| 标题 | 基于中华05骨龄计分法的6～19岁男性骨龄图谱标准片的研制 |
| 范文 | 朱翔宇
摘要：国际上认可的骨龄评定方法是计分法和图谱法，判读者多将两种方法综合使用，以提高准确性。我国体育行业所使用的国家标准中华05只有计分法，没有图谱法。从丰富中华05骨龄评价标准的角度出发，试图基于中华05骨龄计分法制作6～19岁男性骨龄图谱标准片，有利于判读者精确评定骨龄。研究选取全国6～19岁男性运动员手腕部数字X片20，956张，用中华05计分法判读后，参照G-P图谱的方法，结合我国青少年体育赛事分龄的客观要求，研制图谱标准片，使用两次判读骨龄相同百分数、骨龄差值的标准差、95%置信区间和相关分析对图谱进行信效度检验。经检验，6～19岁男性中华05骨龄图谱标准片具有客观性，可以用于我国男性儿童青少年运动员骨龄判读。 关键词：骨龄；图谱；中华05；男性儿童青少年 中图分类号：G804.4文献标识码：A文章编号：1006-2076（2016）06-0081-08 Abstract：TW scoring method and atlas method are standard methods in the world. Rater can increase accuracy with both TW scoring method and atlas method. CHN05， the National standard in China has scoring method only but not atlas method. To rich CHN05 standard， this paper is trying to make male bone age atlas from 6 to 19 years old by investigating 20，956 qualified bone age X-ray films from all over the 6 to 19 year old boys from China and using CHN05 to determine bone age. This paper develops the atlas according to G-P Atlas combined with the objective requirements of the age of youth sports events in China， using SPSS software to perform channel correction of test patterns. After testing， it is found that the CHN05 male bone age atlas from 6 to 19 has objectivity and can be used to assess the athlete bone age of male children and adolescents in China. Key words： bone age； bone age atlas standard； CHN05； male children and adolescents 骨龄是评价生物年龄的理想指标[1-2]，广泛应用于临床医学、体育科研和司法鉴定等领域[3-10]。在医学领域，骨龄主要用于内分泌和生长发育性疾病的诊治[3]以及脊柱矫正、下肢均衡等外科手术[4]。在体育领域，骨龄主要用于杜绝年龄造假现象，规范比赛秩序[5-6]；确定运动员发育水平，制定科学的训练手段[7-8]；作为运动员选材的指标，选拔体育运动人才[9]。在司法鉴定领域，骨龄主要用于鉴定犯罪嫌疑人或者死者的年龄，为判刑提供参考[10]。 评定骨龄必须依赖于一个科学客观的评定方法，骨龄评定方法在一百多年的发展历程中，大致经历了重点位置观察法、计测法、图谱法、计分法等方法的演变，目前国际上认可的骨龄评定方法是图谱法和计分法，二者在使用中各有利弊[11-12]。 图谱法要求判读者考虑所有手腕骨发育情况，将被检片与图谱标准片比较，以最相像的图谱标准片骨龄作为被检片骨龄，具有全面、简单直观、易于推广和掌握等特点，世界各国均有使用。