人类颅骨厚度研究的概述与展望

李海军 杨筱雨 赵钰洁

摘要：颅骨厚度是重要的解剖学特征，也是常见的测量项目，在体质人类学研究中具有重要意义。目前关于颅骨厚度的研究主要集中在颅骨厚度的年龄与时代变化、人群间和性别间的差异、颅骨厚度的影响因素和与力学性能的关系等几个方面。颅骨厚度的相关研究有助于我们更为全面地了解人类颅骨的形态变异和进化情况。国内对颅骨厚度的关注相对较少，本文通过梳理和归纳已有关于颅骨厚度研究的相关文献数据与结论，对颅骨厚度相关研究进展及其测量方法进行了概述，并对国内颅骨厚度研究作了简要回顾和展望。

关键词：人类；颅骨；厚度

颅骨厚度（cranial vault thickness） 是指颅骨骨壁内面到外面的距离，是体质人类学研究中常选测量特征之一。在医学领域，研究颅骨厚度的分布特点及性别、年龄、人群间差异，有助于提高脑部疾病临床诊断的正确率和手术成功率[1]；在法医人类学领域，即使是碎片化的颅骨，其厚度特点依然可以为身份识别提供重要信息[2，3]；在考古学领域，颅骨厚度的分布特点及异常变化，可以助力分析变形颅骨的类型特征、施力方式及相关工具，并为研究社会现象、文化行为、社会关系等问题提供依据[3，4]。

本文尝试梳理国内外相关文献，对颅骨厚度的年龄和时代变化、人群和性别差异、影响颅骨厚度的因素、骨壁厚度对颅骨力学性能的影响，以及颅骨厚度的测量方法等方面的研究现状进行概述，并对国内颅骨厚度的研究做简要回顾和展望。

1 随年龄的变化

有学者研究发现，在儿童阶段与青春期阶段，颅骨厚度随年龄增长而增加。Smith 等对美国圣路易斯儿童医院46 例0～18 a 受试者的颅脑CT（Computed Tomography） 数据进行研究，发现从出生到18 a，颅骨厚度随着年龄的增长而增加[2]。Kamnikar 等人分析了法国巴黎74 例0～16 a 儿童（37 例男性，37 例女性）的颅脑CT 数据，发现人字点（lambda）和颅顶处（vertex） 的颅骨厚度在这一年龄段内随年龄的增长而增加[5]。李海军等研究了新疆扎滚鲁克墓地3 例前囟区域有骨骼缺失的儿童颅骨（3～6 a），认为是前囟延迟闭合现象，而不是破损所致。主要判断依据为医学分析软件mimics research 21.0 中的颅骨厚度彩色分布图（color map） 所揭示的前囟区域生长愈合过程中的厚度变化特点：前囟完全闭合的同年龄段儿童，前囟及附近区域的骨壁厚度均匀，而这3 例标本呈现出越接近前囟区域则骨壁越薄的渐变特点，且没有相应的骨折断面痕迹（图1）[6]。

还有学者对颅骨厚度在不同年龄段的增长速度进行了研究。Adeloye 等人对美国出生5周至80 a 的300 例黑人和200 例白人的颅骨厚度进行测量，发现无论黑人还是白人，颅骨厚度都在20 a 以前迅速增加，之后增速变缓并趋于平稳[7]。Zaichenko 等对60 例1～21 a 的颅骨进行分析，发现颅穹部分颅骨厚度生长的最大速度出现在15～16 a[8]。Calderbank 等通过测量美国德州39 例0～18 a 的受试者顶骨和额骨的厚度，发现在0～18 a，年龄和颅骨平均厚度之间存在正相关关系；其中0～4 a 年龄段受试者的颅骨厚度增长速度最快[9]。

Anzelmo 等人对阿根廷的143 例0～31 a 受试者的头颅CT 进行分组并评估颅骨厚度的个体发育程度，发现儿童组（0～6 a） 和青少年组（7～17 a） 之间颅骨厚度的生长变化速度存在显著差异，儿童组显著快于青少年组，而青少年组（7～17 a） 和成人组（18～31 a） 之间的颅骨厚度的生长变化速度没有显著差异，因此认为颅骨厚度在儿童期变化显著（6 a 以前增长速度最快），青春期及以后变化不显著[10]。

