Abstract
In (pre)historic human bones, analysis of bone density and microstructure may be
useful for anthropological research to assess skeletal health as well as
physical fitness and handedness. Physical strain between arms and legs can be
compared. HR-pQCT may provide information on such parameters, but has not yet
been used in (pre)historic bones without soft tissue and bone marrow. Three
macroscopically intact skeletons of young persons who died ca. 120–200 years ago
at an age of approximately 20 years could be identified in the medico-historical
anatomical collection in Marburg/Germany. Distal radii und tibiae were measured
using HR-pQCT (XtremeCT, Scanco Medical) and analyzed with the standard
evaluation script used for patients in clinical routine. We analyzed the quality
of the images of the bones in comparison to two healthy living person of the
same age group and investigated for which quantitative parameters plausible
results could be calculated. The quality of the images was completely comparable
between the historical bones and those of young living persons. Calculation of
trabecular number, cortical thickness and cortical bone density revealed
plausible results comparable to young living persons (77.5±26.9% vs. 84.4±28.3%
of sex-related mean for persons 20–29 years old; n.s. [pooled data]).
Calculation of trabecular bone volume / tissue volume and trabecular thickness,
however, revealed unplausible results (−29.1±24.1% vs. 104.9±11.7; p<0.001).
In conclusion, HR-pQCT generates images of historical bones in good quality.
Calculation of trabecular number, cortical thickness, and cortical bone density
reveals plausible results, whereas this is not the case for trabecular bone
volume/tissue volume and trabecular thickness. This can be explained by the
calculation method for these bone parameters, which is affected by the absence
of soft tissue and bone marrow.
Zusammenfassung
Die Analyse der Knochendichte und -mikrostruktur (prä)historischer menschlicher
Knochen kann Informationen zu Knochengesundheit, körperlicher Fitness, Belastung
und Händigkeit erbringen. Die Eignung der HR-pQCT zur Untersuchung von
(prä)historischen Knochen ohne Knochenmark und Weichteile wird hier fallbasiert
untersucht. Drei makroskopisch intakte Skelette junger Personen, die vor ca.
120–200 Jahren im Alter von etwa 20 Jahren verstarben, wurden in der
medizinhistorischen Sammlung in Marburg identifiziert. Distale Radii und Tibiae
wurden mittels HR-pQCT (XtremeCT, Scanco Medical) unter Verwendung der
Standardsoftware vermessen. Die Qualität der Bilder der Knochen wurde mit
derjenigen zweier gesunder Personen gleichen Alters verglichen, es wurde
geprüft, zu welchen quantitativen Parametern plausible Ergebnisse berechnet
werden konnten. Die Qualität der Bildgebung zeigte sich vergleichbar. Die
Berechnung der Parameter “trabecular number”, “cortical thickness” und “cortical
bone density” ergab plausible Ergebnisse (77,5±26,9% vs. 84,4±28,3% des
geschlechtsbezogenen Mittelwertes [20–29 Jahre; zusammengefasste Daten]).
Unplausible Befunde ergaben sich für “trabecular bone volume / tissue volume”
und “trabecular thickness” (−29,1±24,1% vs. 104,9±11,7; p<0,001). HR-pQCT
erzeugt Bilder historischer Knochen in guter Qualität und ermöglicht die
Berechnung der Parameter “trabecular number”, “cortical thickness” und “cortical
bone density”. Dies ist nicht der Fall für “trabecular bone volume / tissue
volume” und “trabecular thickness”, zu erklären durch das Fehlen von Weichteilen
und Knochenmark.
Keywords
osteoarcheology - bone density - computed tomography - bone structure - Imaging
Schlüsselwörter
Osteoarchäologie - Knochendichte - Computertomographie - Knochenstruktur - Bildgebung