但是与其他方法相比受主观影响大[13-16]。计分法是选取手腕部具有代表性的几块骨，将这些骨发育的连续性变化分期并赋予分值，计算总分，从相应标准中查出骨龄的评定方法，具有客观、定量化等特点，但是掌握难度大，计算和使用的过程复杂，直观性差。选择了手腕部具有代表性的几块骨，不能考虑到所有手腕骨的发育，对骨龄的评定有一定的限制[17-19]。沈勋章[20]研究认为，在青春发育期的中晚期，14～18岁少年未成熟骨的数量少，使用图谱法判读骨龄，既增添了骨发育成熟度指征，又有效地利用了图谱法直观、简便的优点，弥补了计分法中各骨发育等级划分过细，标准掌握难度大等技术难点。所以骨龄裁判将这两种方法综合使用，取长补短，提高骨龄评价准确性。 在中国，体育行业的骨龄国家标准中华05[19]所使用的骨龄评定方法是在TW3基础上经过中国人样本标准化的计分法，称为中华05计分法[21]，没有相应的骨龄标准图谱，降低了骨龄评定的准确性，所以本研究通过中华05计分法骨龄分组对6～19岁男性的骨发育的特征进行研究，参照G-P图谱制作出6～19岁男性中华05骨龄图谱标准片，以弥补中华05计分法使用时存在的缺陷，在研制过程中，根据我国青少年体育赛事分龄的客观要求，在某些年龄段增加图谱标准片，克服图谱法的系统误差，降低骨龄裁判的主观因素，更有利于精确评定骨龄。 1研究对象 研究对象是我国6～19岁男性手腕部数字X线片。样本量来源于除香港、澳门以外的全国儿童青少年运动队。使用方便抽样方法选取全国U系列儿童青少年足球联赛、全国儿童青少年乒乓球、羽毛球比赛以及部分全国儿童青少年田径比赛的男性手腕部数字X线片20 956张。 2研究方法 2.1手腕部数字X线片的拍摄与筛选方法[22] 挑选的手腕部数字X线片在测试仪器、拍摄部位、手的放置、拍摄条件和图片格式等方面均符合国家行业标准要求。测试仪器：采用北京体育大学和航天部中兴医疗科技有限公司共同研发的低辐射SHJ-1手腕骨数字X光机。拍摄部位：一次曝光拍摄包括手部掌骨、指骨、腕骨以及桡尺骨远侧骨干3～4 cm的正位X线片。手的放置：左手掌面向下，四指自然张开，拇指和食指约成30度角，中指与前臂成一支线，平放并贴紧拍摄平面。拍摄条件：根据年龄、体重和脂肪组织厚度采用不同的投射剂量，手部为50～60 kv，25 mA，曝光时间0.2～0.5 s，自动对焦，一般用12寸或14寸数码X线片。图片要求：清晰的图像格式，投射点正确，没有缺失骨骺，手部位置摆放正确。 2.2手腕部数字X线片的阅片和分组方法 邀请中国足球、羽毛球、乒乓球协会的骨龄专家分三组使用中华05计分法同时阅片，如果各组专家阅片结果相差0.1，要重新阅片。以每隔0.1岁骨龄分组，共130个组，取其中所有整岁和半岁组共27组研制图谱标准片。例如，在选择骨龄8岁标准片时，不涉及8.1、8.2岁等其他不相关骨龄样本。 2.3手腕部数字X线片的标准片筛选方法 国际上公认的经典骨龄图谱是G-P图谱[21]。G-P图谱从发表至今得到了长期普遍的应用，多国根据G-P图谱制定了符合本国儿童青少年的标准图谱[23-25]。G-P图谱[26-27]的每一张标准片选自100名相同性别年龄的儿童青少年手腕部X线片。将每一年龄组的X线片按照骨骼发育成熟度由最低成熟度到最高成熟度顺序排列。有研究者认为，选择作为标准片的X线片是主要趋势的最好的代表，或者说是这种特殊排列的解剖学上的众数。一般情况下，这种众数在一百张X线片分布的中点或在中点附近。在某些年龄上，由于发育速度有较大的变化，儿童骨骼发育程度的差异引起本年龄组的偏态分布，在这种情况下，众数距中点最远。最后，研究者根据骨化中心是否出现、骨骺与干骺端的比率、某些切迹的存在以及骨骺融合等标志，准确地描述出每一张标准片的骨骼形态发育程度。 本研究参照G-P图谱选择标准片方法，使用赋值法计算每一骨龄组中手腕部数字X线片的骨骼发育分值，根据中位数或众数筛选标准片。 2.3.1赋值法 将手腕部数字X线片中的每块未愈合骨骺分别按照发育成熟度由低到高排列，排列次数与未愈合的骨骺块数相等；每次排列时均从1开始编号，如果在编号的过程中发现本次排列的骨骺发育程度与前一张X线片相同，那么该张X线片中的该块骨骺编号与前一张骨骺相同，以此类推，直到找到发育程度比上一张X线片成熟的片子，编号改变，但是编号为这一张X线片所在位置的数字，而不是简单地上一张X线片编号加1，记录每次的排列结果；把各骨骺的编号相加除以骨的个数求平均数，所得的平均数代表了该张X线片的手腕部骨发育水平。 