与儿童和青春期的表现有所不同，成人后的颅骨厚度基本不存在显著的年龄差异，但也可能存在细微的年龄变化。Adeloye 等发现黑人和白人的颅骨厚度都在50～70 a 期间（研究对象为5 周～80 a 人群）达到最大值后有微小幅度的变薄趋势，并认为这种在高龄者中发生的变薄趋势可能与疾病等因素有关[7]。Lillie 等人对美国123 例20～100 a 的头颅样本（60名男性，63 名女性）进行数据分析，发现男性和女性的颅骨厚度都表现出随年龄增长而增长的趋势，但这种趋势在统计学上并不显著[11]。De Boer 等通过对荷兰1097 例尸体数据（716 例男性，381 例女性）进行研究，发现在19 a 以下的个体中，额叶、颞叶和枕叶的颅骨厚度均与生长指标（体质量、身高、年龄）呈中度或高度相关；而成年人（19 a 以上）中，颅骨厚度与身高、年龄之间没有显著相关性[12]。Smith 等测量了111 例15～50 a 的来自12000 年前以色列和约旦等近东人群颅骨的厚度，发现近东人群中颅骨厚度在15 a 以后随年龄变化而变化的趋势并不显著[13]。Moreira-Gonzalez 等测量了美国俄亥俄州克利夫兰自然博物馆中收藏的281 例21～105 a 的干燥颅骨的额骨、枕骨和顶骨部位共40 个标志点的颅骨厚度，结果显示，颅骨厚度为5.3～7.5 mm，平均厚度为6.32 mm，未发现21 a 及以上个体的颅骨厚度存在显著的年龄差异[14]。Dodo 测量了日本17～90 a 的105 名男性和47名女性的颅骨厚度，发现现代日本人颅骨厚度不存在明显的年龄变化[15]。

另外，也有学者对颅骨的内外板层、板障层的厚度与年龄的关系进行了研究。Lynnerup 等对丹麦哥本哈根大学法医学研究所64 例个体（43 名16～90 a 男性，21 名23～84 a 女性）的颅骨板障层厚度进行研究，并测量其四个部位的数据：前囟前1 cm 处；人字缝点后1 cm 处；左右侧颅阔点（euryons）。结果显示4 个部位的颅骨板障层厚度与性别、身高、体质量没有显著相关性，在年龄方面只表现出非常微弱的变化；与其他年龄的个体相比，50～60 a 女性板障层厚度较小，60 a 以上男性板障层厚度略有增加[16]。Sabanciogullari 等研究了土耳其安纳托利亚中部地区（mid-Anatolian）305 例4～90 a 个体（188名男性，117 名女性）的磁共振图像（magnetic resonance image， MRI），发现颅骨的板障层厚度随着年龄的增长而增加（P<0.05），61 a 及以上个体的平均板障层厚度大于其他年龄组（0～20 a 组、21～40 a 组、41～60 a 组）（P<0.001）[17]。Gil 等对12～18 世纪来自西班牙阿尔曼萨地区的三个不同年龄段（1 名儿童、1 名青少年、1 名成年人）的完整颅骨的厚度进行对比研究，发现青少年的内外板较儿童厚，板障层较儿童薄，成人的板障层厚度则较青少年厚，且所有年龄段颅骨的板障层均在骨壁构成中占最大比例[18]。Lillie 等人发现虽然在20 a 以后颅骨厚度（外板、板障与内板的厚度总和）的年龄变化无论男女都不显著，但男女性的颅骨内外板层（骨皮质）厚度的年龄变化趋势差异很大，通过对美国123 例20～100 a 的头颅样本（60 名男性，63 名女性）的CT 测量，发现女性顶骨、枕骨和额骨的内外板厚度从20 a 到100 a 随年龄增长均明显减少，减少程度高达36%～60%，具体表现为随年龄增长，女性颅骨的内外板变薄，板障层变厚；而男性的颅骨内外板厚度的年龄变化并不显著[11]。

综上所述，颅骨厚度的生长发育与年龄有一定相关性。从多数学者的研究来看，未成年时期颅骨厚度随年龄增长显著生长，成年后的颅骨厚度变化与年龄之间的相关性在统计学上并不显著，但仍可观察到成年以后颅骨厚度存在着细微的年龄变化；老年时期则可能因为疾病等导致颅骨厚度相对变薄。

