部的上下徑相對(duì)變大。

3.2 扎滾魯克墓地兒童正面觀投影面積的年齡變化特點(diǎn)

根據(jù)方差分析、多重比較及年齡間變化率分析，古代兒童正面觀相應(yīng)面積的年齡變化有如下特點(diǎn)。

5 個(gè) 年 齡 組（2 ～3 歲，3 ～6 歲，6 ～9 歲，9 ～11 歲，12 ～15 歲）的顱骨正面觀投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2 ～3 歲組與3 ～6 歲組有差異，9 ～11 歲組與12 ～15 歲組有差異。根據(jù)年齡間變化率分析，正面觀投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6歲（14.02%）和12 ～15 歲（11.84%）。這提示3 ～6歲、12 ～15 歲為正面觀投影面積的突增期。

5 個(gè)年齡組（2 ～3 歲，3 ～6 歲，6 ～9 歲，9 ～11歲，12 ～15 歲）的額骨投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。根據(jù)年齡間變化率分析，額骨投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6 歲（13.60%）和12 ～15 歲（9.37%）。這提示額骨投影面積的突增期主要發(fā)生在3 ～6 歲和12 ～15 歲。

表2 額骨、上頜骨投影面積與正面觀投影面積的比例Tab 2 The ratio between the frontal or maxillary projection area and the anterior projection area

5 個(gè) 年 齡 組（2 ～3 歲，3 ～6 歲，6 ～9 歲，9 ～11 歲，12 ～15 歲）的上頜骨投影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3 ～6 歲組與6 ～9 歲組有差異，9 ～11歲組與12 ～15 歲組有差異。根據(jù)年齡間變化率分析，兒童上頜骨投影面積的增長(zhǎng)主要發(fā)生在3 ～6歲（22.22%）、6 ～9 歲（20.69%） 和12 ～15 歲（16.34%）。這提示上頜骨投影面積的突增期主要發(fā)生在3 ～6 歲、6 ～9 歲和12 ～15 歲。

5個(gè) 年 齡 組（2 ～3歲，3 ～6歲，6 ～9歲，9 ～11歲，12 ～15歲）額骨、上頜骨投影面積與正面觀投影面積的比例關(guān)系分析顯示，隨年齡增大，額骨投影面積在正面觀投影面積中所占的比例逐漸減??；上頜骨投影面積在正面觀投影面積中所占的比例則逐漸增大。這與上述統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示的上頜骨投影面積隨年齡的變化趨勢(shì)基本一致。

3.3 與洋海墓地顱骨材料的對(duì)比及相應(yīng)啟示

韓康信等[11]對(duì)洋海兒童顱骨進(jìn)行了測(cè)量及年齡組間對(duì)比研究。將人群分為3 組：童年組（1 ～7歲），少年組（8 ～14 歲），成年組。認(rèn)為少年時(shí)期（8 ～14 歲）的洋海顱骨便體現(xiàn)出種族鑒定相關(guān)的體質(zhì)特點(diǎn)，如：洋海鼻骨橫截面明顯隆起，鼻骨較隆起，眶形較矮化，顴骨更低狹，顴寬更窄，面部扁平度明顯弱化，顱形更長(zhǎng)化等。在整個(gè)兒童階段，腦顱的生長(zhǎng)幅度、速度大于面顱。在不同年齡組間，顱骨尺寸年齡變化不是勻速的。這些反映出洋海古代兒童生長(zhǎng)發(fā)育過程中的顱骨測(cè)量性狀發(fā)育不平衡現(xiàn)象，也為進(jìn)一步探討兒童顱骨生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律提供了重要基礎(chǔ)信息。洋海兒童顱骨中，有不少營(yíng)養(yǎng)不良或缺鐵性貧血引起的篩狀眶病變案例，也有腦積水癥病例（舟狀顱病例ⅡM166），這種疾病更會(huì)影響顱骨的形態(tài)及尺寸。一些兒童顱骨上有暴力打擊的痕跡（如洋海ⅡM93，ⅡM44）。營(yíng)養(yǎng)狀況、古病理狀況等也可能對(duì)本研究所探討的顱骨尺寸年齡變化特點(diǎn)產(chǎn)生影響，但目前還很難完全排除這些因素的影響，因?yàn)檫@些兒童的死因還很不明確。未來擬結(jié)合考古背景、健康狀況、疾病考古等進(jìn)行綜合分析，同時(shí)擬與醫(yī)院開展合作研究，收集現(xiàn)生兒童的顱骨數(shù)據(jù)（如CT 掃描數(shù)據(jù)等），這樣可以更清晰地勾畫出兒童階段頭面部形態(tài)的具體生長(zhǎng)發(fā)育變化，并分析兒童生長(zhǎng)發(fā)育中的階段性和連續(xù)性，生長(zhǎng)發(fā)育速度的不均衡性，各部位生長(zhǎng)模式的時(shí)間順序性與統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，生長(zhǎng)軌跡現(xiàn)象和生長(zhǎng)關(guān)鍵期等，綜合探討古代及現(xiàn)生兒童頭面部生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。