2.3.2寻找中位数或众数法 计算每组中各张手腕部数字X线片的平均数的众数和中位数，选择其中的众数片和中位片筛选标准片。当骨发育水平曲线呈正态分布时，曲线的高峰位于正中央，众数集中在高峰，选择既属于中位数又属于众数的X线片作为待选标准片；当发育速度有较大的变化，骨发育水平曲线呈偏态分布时，数据峰值偏离正中央，从众数片中筛选标准片。 2.4统计方法 采用SPSS19.0软件包对中华05骨龄图谱标准片进行了信效度检验。 信度检验使用可靠性检验。骨龄评价的可靠性[28]是指骨龄评价读片的可靠性，也是检验一部骨龄标准是否合格的方法，其包括两个部分，一是骨龄评价标准的可重复性，包括评价者之内的可重复性和评价者之间的可重复性。二是骨龄评价的误差，包括系统误差和随机误差。检验方法为同一评价者或不同评价者重复阅读一定数量的X线片，检验其的可重复性和评价误差[29-31]。张绍岩等研究认为，读片质量应控制在界值以上，评价者内等级相同的百分比的界值是80%，评价者间等级相同例数的百分比的界值为70%，二者的随机误差均为±0.6岁[32]。 效度检验使用相关性分析计算中华05计分法和中华05骨龄图谱标准片的相关系数。显著性水平取P<0.05，非常显著性水平取P<0.01。 3结果与检验 制作出6～19岁中华05男性骨龄图谱标准片，并详细解释了每张标准片的手腕骨发育特征。 3.16～19岁中华05男性骨龄图谱标准片的筛选原则 3.1.1最具代表性原则 最具代表性原则是指从待选标准片中筛选出的图谱标准片是一张尽可能准确描述出男性儿童青少年在该骨龄时手腕部各个骨骼形态发育水平的X线片。由于中华05计分法没有根据所有骨骺发育情况计算骨龄，所以相同分值的待选标准片存在各骨骨骺发育水平不同的现象。对于所有骨骺发育水平不平衡的骨龄片和存在特异性骨化的骨龄片都要予以剔除。如图1，两张骨龄片均为骨龄11.0岁，均为具有代表性的片子，但是左边的骨龄片中第Ⅴ掌骨骨骺和第Ⅰ远节指骨骨骺具有特异性骨化，因此选择右边的骨龄片作为图谱标准片。 3.1.2完整性原则 完整性原则是指以整个手腕部骨骺发育情况为主体，对于相邻两张标准片中，个别骨化中心成熟度大小颠倒的现象可以忽略。这种现象出现的原因是本研究为横断面研究，每一张标准片都是由不同个体儿童的X线片所代表，在挑选标准片时，虽然注意了各骨应由小到大的规律性，但是仍然不能避免在连续的标准片中出现某块骨骼大小差异的颠倒现象，这种现象不影响整个手腕部骨骺的骨龄，遵循骨龄挑选方法的完整性原则，出现这种现象的标准片可以继续使用。如图2中，左边是骨龄11.0岁的图谱标准片，右边是骨龄11.5岁的图谱标准片，左边的豌豆骨比右边的豌豆骨的骨发育水平高，但是从总体上看，左边骨龄片的发育水平比右边的低。 3.26～19岁中华05男性骨龄图谱标准片的筛选 将所有X线片通过中华05计分法判读，判读后以整岁和半岁分组，挑选各组的众数片和中位片，从中选择最代表该骨龄段各骨骺发育水平的X线片作为标准片。以骨龄16.0岁组筛选标准片为例： 3.2.1骨龄16.0岁组样本的骨发育成熟度分值 把骨龄16.0岁组中的所有X线片进行编号，使用赋值法得到每张X线片中各骨骨骺的编号相加除以骨骺的个数的平均数，平均数即各张X线片的骨骺发育整体水平分值，代表了骨龄16.0岁组成熟度水平，如表1。 3.2.2骨龄16.0岁组样本的待选标准片的确定 将骨龄16.0岁组的样本平均数使用统计学处理，众数为平均数是25。 遵循中位数或众数原则，骨龄16.0岁组样本发育水平均衡，第14和27号片处于样本的中位，平均数均为25，所以14与27号片均为待选标准片。 3.2.3骨龄16.0岁组样本标准片的筛选 遵循最具代表性原则从待选标准片中选择各骨形态发育水平均衡的骨龄片。图3为骨龄16.0岁的待选片，左边是27号片，右边是14号片。27号中所有指骨部分愈合完全，桡骨和尺骨愈合缓慢，发育不均衡；14号片的掌骨和中节指骨尚未愈合，近节指骨刚刚愈合完全，桡骨和尺骨几乎愈合超过1/2，各骨发育水平均衡。