2 随时代的变化

人类进化过程中，颅骨厚度可能存在随着时代推移而逐渐变薄的现象[19]。魏敦瑞对北京猿人（距今约70 万年）进行研究， 并将其与梭罗人（Homo erectus soloensis）（距今约55～10.8 万年）、尼安德特人（距今约43～2.5 万年）和现代人进行对比，发现北京猿人的颅骨厚度最厚，其次是梭罗人，然后是尼安德特人，最薄的是现代人，因此认为颅骨厚度随着时代推移逐渐变薄[20]。Brown 将亚洲直立人和中国发现的智人进行对比，发现亚洲直立人的颅骨厚度明显厚于中国发现的智人，因此认为颅骨厚度可能是区分直立人和智人的重要解剖学特征之一[21]。Copes 等人测量了29 例亚洲直立人、8 例非洲直立人和96 例现代人的颅骨厚度，并进行对比分析，发现亚洲直立人和非洲直立人的顶骨和额骨厚度均大于现代人群[22]。Dodo 在现代日本人（105 名男性，47 名女性，17～90 a）和绳文时代人群（35 名男性，20 名女性，距今6000～2000 BP）的颅骨上用游标卡尺直接测量六个解剖学参考点处的厚度（左右额结节、前囟点、左右顶结节和人字缝点）。研究发现绳文时代男性人群的颅骨厚度明显大于现代日本男性，日本人近两千年以来的颅骨厚度变化趋势与世界上很多人群的时代变化趋势一致，认为颅骨厚度减小是全新世颅骨尺寸缩小伴随的普遍现象之一[15]。

Balzeau 发现尼安德特人的颅骨厚度整体上比现代智人薄，厚度分布特点也有所不同。Balzeau 以9 例尼安德特人（4 例来自东欧，5 例来自西欧）和20 例现代智人（5 例来自欧洲旧石器时代遗址，3 例来自欧洲中石器时代遗址，12 例来自北非旧石器时代遗址）的颅骨为样本，进行CT 扫描及虚拟切割，经过眉间点、前囟点、人字点和颅后点截取正中矢状面，在正中矢状面取60 个标志点并对其厚度进行测量，发现：1）在额骨区域，尼安德特人的颅骨厚度从额圆枕（frontal torus） 区域到额鳞中部迅速且均匀地减少，但这种变化在现代智人中表现并不明显，现代智人的额鳞中部较尼安德特人厚；2）在枕骨区域，两组样本的枕外隆突处的厚度均大于枕骨其他区域，但尼安德特人枕外隆突处厚度增幅较现代智人小，枕骨厚度与现代智人相比整体相对均匀；3）骨壁的厚度特点不支持“尼安德特人和智人在头骨形态上具有连续性”的观点[23]。本文作者认为上述这些差异可能同时包括了时代差异与人群差异，相对比较复杂。

颅骨的内外板层和板障层的厚度比例在人类演化进程中也存在变化。Beaudet 等将10例南非的南方古猿（Australopithecus or Paranthropus） 头骨和10 例现代人类的颅骨厚度进行比较，发现南方古猿颅骨的板障层厚度远比内外板层要薄，在厚度总量中占比最小，而在现代人类颅骨中，板障层在颅骨厚度总量中占比最大，说明随着时代变化，颅骨的板障层相对变厚，内外板层相对变薄[24]。

3 人群间的差异

有学者认为颅骨厚度存在一定人群差异。Copes 等对29 例亚洲直立人和8 例非洲直立人的颅骨进行对比与分析，发现亚洲直立人的枕骨厚度明显厚于非洲直立人（P<0.001），但两者的额骨厚度没有显著差异（P=0.058）[22]。Ross 等通过对218 例17～95 a，包括黑人和白人个体的非洲罗德西亚人（白人59 名男性，50 名女性；黑人50 名男性，59 名女性）颅骨4 个部位（矢状缝两侧、额窦间隙、太阳穴最远端3～4 cm 处）的厚度进行研究，发现在这4 个测量点上，无论男女，白人的颅骨厚度均比黑人大（P<0.001），提示颅骨厚度存在显著的人群差异[25]。Adeloye 等人对美国出生5 周～80 a 的300 例黑人和200 例白人颅骨厚度进行测量，发现白人男性的额骨比黑人男性厚，而黑人的顶骨、枕骨比白人厚[7]。布朗等对华北40 名男性和7 名女性的颅骨X 射线侧视图进行颅骨厚度测量，并将其与澳洲土著人群（47 名男性，52 名女性）和欧洲人（14 名男性）的颅骨厚度进行对比，发现澳洲土著人大部分测量点如额鳞中部、前囟前隆起、人字点处等的厚度均显著大于华北人和欧洲人，澳洲土著人枕外隆突的厚度大于欧洲人、小于华北人，华北男性和欧洲男性颅骨的厚度极其相似，澳洲土著人的颅顶相对于欧洲人和华北人要厚得多[26]。

Rowbotham 等人分析了澳大利亚维多利亚州法医研究所（Victorian Institute of ForensicMedicine， VIFM） 的604 例个体（16～95 a） 的颅骨CT 数据，包括亚洲人（120 名男性，120 名女性）、欧洲人（120 名男性，120 名女性）和非洲人（67 名男性，57 名女性），选取颅骨的20 个测量点进行对比，发现亚洲人的右顶骨和颞骨均厚于非洲人和欧洲人，而非洲人的枕骨最厚[27]。

