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本文作者:叶秀霞 盛晓阳 江帆 张军 黄红 沈晓明 单位:上海交通大学医学院附属新华医院 上海市儿科医学研究所 上海市环境与儿童健康重点实验室
骨骼
对骨骼的生物学年龄判断就是临床常用的骨龄(boneage,BA),其中尤以左手腕骨BA应用最多,也是目前用于推算实际年龄准确性较高的方法之一;其他也有以颈椎、锁骨和鼻窦等的形态和成熟度来判断BA。但无论以哪种方法,BA所代表的“生物学年龄”与“实际年龄”存在一定的差异。因此通过评估BA推算实际年龄时,需要考虑种族和性别差异,还尚需综合其他因素,如青春期发育阶段、青少年儿童的身高增长趋势、骨矿化水平和骨皮质厚度,甚至个体所处的社会经济状况等。腕骨BA常规选取左手腕部,以正位X线平片,观察左手掌指骨、腕骨及桡尺骨下端的骨化中心和骨骺的发育程度,以判断个体的生物学年龄。腕骨BA的解读方法有简单计数法、图谱法、计分法和计算机骨龄评分系统等,其中最常用的是Greulich-Pyle(G-P)图谱法和TW2(TW3)评分法,及Fishman的骨骼成熟指数(skeletonma-tureindex,SMI)等。前两种方法在世界各地得到了广泛的临床应用并获得一致认同[1-4]。
2004年,我国张绍岩等,采用TW3评分法,进行中国儿童青少年腕骨BA标准化,并形成“中国人手腕骨发育标准-中华05”。除了常规正位X-线平片用于判读BA外,双能X-线吸收(Dual-energyX-rayAbsorptionmetry,DXA)、超声等方法也被用于判断腕骨BA,以减少或避免对儿童青少年的放射损伤。很多研究发现,腕骨BA与“实际年龄”的吻合度有着明显的个体和种族差异。健康高个子儿童的腕骨BA提前,而健康矮个子儿童的腕骨BA则延迟[4]。PPludowski等[3]研究发现,在健康儿童青少年中,大部分个体的腕骨BA与其“实际年龄”相差0.5年左右,但最大差异达到3年。白人男性儿童比印尼男性儿童提前1个SMI阶段,白人女性儿童则比印尼女性儿童提前0.5个SMI阶段[2]。白人男性和女性儿童,其以SMI判断的腕骨BA与实际年龄的相关性分别为0.739和0.748;印尼男性和女性儿童的以SMI判断的腕骨BA与实际年龄的相关性则分别为0.728和0.755[2]。张绍岩等研究认为,中国儿童青少年以“中华05”方法判定的腕骨BA中位数(M)与“实际年龄”的差值男性为-0.31~0.31年,女性为-0.22~0.15年,上下四分位数男女性分别为-1.29~1.2年和-1.51~1.2年。此外,不同腕骨BA解读方法之间也存在着显著差异[1-2,5];DHHeppe等[2]比较DXA和X线方法,发现采用G-P图谱作为评判标准,两种方法间的结果相差0.11岁。
对于儿童青少年人群,颈椎、锁骨和鼻窦均是一个渐进的发育过程,亦有研究尝试以颈椎、锁骨、鼻窦的形态和成熟度来判断“生物学年龄”。但相比腕骨BA判断,这些研究尚处于起步阶段。颈椎发育在12~14岁男性和14~15岁女性儿童中处于快速阶段。颈椎骨龄判断采用头颅侧位X线平片进行C2-C4颈椎的检测,主要解读方法有Lamparski的颈椎成熟指数(CVMI)。研究显示,颈椎BA与实际年龄有较好的相关性[6-7]。对7~14.9岁青少年女性的研究显示,颈椎BA与腕骨BA的相关系数为0.869,与实际年龄的相关系数为0.705[5]。判断锁骨BA是观察评估锁骨内侧骨骺部分。胸片、计算机扫描(ComputedTomography,CT)、磁共振(magneticresonanceimaging,MRI)和超声方法等均有报道。锁骨完全融合发生在20岁以上[7-9]。ASchmeling等[6]将锁骨骨化程度分为5级,用于晚期青少年和青年人群的年龄判定。在同一个体中,整个颅面发育也存在增龄性改变[8-10]。额窦的发育高峰出现在身高高峰后的1.4年[7]。上颌窦在男性的前三十年和女性的前二十年中持续扩展,在到达容量的最大值前,容量随年龄而变化[8]。通过X线平片和CT可观察到额窦、上颌窦的变化。目前主要应用于对个体的认证,用于年龄判定还刚刚处于探索阶段。
牙齿