若使用中华05计分法判读，两张X线片各骨等级不一样，27号片指骨全部8级，桡骨和尺骨等级偏小；14号片掌Ⅲ、掌Ⅴ、中Ⅲ、中Ⅴ均为72级，桡骨和尺骨均为82级。所以选择14号片作为标准片。 3.36～19岁中华05男性骨龄图谱标准片的注释与图谱制定 根据骨化中心出现、骨骺与干骺端的比率、某些切迹的存在、骨骺干骺端、骨骺融合等标志和男性儿童青少年发育规律，描述出每一张标准片的骨骼形态发育程度。 [JP2]对骨龄16.0岁标准片的注释：1）尺骨骨骺和骨干结合超过1/2。2）所有近节指骨愈合全。3）籽骨的发育通常在这个时期已经很明显；但是个人的发育情况不同而且发育可能会提前。4）第Ⅰ近节指骨的远端的掌侧面以及第Ⅱ掌骨和第Ⅴ掌骨头也可以看到籽骨。[JP]这些的[LL]可变性非常大，有的人籽骨多一些有的人少一些甚至没有。 3.46～19岁中华05男性骨龄图谱标准片的检验 本研究对中华05骨龄图谱标准片进行了信效度检验。 请中国羽毛球协会的两组骨龄专家在双盲的情况下使用本龄图谱阅读男性91张手腕部X线片，比较两组专家骨龄读数相同例数的百分比，重复读片的骨龄差值的标准差和95%置信区间，得出评价者间的骨龄读数相同百分数为82.9%和随机误差±0.30；一周后，让同样两组专家再使用本图谱阅读同样的骨龄测试片，比较同组专家前后两次读片的骨龄读数相同例数的百分比，重复读片的骨龄差值的标准差和95%置信区间，得出评价者内的骨龄读数相同百分数80.0%和随机误差±0.35，见表2，说明本图谱具有可靠性。 效度检验使用相关性分析。请中国足球协会的两组骨龄专家分别使用中华05计分法和本图谱在双盲的情况下判读样本以外的6～19岁男性手腕部X线片91张，得出的两种结果使用SPSS软件进行相关检验，得到R=0.991（P<0.01），说明本图谱法的结果和中华05计分法的结果高度相关。 4讨论 4.16～19岁中华05男性骨龄图谱标准片样本来源 [JP2]本图谱的样本均来自于中国乒乓球协会、足球协会、羽毛球协会和田径协会的骨龄裁判们的一手资料。根据各协会规定，运动员在拍摄骨龄片之前要进行身份证检查，骨龄机需要运动员身份证录入信息，所以通过骨龄片的身份证信息得到样本来源和分布情况，表3。 华北地区包括北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区；东北地区包括辽宁省、吉林省、黑龙江省；华东地区包括上海市、江苏省、浙江省、安徽省、福建省、江西省、广东省；中南地区包括河南省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、海南省；西南地区包括重庆市、四川省、贵州省、云南省；西北地区包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区和新疆维吾尔自治区。 4.26～19岁中华05男性骨龄图谱与G-P图谱的标准片区别 本图谱与G-P图谱的研究目的不同，研究样本不同。本图谱旨在弥补中华05骨龄标准的不足，其基于中华05计分法进行图谱研究，所以是横断面研究，样本来源于同一时期不同地区、民族、年龄的男性儿童青少年，将他们的手腕部数字X线片使用中华05计分法统一判读分组后再挑选标准片。G-P图谱法是评价20世纪美国儿童青少年生长发育的图谱，属于纵断面研究。其研究样本中的儿童在出生后的第1年中每3个月拍摄手腕部X线片，1岁至5岁之间相隔6个月，5岁以后相隔一年拍摄手腕部X线片，且拍摄时间为实足年龄前后不超过22天[33]。 二者在实验设计上存在的差异。由于分组方式不同，所以挑选中位数和众数的方法也不同。Pyle和Greulich选取G-P图谱标准片的时候，通过生活年龄分组，根据某一年龄组中的所有手腕骨的发育成熟度从小到大排列，取中位片或众数片。而本图谱基于中华05计分法判读的骨龄分组，那么相同骨龄的X线片已经具有相同的骨发育成熟度，如何根据整体的骨发育程度排序？事实上，将样本分组后发现相同骨龄的X线片发育程度不尽相同。这是因为中华05计分法用13块手腕骨骨骺的发育情况作为代表来评判整个手腕部骨龄，并且将骨的发育过程人为地划分为几个等级，使系统误差加大。如图4，同样为骨龄7.0岁，虽然骨龄相同，但是左边的片子发育程度明显小于右边的片子发育程度。本文通过将骨龄片中的每一块骨骺排序求平均数，平均数代表了有手腕部所有骨骺的整体发育水平，再从中挑选众数片和中位数片。 