颅骨厚度存在的人群差异可能与不同人群的文化行为有关。布朗等认为澳洲土著人在激烈争执中可能会使用坚硬的木器击打对手的头部，这种攻击性行为或许在一定程度上是导致澳洲土著人颅骨较华北人和欧洲人厚的原因[26]。然而，Marsh 通过对美国宾夕法尼亚大学收藏的138 例来自9 个不同人群的智人样本进行研究，发现中国人、斯堪的纳维亚人（Scandinavian） 和澳洲土著人群的额骨都比顶骨厚，这种应对外力冲击的额骨厚于顶骨的厚度模式不是澳洲土著人群的专属，并没有证据能证明只有澳洲土著人经历了暴力冲突行为，因此认为暴力行为可能不是澳洲土著人群颅骨更厚的原因[28]。

4 性别间的差异

很多学者研究发现颅骨厚度存在显著的性别差异。Farzana 等人对印度18～73 a 的104例受试者（52 名男性，平均48 a；52 名女性，平均47 a）进行了头部CT 数据分析，发现与男性相比，女性枕骨的前部和中部明显较厚，枕骨厚度存在性别差异[29]。Abdel 等对222 例36～94 a 的美国白人头颅CT 数据（141 名男性，81 名女性）进行研究，发现额骨和枕骨厚度呈现出明显的性别差异，女性额骨较厚，男性枕骨较厚[30]。Moreira-Gonzalez等学者对美国281 例21～105 a 的干燥颅骨（188 例男性，93 例女性）进行研究，认为除了顶骨后部的厚度女性比男性厚外，其他部位的厚度不存在显著性别差异[14]。Copes 发现男性颅骨最厚的区域位于额骨和枕骨，女性颅骨最厚的区域位于顶骨和枕骨[31]。Ek?i 等对174 例颅骨（76 名男性，98 名女性）的4 个解剖学参考点（额中点midfrontal point，前囟前3 cm 处，人字缝点后1 cm 处，颞中点midtemporal point）进行测量，发现女性的平均额骨厚度为8.7 mm，男性为7.9 mm，女性的额骨厚度显著大于男性[32]。Ruenhunsa等测量了来自泰国的年龄在20～82 a 的177 具尸体（118 名男性，59 名女性）的额骨厚度、枕骨厚度、左右侧颅阔点处厚度，结果显示女性的平均额骨厚度和枕骨厚度小于男性，左右侧颅阔点处厚度大于男性，男性和女性的颅骨厚度存在显著的统计学差异，认为颅骨厚度可以作为辨别性别的参考因素之一[33]。

也有学者认为，颅骨厚度不存在性别差异。朱正权等人在新疆哈萨克族和汉族（54例男性，56 例女性）颅骨厚度差异性研究中发现，男性和女性的额骨和顶骨厚度无显著差异[34]。Thulung 等CT 扫描且测量了100 位15～50 a 尼泊尔人（51 名男性，49 名女性）的颅骨厚度后发现，男女性额骨的平均厚度分别为7.72±1.71 mm 与8.84±2.18 mm，顶骨的平均厚度分别为7.48±1.48 mm 与6.57±1.23 mm，颞骨的平均厚度分别为4.77±1.24 mm与4.65±1.44 mm，枕骨的平均厚度分别为8.78±2.82 mm 与7.14±1.72 mm，颅骨厚度没有显著的性别差异[35]。Ross 等对来自美国田纳西州的180 具尸体标本（122 名18～86 a 男性，58 名18～87 a 女性）的颅骨进行研究，发现除了额骨内面骨肥厚（hyperostosis frontalisinterna， HFI） 的样本外，颅骨厚度没有显著的两性差异[36]。Lynnerup 对丹麦哥本哈根大学法医学研究所64 例个体（43 名16～90 a 男性，21 名23～84 a 女性）的颅骨厚度进行研究，认为除了女性右侧颅阔点比男性厚外，颅骨其他部位的厚度均不具有显著的性别差异[37]。De Boer 等人通过对103 例10～19 a 荷兰法医研究所的颅骨样本（61 名男性，42 名女性）进行研究，认为颅骨厚度在亚成年的个体（subadult） 上没有呈现出显著的性别差异[12]。

