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本研究开发了TA3-V1.0计算机程序,通过整合47个骨骼结构的69个年龄过渡曲线,利用覆盖四大洲的1638具现代已知年龄骨骼数据,实现更精确的年龄估计,支持不完整遗骸分析并生成置信区间,相关系数达0.92。
Jesper L. Boldsen | Thomas Wulff Heissel | Sara M. Getz | Svenja Weise | Magnus Victor Boock | Luís Cruz-Filipe | Stephen D. Ousley | George R. Milner
ADBOU,南丹麦大学,Campusvej 55,奥登塞 M DK5230,丹麦
摘要
通过开发一个名为TA3-V1.0的计算机程序,可以更容易地利用多条年龄转换曲线来估算成人骨骼的年龄。该程序为47个骨骼结构以及69个从某一阶段到下一阶段的转换生成了相应的曲线。数据来源于来自四大洲的1638具已知年龄的现代骨骼,这些样本涵盖了人类在遗传起源、文化归属和活动模式方面的多样性。TA3-V1.0程序可以生成年龄的点估计值(最大似然估计值)和置信区间(80%、90%和95%)。由于研究人员经常遇到不完整的遗骸,因此会根据存在的解剖结构及其外观进行个性化估计。程序内置了几种先验分布,以满足特定的法医和考古需求。TA3-V1.0程序能够估算整个成年期的年龄。经过老年调整后,使用该样本的骨骼计算出的实际年龄与估计年龄之间的相关性为0.92;未经调整时,这一相关性为0.91。
引言
在法医调查中,估算死亡年龄是个体识别的关键组成部分[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]。在生物考古学研究中,它也是确定过去人群结构和疾病经历的核心[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]。一个多世纪以来,研究人员一直在探索如何利用骨骼结构来估算成人的年龄[2]、[3]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]。这些研究主要集中在骨骼的少数几个部分,尤其是耻骨联合、髂耳表面和颅缝[21]、[22]、[23]。然而,无论使用哪些骨骼结构或采用何种处理方法,传统的估算方法都会导致不准确、不精确且有偏的成人年龄估计[8]、[9]、[10]、[12]、[16]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]、[30]、[31]、[32]、[33]、[34]、[35]。此外,对于那些死亡时年龄超过50岁的人,我们几乎无法了解他们的更多信息,只能知道他们已经很老了。
2015年,由美国国家司法研究所(NIJ)资助的研究项目旨在解决这些问题。该项目包括三个部分:定义骨骼年龄指标、绘制这些指标与年龄之间的关系图,并开发一个计算机程序以生成个性化的年龄估计。这些年龄指标中的许多是首次用于年龄估算的,被称为“转换分析3”(TA3)结构。这一名称将它们与早期公开发布的转换分析计算机化版本TA1和TA2(有时称为ADBOU)中的骨盆关节和颅缝特征区分开来[36]。这里介绍的转换分析版本基于来自四个国家(美国、葡萄牙、泰国和南非)的47个骨骼结构和1638个个体。选择这样的多样化样本是为了开发一种普遍适用的年龄估算方法,而不局限于特定的遗传起源、文化归属或活动模式。
骨骼数据收集、年龄指标定义和年龄转换曲线的生成在另一篇论文[37]中有详细说明。本文描述了如何结合多个年龄指标来估算具有特定骨骼特征的人在特定年龄死亡的概率,以及用于实现这一目的的计算机程序。对于可观察到的多种年龄指标组合,程序会生成一个年龄的点估计值以及一个可能包含其真实年龄的区间。这一过程由TA3-V1.0计算机程序辅助完成;程序名称中的“TA3”指的是骨骼特征,“V1.0”表示程序版本。该程序的测试版于2024年底发布以收集意见。更新后的版本可从github.com/wulffheissel/TransitionAnalysis和doi.org/10.26208/VTHF-DR64下载。
转换分析
本研究基于两个假设:某些骨骼指标会随着年龄的增长而发生单向变化,当这些指标结合使用时,可以提供合理的年龄估计[36]。以往的研究主要集中在骨盆关节和颅缝上,但本文使用了更广泛的骨骼结构。Milner等人[37]提供了从某一阶段到下一阶段的所有变化的年龄转换曲线。
骨骼
TA3-V1.0的年龄估计值是基于1638具已知年龄的现代骨骼数据生成的转换曲线得出的。研究分析了五个骨骼收藏:美国田纳西大学的UTK捐赠骨骼收藏和Mercyhurst大学的捐赠人类骨骼学收藏;泰国清迈大学的清迈收藏;以及
单个骨骼记录
对于每个骨骼结构,观察者会记录其对应的阶段。这些信息可以直接输入程序,或者填写纸质表格以供后续数据输入(见补充材料第5节)。程序安装说明可以在补充材料第1节找到。
结果
TA3-V1.0程序的适用性需要其他研究人员通过验证不同大规模已知年龄骨骼样本来检验。理想情况下,这些样本应来自TA3-V1.0开发过程中未涉及的地区。尽管如此,该程序在估算当前样本中个体的年龄方面的表现仍可作为一个初步的成功指标。
样本组成
这个骨骼样本对于年龄估算方法来说比较特殊,因为其中大多数样本属于特定的地理或祖先群体。纳入多个参考收藏是有意为之,目的是为了从人类变异的噪声中提取与年龄相关的信息。样本需要具有多样性,因为来自不同地理区域、文化背景和遗传背景的骨骼对于捕捉潜在的年龄差异至关重要。
结论
本研究——包括TA3-V1.0程序以及配套论文[37]中描述的骨骼结构和阶段——利用了多种解剖结构来估算成人骨骼的年龄。与传统年龄估算方法相比,可以使用更多的骨骼结构来实现这一目标。
TA3-V1.0程序在早期仅基于少数骨骼结构的基础上进行了改进[36]。每个TA3-V1.0骨骼结构都会随着年龄的增长而发生明显的变化。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:George R. Milner表示获得了美国国家司法研究所的财务支持;Jesper L. Boldsen和Stephen D. Ousley也表示获得了相同的支持。如果还有其他作者,他们声明自己没有已知的利益冲突。
致谢
本研究得到了美国国家司法研究所的资助(项目编号:2014-DN-BX-K007),资助对象为GRM、JLB和SDO。感谢以下个人和机构慷慨提供参考收藏的访问权限:Dawnie W. Steadman和Lee Meadows Jantz(田纳西大学法医人类学中心的UTK捐赠骨骼收藏);Dennis Dirkmaat和Steven A. Symes(Ted Rathbun骨骼学实验室的捐赠人类骨骼学收藏)。