在骨龄分组方面，本图谱分组详细，标准片数量多。若参照其他图谱标准，10～14岁年龄段标准片多取整岁组，我国全国各项目青少年骨龄测试多为10～14岁骨龄。所以本次骨龄图谱研制细化了10～14岁分组，降低了图谱法的系统误差，便于骨龄裁判在实际比赛中使用。 在骨龄标准片的时间间隔方面，G-P图谱以年龄分组，个别情况下儿童某一年龄段出现生长发育速度增快或者减慢的情况，相对应的骨骼发育会提前或者延迟，为了更全面地记录骨骼发育过程中的重要阶段，这种情况下，G-P图谱标准片的时间间隔会长一些或者短一些。本图谱以骨龄分组，根据骨骼发育速度制定标准片，与年龄无关，所以两张标准片的时间间隔以骨龄半岁分组。 在X线片图像质量方面，本图谱标准片采用国内最先进的骨龄测试仪器，使用标准投射剂量和曝光时间，X线片中的黑白对比、骨性标志、骨骺轮廓和生长板等均清晰可见，明显比X线胶片质量高，有利于骨龄裁判清晰分辨骨骺发育成熟度。 4.36～19岁中华05男性骨龄图谱标准片的适用范围 有研究认为，骨骼发育的过程是相同的，但是骨骼发育的速度不同。骨骼从起始到成熟的形态变化是相同的[34-35]，即在基因表达下人类各个器官系统的发育是有序的过程[36-37]，骨化中心出现次序和各形态特征出现次序在不同种族、不同人群间是基本一致的，由遗传决定的人类发育过程中手腕部各骨化中心的出现次序和其后发育过程中的形态特征变化具有规律性[16，38-39]；但是骨骼发育的速度是不同的[16，34]，不同环境中的个体受到饮食、运动、气候等因素影响，其骨骼发育速度在同年龄同性别人群中存在差异[40-41]。同年龄组的两个孩子骨龄不一致，表明即使他们骨骼发育会经历相同的发育过程，但是骨骼发育速度不一样，骨龄也不一样。中华05骨龄标准[15，19]的样本来自于全国儿童青少年，可以评定现阶段中国儿童青少年的骨龄。本研究挑选图谱标准片前，运动员样本都经过中华05计分法评定，再进行骨龄分组，如果一个生活年龄11岁的孩子由于早发育，骨龄12岁，那么他要被分到骨龄12岁组作为样本，所以不使用生活年龄分组，而是使用中华05骨龄分组，一定程度上规避了运动干预对儿童青少年发育影响。本研究的样本量为20956，分为130个小组，每个小组的样本量不少于100人，现有的样本量在一定程度可以包含所有同性别同骨龄的非运动员的骨骼发育特点。 运动员培养是一个长期过程，不同于成年运动员的比赛，全国性儿童青少年的比赛中的绝大多数参赛队伍来自于基层运动队，这些运动员平时和普通学生一样按时上学，节假日训练，运动对骨龄的影响只是众多影响因素之一，而且年龄越小，运动年限越短，例如运动对骨龄6岁儿童影响比对骨龄19岁青少年的影响小的多。 综上所述，本研究采用中华05骨龄分组，一定程度上规避了运动对儿童青少年发育的影响，但是对于骨龄相对比较大的组别，运动对其的影响仍然不容忽视的，所以本图谱更适合体育行业使用。 5研究结论 [JP2]本研究基于中华05计分法，结合我国青少年体育赛事分龄的客观要求，参照G-P图谱制作了6～19岁男性中华05骨龄图谱标准片，经检验图谱具有可靠性，评价结果与中华05计分法的结果高度相关。本研究丰富了中华05骨龄标准，6～19岁男性中华05骨龄图谱更适用于我国男性儿童青少年运动员的骨龄评定工作。[JP] 6研究不足与展望 对骨龄标准图谱的研究需要在后续研究中做进一步修正和完善的地方：本研究样本来自于全国男性运动员，研究对象选取单一，限制了图谱的使用范围，因而，从课题研究对象上仍具有进一步扩展的必要。 骨龄评定方法是影响骨龄准确率的重要因素，一个世纪以来，人们不断创新，骨龄评定方法经历了由粗略到精确，由定性到定量，由单一到全面的演变，随着科学技术的进步，骨龄评定方法相关研究必然向更准确、方便和快捷的方向发展。 参考文献：[HT5"SS] [1]奥迪特·巴尔-奥尔，等.运动医学百科全书第六卷-儿童青少年与体育[M].高崇玄，等译.北京：人民体育出版社，2008.9-21 [2]中国医学科学院医学情报研究所.医学主题词注释字顺表（MeSHAAL）[M].北京：人民卫生出版社，1984. 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