5 影响因素

颅骨厚度除了受年龄、时代、人群和性别等因素影响外，疾病、运动、创伤和持续外力压迫等因素也在一定程度上影响颅骨厚度的变化。

5.1 疾病对颅骨厚度的影响

有研究发现，口腔颌面部疾病、颅内骨质增生（HFI， hyperostosis frontalis interna）、贫血（anemic） 和坏血病（scurvy）、威廉姆斯综合征（Williams syndrome） 等疾病在一定程度上会影响颅骨厚度[38-47]。

口腔错（skeletal malocclusion） 对颅骨厚度有影响。Arntsen 等把来自丹麦哥本哈根大学牙科学院的患有2 类错（25 名女性，17～42 a）和3 类错（24 名男性，17～38 a；29 名女性，17～39 a）的患者，与无患病的对照组（20 名男性，19 名女性，22～30 a）进行对比，发现与对照组女性相比，患有2 类错的女性枕骨明显较薄，额骨较厚；而3 类错患者颅骨厚度与对照组基本相当。因此Arntsen 等认为2 类错在一定程度上会影响颅骨厚度[38]。Tawfik 等通过头部CT 图像测量了在埃及坦塔大学口腔医学院就诊的120 例错患者（18～25 a） 的额骨、顶骨和枕骨厚度，发现在错患者中，与男性相比，女性患者的额骨较厚，枕骨较薄，顶骨厚度不存在显著的性别差异；而在无患病的对照组中，男性与女性的额骨、顶骨和枕骨厚度均未发现显著的性别差异。因此，Tawfik 等认为错可能是导致颅骨厚度存在性别差异的原因之一[39]。

唇腭裂也对颅骨厚度有一定影响。Arntsen 等通过分析不完全唇裂（17 名男性，平均年龄7.1 a；7 名女性，平均年龄6 a）、腭裂（57 名男性，18～33 a）和唇腭裂（17 名男性，平均年龄6.7 a；11 名女性，平均年龄6.6 a）患者的头部侧面CT 并测量其厚度后发现，在不完全唇裂患者中女性枕骨明显比男性薄，而在唇腭裂患者中颅骨厚度没有显著的性别差异；男性（20 名，20～30 a）腭裂患者和未患病者相比，颅骨厚度没有显著差异；女性唇腭裂患者的枕骨明显比不完全唇裂患者的厚。根据上述结果，Arntsen 等认为口腔颌面部疾病不同程度地影响着患者的颅骨厚度，且这种影响还存在一定的性别差异[40]。

颅内骨质增生也会影响颅骨的厚度。Hershkovitz 等对来自东地中海、美洲及中欧地区的1706 例20 世纪初的头骨（1，007 名男性，699 名女性）进行研究，发现额骨内板增生症（HFI） 常表现为额骨内板层的增厚[41]。She 等人发现1 例患有HFI 的56 a 的女性尸体的额骨内面出现不规则的增厚现象[42]。May 等通过对以色列380 例已绝经女性的HFI 情况进行研究，发现随着HFI 的加重，颅骨厚度和体积有所增加[43]。Kazuma 等在1 例患有HFI 的86 a 的日本女性尸体上发现其额骨内面有严重的双侧结节性突出，额骨明显增厚[44]。

另外，贫血和坏血病等疾病也可能对颅骨厚度产生影响。贫血现象在额骨、顶骨和枕骨上出现时表现为密集的孔状，称为多孔性骨肥厚（Porotic hyperostosis），是板障层增厚和内外板层变薄的结果[45]。Zuckerman 等人以美洲土著考古遗址中患有坏血病（11 例）、贫血（3 例）和非病理性（non-pathological，28 例）未成年人的颅骨遗骸为样本，测量CT图像上与骨质疏松性骨质增生和眶状筛相关部位的骨壁厚度；发现坏血病患者和非病理人群的颅骨厚度存在差异，但是难以观察到贫血患者与非病理人群的颅骨厚度差异，推测这可能是因为贫血性颅骨病变的表现是多孔性骨肥厚，而坏血病病变常表现为骨质增生。整体来看，坏血病患者的颅骨厚度大于贫血患者和未患病人群的颅骨厚度[46]。

Axelsson 等人对62 例威廉姆斯综合征患者（25 名男性，37 名女性）及挪威奥斯陆大学颅面生长档案（Oslo University Craniofacial Growth Archive） 中的颅骨数据进行对比，发现与对照组相比，威廉姆斯综合症患者的额骨和枕骨明显更厚[47]。

以上研究提到了口腔颌面部疾病、颅内骨质增生、贫血和坏血病、威廉姆斯综合征等多种疾病对颅骨厚度的影响，这些研究也提示颅骨厚度异常可能是这些疾病的临床表现之一，颅骨厚度研究有助于相关疾病的鉴别诊断和治疗。