牙齿作为一种不易腐蚀的生物标本,在法医学上被用作“生物学年龄”鉴定已有悠久历史。对于儿童青少年,牙齿也存在着随实际年龄逐步生长发育的过程,但该过程同样受到较多因素的影响,包括遗传、生活环境、所处地域及其社会经济状态等[9]。牙齿的增龄性改变主要表现在牙髓与牙冠的变化。从牙尖开始出现、牙冠形成、髓腔出现,及到根尖孔形成,是个逐渐变化的过程。有研究显示,牙髓与牙齿容量的比值与年龄增长负相关[10]。也有研究显示,随年龄增长的是牙髓的宽度,而非牙髓长度[11]。=拍摄牙齿全景片来解读牙龄是目前最主要的以牙齿判断“生物学年龄”的方法。牙齿全景片的解读方法较多,但均存在一定的统计学偏移[12],目前常用且被认可的,较准确的评价体系为Demirjian方法。Demirjian法由Demirjian等于1973年创立,1976年修订,但修正后的版本并未得到广泛的应用。1973年Demirjian等对2~20岁法裔加拿大儿童、青少年的口腔曲面全景片进行研究,根据恒牙牙冠及牙根的发育过程,将下颌每颗牙的影像以A~H分级,然后进行评分,并得出总分,最后进行总分和年龄的转换。ADemirjian等[13]研究认为该方法适用于2.5~17岁人群,并在世界各地得到了广泛的应用,但研究结果不尽相同。大多研究认为,牙龄具有种族和地域差异,需进行样本人群的局部标准化。牙龄与实际年龄相关性的报道也各不相同,其中GWillems等[14]修正的Demirjian齿龄测定方法,用以评估1.8~18岁比利时青少年儿童的实际年龄,其偏倚是目前报道最小的;与实际年龄相比,男童高估0.1年(SD0.9年);女童0.2年(SD1.3年)。近期也有研究认为,以牙龄判断的“生物学年龄”一般与“实际年龄”的平均偏差在0.86~1.03年之间[15],存在高估现象。HMLiversidge等[16]对18、19世纪英国儿童的研究显示,该方法不适用于年幼儿童。对中国儿童青少年的研究显示,该方法不适合5~7岁[17]和17岁以上的人群[18]。观察第三磨牙(智齿)改变也用于对实际年龄的评估。一般来说,第三磨牙在15~19岁间萌出,男性的萌出时间早于女性[19]。判定的方法主要有Demirjian八级评判方法。对11~17岁中国青少年的研究显示,第三磨牙牙龄与实际年龄相关性较高(男r=0.65,女r=0.61[20]),而与骨龄相关性较小(男r=0.3719,女r=0.3958)[21]。#p#分页标题#e#
健康儿童青少年生物学年龄判断的安全性考虑
由于目前大多数需要判断生物学年龄的儿童青少年为健康人群,因此在评估骨龄和牙龄过程中的放射损害受到特别关注,少数国家明令禁止在健康儿童青少年中采用X-线摄片、CT等具有放射损害的方法评估年龄。因此,以MRI、超声等非放射方法判断骨龄或牙龄受到重视。使用超声检测骨龄的方法在90年代就相继有研究报道。研究认为,超声骨龄检测是一项有着较好安全性和成本效益的方法。该研究方法运用超声对腕骨进行扫描,评分标准为基于X线基础上的GP骨龄图谱,2003年Bilgili等开发了基于GP图谱基础上的超声骨龄图谱。该方法与腕骨GP骨龄判定方法相关性较好。Castriota-Scanderbeg等于1998年对青年和儿童的研究显示,与实际年龄相比,超声骨龄检测的敏感度和精确度分别为72.5%和56.8%。在目前常用的生物学年龄判断方法中,放射损害相对严重的是牙齿全景片,尤其是牙齿全景CT片;但无论在牙龄还是骨龄的判断中,CT成像比X-摄片具有更好的分辨性和准确性。近年来,随着影像学技术的发展,如束状CT(ConebeamCT,CBCT)的应用,使CT的放射损害大大减轻,但其成像准确性仍不如多层螺旋CT(Multi-SliceCT,MSCT)[22],且仍有放射损害。因此MRI和超声在年龄判断中的应用成为重点,其中采用MRI作为准确判断儿童青少年生物学年龄的方法更成为趋势。MRI对软组织有极好的分辨力,其成像技术依赖水中氢原子,而牙齿、骨骼系统缺少氢质子,所以传统MRI对牙齿和骨骼显示效果差。近期受关注的MRI三维超短回波时间双回波脉冲(MRIultra-shortechotime,MRI-UTE)序列能较好的显示骨骼肌肉系统,包括骨皮质[23-24],在牙齿研究成像方面也有少数人在探索。可见,MRI-UTE也有极大的可能替代CT或X-摄片成为牙龄判定的工具。综上所述,通过对骨骼和牙齿的生物学年龄的评估而获得实际年龄的评定方法很多,但目前所用的方法均存在一定的偏倚或放射损害,而且大多是单一系统或者部位的研究,有必要发展能更准确反映实际年龄的无创的研究方法。