5.2 运动对颅骨厚度的影响

Lieberman 认为运动会使颅骨骨壁变厚。他基于猪和犰狳的实验发现长期处于运动状态的动物颅骨厚度比具有相似遗传特性的对照组动物增长得快。他认为与运动相关的、非遗传性的刺激是导致人群颅骨厚度存在时代差异的原因之一。同时他也认为与后工业时代人类相比，大多数狩猎采集者和早期农民的厚颅骨表明他们可能经历了更高强度的持续性运动[48]。

但也有学者认为运动不会对颅骨厚度造成很大影响。Copes 等将50 只具有较强运动能力（高速奔跑能力，high running） 的雌性小鼠和50 只随机抽样的雌性小鼠进行对照实验，将小鼠随机饲养在环境呈活跃状态（Active） 的有轮笼子里，或者环境呈静止状态（Sedentary） 的无轮笼子里，并每天监测轮子运行和小鼠的自发性运动情况（spontaneous physical activity）。

持续达12 周的实验结果显示小鼠的颅骨厚度并没有受到运动的影响，据此Copes 等人推测，直立人颅骨厚度比其他古人类厚的现象不能推测其有高强度的运动行为 [49]。

5.3 创伤及创后愈合对颅骨厚度的影响

创后颅骨骨壁的愈合会对颅骨厚度产生一定的影响。王东海等对山东广饶发现的1例5000 多年前的头骨进行CT 检查，结果显示头骨缺损处边缘光滑且骨壁较薄；通过观测大量现代人群开颅手术后颅骨的CT 图像，揭示了开颅后洞口边缘的“舌样衔接愈合”轨迹特点，即从损伤处截面的内外板开始愈合，内外板层围绕板障层生长，内外板融合后颅骨停止生长，这使得内外板愈合处的骨壁较其他部位薄（部分原因是缺失了板障层）[50]。

Partiot 等对90 例新石器时代到近代来自欧洲、亚洲、美洲、大洋洲和非洲，创伤后部分或完全愈合的颅骨考古标本进行研究，并将其与14 例现代颅骨损伤的样本进行比较，发现了三种不同类型的愈合特征（图2）。第一种为边缘光滑型（图2： a），最为常见，数量在该研究中占85%；该类型颅骨缺损边缘呈斜面，越接近洞口骨壁厚度越薄。第二种为边缘呈骨片型（图2： b），数量在该研究中占9%，该类型病变（洞口）部位的边缘出现了骨刺状的密致骨，且缺损处未闭合。第三种为接近闭合型（图2： c），数量在该研究中占6%，该类型中新形成的骨板从内部（tabula interna） 生长并有闭合的趋势。这几种愈合特征中，新形成的颅骨骨壁都相对较薄[51]。

5.4 人工颅骨变形对颅骨厚度的影响

有意识的人工颅骨变形是一种特殊的文化行为，在世界各地多有发现，有学者认为人工颅骨变形可能影响颅骨厚度的变化。Boman 等学者认为人工颅骨变形可能导致颅骨厚度发生变化，并提出通过颅骨厚度的变化可以判断颅骨是否经历过人工变形甚至复原其变形方法[3]。Khonsari 等人对美洲大陆前哥伦布时期的39 例变形颅骨和19 例正常颅骨进行CT 扫描，结果显示，前后变形（antero-posterior，即AP 型变形，是指在额骨和枕骨上用两根带子捆绑木板挤压颅骨造成的颅骨变形）导致额骨变薄；环向变形（circumferential，即C 型变形，指用布条等裹紧额骨、顶骨、两侧的颞骨与枕骨，造成枕部向上向后的管状变形）导致额骨、顶骨两侧边缘和颞骨变薄，且前囟位置出现一个凹陷（notch），这在其他的颅骨变形类型中未曾发现；图卢兹变形（Toulouse，即T 型变形，类似C 型变形机制导致的颅骨形变，受压区域只有枕部后部，形式类似于环型颅骨变形）导致额骨部位的厚度有所增加；该研究中变形颅骨的顶骨厚度均没有变化，变形颅骨的平均厚度和颅腔容积总体也没有明显变化，但是C 型颅骨变形后的颅腔容积有小幅度的增加（图3）。研究者认为，颅骨变形后颅腔容积不变或者变化微乎其微，说明颅骨厚度的改变不是通过骨量流失而是通过重新分配恒定骨量来实现的。Khonsari 等的结果显示，人为颅骨变形中，受到更多压力的部位厚度会变薄，其他未受压部位的厚度则会相应变厚[4]。

6 颅骨力学性能

颅骨厚度的不同在一定程度上会影响颅骨的力学性能，导致颅骨在受到外力撞击时产生不同的反应，即颅骨受损程度的不同[52]。

有学者发现颅骨厚度与颅骨力学性能、外力创伤形态有一定关系。Ruan 等人建立了4 个头骨有限元模型，且均受一个坚硬圆柱体撞击，研究结果显示，颅骨厚度会影响头部在受到直接撞击时的力学反应和颅内压力的大小，颅骨越厚其吸收的动能越小，颅骨变形程度也更轻微 [52]。阮世捷等人对500 位女性的颅骨进行CT 扫描并构建高仿真度的有限元模型，发现头部损伤程度可能与颅骨厚度有关，在相同的头部尺寸和撞击载荷下，颅骨厚度较薄的人相对颅骨较厚的人而言颅骨更容易受到损伤，颅骨厚度越厚，颅骨的力学性能就越强，对颅骨的保护作用也越强[53]。Torimitsu 等人以日本法医学校保存的114 具尸体（78具23～95 a 男尸，36 具25～90 a 女尸）为样本研究颅骨厚度和成人颅骨力学性能的关系，发现无论男女额骨的厚度均较顶骨厚，抵抗正面冲击的能力比顶骨强，说明额骨的力学性能强于顶骨，且颅骨厚度与颅骨力学性能呈正相关。该研究还发现颅骨韧度性能（断裂载荷）和年龄呈现负相关，这很可能与衰老后颅骨变薄有关[54]。

另外，颅骨不同部位的厚度也有所差别。Irene 等通过测量对比发现，额骨和枕骨最厚、顶骨较薄、颞骨最薄，颅骨厚度分布遵循从颅顶外侧区域到矢状面厚度增加的模式[55]。本文作者认为这些分布差异可能与生物力学性能有关，还需要更多的相关实验研究来验证。

7 数据采集

厚度数据的获取是颅骨厚度分析的基础，传统研究中主要采用卡尺、直角规等进行测量。近些年来，X 射线测量、CT 测量等技术越来越多的应用于颅骨厚度的测量中，提取到了传统方法难以获取的数据，不断拓展了研究对象的范围及研究深度。

7.1 传统卡尺测量法

传统卡尺测量颅骨厚度主要是利用游标卡尺、直角规等测量工具，对颅骨外面到内面的距离进行测量[56]，该方法具有刻度清楚易读、测量准确和经久耐用等优点。周志尊等人通过改造弹性长度测量仪，制作了精度在±0.1 mm 的颅骨厚度测量仪[57]，该方法虽然更新了测量工具，但仍属于传统卡尺测量的范畴。

传统卡尺测量方法简单易学，尤其对干燥颅骨破损处周缘进行测量时简便快捷，但不适用于完整头骨及活体头部的测量。

7.2 X 射线测量法及测点选择

利用X 射线的高清成像技术可辅助颅骨厚度的测量。Axelsson 等在研究挪威394 例6-21 a 颅骨（194 例男性，200 例女性）时，制定了颅骨侧视X 光片上测量厚度的标准和规范（图4）。其中枕骨厚度测量的测点是颅底点（ba） 和人字缝点（l） 连线的垂直平分线与枕骨的交点（o）；顶骨厚度测量的测点在人字缝点和前囟点（br） 连线的垂直平分线与顶骨的交点（p）；额骨厚度测量的测点是鼻根点（n） 与前囟点的连线的垂直平分线与额骨的交点（f）[58]。这种方法明确易行，具有一定的推广价值，但颅骨各部位厚薄不均，用几个测点代表颅骨厚度还存在一定局限性。

7.3 CT 测量法

利用CT 及虚拟切割等技术可以很好的呈现不同部位的骨壁特点，方便相应的厚度测量。李海岩等人利用CT 图像进行厚度测量，该方法既可实现对一幅颅骨CT 图像中不同位置的测量，也可以实现对多幅图像中同一位置的自动测量[59]。童春民等用CT 技术测量颅骨厚度，认为该方法的局限性在于测量点的选择不同会导致测量结果误差较大[60]。侯志鹏等人使用双snake 模型（可提取颅骨内外边界）改进了颅骨CT 图像的提取方法，提高了颅骨厚度测量的准确性[61]。

7.4 其他测量方法

随着技术的发展和对颅骨厚度测量精度的追求，颅骨厚度的测量方法和手段呈现出与时俱进的特点。在传统测量中，由于游标卡尺很难接触到颅骨内表面，因此很难对完整颅骨进行直接的厚度测量，而计算机断层扫描存在价格昂贵、不适用于现场采集颅骨厚度数据的缺点，对此，Irene 等人提出使用磁性测厚仪（Magnetic thickness calliper） 测量颅骨厚度，这种方法简单、无创且经济有效。将其与用传统游标卡尺取样的测量值进行比较，显示颅骨厚度数值基本无差别[55]。

Hakim 等发现超声波技术测量和游标卡尺直接测量所得数据之间没有显著的统计学差异，因此认为超声波技术是测量颅骨厚度的可靠工具[1]。Ruan 等也用超声波技术测量尸体颅骨的额骨厚度，认为超声波测量能避免人工测量的误差，精确度较人工测量高[52]。

李海军等人利用mimics 软件读取新疆扎滚鲁克墓地出土的儿童头骨CT 数据并对其进行颅骨模型重建，将模型导入3matic 软件中，通过厚度测量指令得到颅骨厚度值，并建立厚度的彩色分布图（color map），该方法可以通过不同颜色的对比清晰地展现颅骨不同部位的厚度，助力对颅骨厚度数据及分布特点的全面呈现 [6]。厚度色彩分布图的方法可以很好地解决传统方法中厚度测点选择的局限性问题，优势非常明显。

除以上方法之外，还可以广泛利用、借鉴古生物学研究中的新方法和新设备，如高精度成像与解析技术、大数据和自动识别等技术，高分辨X 射线显微层析成像设备Micro-CL（Computed Laminography）、微纳能谱CT 和显微CT 等新设备等[62，63]。这些新方法新设备能高清度无损伤地全面反映和记录古生物化石内部结构的相关数据，在人群颅骨厚度及骨壁微细组成研究中也有广阔的应用潜力。

8 国内研究现状与展望

国内对颅骨厚度的研究主要集中在古人类颅骨厚度的时代变化和人群差异方面。在颅骨厚度随时代变化研究方面，吴新智等发现，中国直立人头骨厚度比一般智人厚得多[64]。刘武等对中国发现的中更新世直立人及智人化石进行对比研究，发现早期组顶骨顶结节位置的平均厚度为11.1 mm，晚期组的平均厚度仅为9.4 mm，认为中更新世早期组的头骨厚度大于晚期组标本[65]。在颅骨厚度的人群差异方面，中国古老型智人标本的颅骨与非洲智人相比则较薄[66]。刘武等观测了中国与非洲人头骨特征，通过对颅骨4 个测点（前囟、顶骨隆起点、颞鳞中点和下颌窝点）的对比，发现除了下颌窝点外，其余3 个测点上亚洲直立人的颅骨厚度均大于非洲直立人；刘武等还将中更新世非洲 Bodo 人类头骨化石与周口店直立人相比，发现非洲Bodo 头骨的骨壁较厚，其前囟点处的厚度为13 mm，远大于周口店直立人前囟点处的平均厚度值8.8 mm[67，68]。张亚盟等通过显微CT 分析了许昌人2号头骨的圆枕上凹处的骨壁结构，对骨壁的外板层、板障层和内板层的厚度进行了测量，对比之后发现，许昌人2 号头骨圆枕上凹的形成与外板层厚度减小相关，符合在智人中观察到的模式（尼安德特人的圆枕上凹是由于板障层厚度变薄引起的，而在智人中是由于外板层厚度减小引起的，二者存在本质上的差异）[69]。

目前颅骨厚度在人群、疾病等方面的识别作用和影响颅骨厚度的确切因素上还存在争议，且关于颅骨厚度生长发育的研究还较少[2，10，12]。由于国内目前保存的未成年人群颅骨遗骸数量较少且状况不理想，因此我国体质人类学的研究相较于成年人骨，对包括颅骨厚度在内的未成年人头骨特点研究很少[70]。

根据对国内研究现状和国外相关研究的比较，未来可以从以下方面开展对颅骨厚度的相关研究：1）鉴于颅骨各部位厚度不同，且测点选择往往有一定主观性，因此制定规范的测量标准是十分必要的；2）综合分析古今颅骨在厚度上的年龄、性别及时代差异，并探讨颅骨厚度在人群、疾病等方面的识别作用和影响颅骨厚度的确切因素；3）将颅骨厚度的研究与其他学科相结合，推进颅骨厚度相关数据在考古学、法医学及病理学领域的应用；4）创新颅骨厚度研究的技术和方法，将目前已运用于古生物学研究的，能高清度无损伤地全面反映和记录古生物化石内部结构的新方法和新设备运用于颅骨厚度的测量中；5）可更多地利用和研究考古出土的古代儿童颅骨资料，综合分析现代和古代儿童颅骨厚度的特征，以探讨颅骨厚度生长发育的一般规律及一些特殊表现。

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